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高分子聚合物的三态和玻璃化温度Tg

      小分子化合物在温度足够低时呈固态,升温变成液态,温度再升高则变成气态。

      有机涂料的基料是长链高分子聚合物,高分子由链段组成。与小分子化合物不同,聚合物随环境温度的变化可呈现三种状态:玻璃态、高弹态和黏流态。在玻璃态时构成大分子的链段不能运动,处于冻结状态,加热至温度升高到某个程度时,链段开始解冻,从而可以移动、旋转和伸展,但是整个大分子还不能移动。这时聚合物处于高弹态。聚合物由硬而脆的玻璃态向软而韧的高弹态转变的温度称为玻璃化温度 Tg。

      由于大多数聚合物分子不是均一的,而是有一个很宽的分子量分布,因此玻璃化温度并非是一个点,往往呈现为一个窄的转变区。

      玻璃化温度是描述聚合物性质的一个很重要的参数。对水性漆而言,玻璃化温度越高漆膜硬度越大,在追求高硬度漆膜时,首要条件是选用高Tg的树脂。但是高Tg的乳液*低成膜温度MFFT也高,漆的低温成膜性不良,这时必须借助于成膜助剂才能得到理想的漆膜。

      玻璃化温度主要由聚合物链段的柔性决定,像聚醚这样结构的柔性链段低温下就可活动,Tg相对较低,而具有苯环这样的刚性结构的链段Tg高。

       两种不同Tg的聚合物共混后,如果两者相容,则共混物和原聚合物的玻璃化温度有以下关系:


                    1/Tg=m1/Tg1 + m2/Tg2


        如果两种聚合物部分相容,共混物仍呈现两个Tg,只是比两种聚合物的玻璃化温度更为相互靠近。两种不相容的聚合物共混后仍具有两个各自的Tg。

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