涂料工藝學(xué)涂料理論

涂料工藝學(xué)涂料理論第1頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)2.1.1黏度黏度是涂料的一個(gè)重要參數(shù)，是流體的重要特征之一。黏度是流體抗拒流動(dòng)的一種性質(zhì)，是流體分子間相互吸引而產(chǎn)生的阻礙分子間相對(duì)運(yùn)動(dòng)能力的度量，即流體的內(nèi)部阻力。假設(shè)在兩塊平行板之間存在流體，下面平行板是靜止的，上面一塊是移動(dòng)的。第2頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)圖1-16平板間液體速度變化平板間液體速度變化（梯度分布）第3頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)速度梯度（切變速率）用D表示，單位為s-1D=dv/dxτ=F/A黏度η＝τ／D（牛頓黏度定律）物理意義：兩流體之間，單位面積上的摩擦力與流體的速度梯度D成正比。單位：Pa·s1cP（厘泊）＝10-3Pa·sP的量綱是dyn·s/cm2(絕對(duì)黏度的度量單位）運(yùn)動(dòng)黏度ν(St)=η/ρ(ρ是液體的密度）第4頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)習(xí)題用一把12cm寬的刷子把黏度為2.0P的涂料刷在平板上，得到0.01cm的濕膜。刷子在平板上壓扁的寬度是3cm，刷漆速度是100cm/s。求在這種條件下剪切速率和刷子的阻力。第5頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六解：由于施工時(shí)涂料在刷子和平板之間大約等量分開，若濕膜厚度為0.01cm的話，其平均間隙應(yīng)該是濕膜厚度的2倍即0.02cm已知η=2.0PX=0.02cmV=100cm/sA=36cm2

τ=F/AD=V/X=100/0.02=5000s-1

η=

τ/D=2.0F=τ*A=2.0*5000*36=36000dyn（36000/980=36.7g）第6頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)涂料黏度的影響因素1溫度：影響很大僅知道液體在一個(gè)溫度下的黏度經(jīng)驗(yàn)公式dη/dT=f(η)---黏度列線圖，誤差大已知液體在兩個(gè)溫度下的黏度，根據(jù)Anderade方程式η=A·10B/T(1)logη=logA+B/T（2）logη1/η2=B(1/T1-1/T2)（3）圖解法第7頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)習(xí)題亞麻仁油在10oC(283K)的黏度是0.60P，在50oC（323K）下為0.18P。計(jì)算30oC和90oC下的黏度。解：用方程式3和已知數(shù)算出B值Log0.6/0.18=B（1/283-1/323)B=1194代入方程式2求出logA=-4.4408Logη=1194/T-4.440830oC時(shí)η=0.316P90oC時(shí)η=0.071P第8頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)2聚合物濃度的影響ηr=η/η0(相對(duì)黏度）Logηr=W/（Ka-KbW）適用在涂料導(dǎo)出Ka=（1/Logηr1-1/Logηr2）/（1/W1-1/W2）溶劑黏度對(duì)溶液黏度的影響混合溶劑logη=Σ（Wlogη）i分子量對(duì)黏度的影響第9頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)3顏料及填充料的影響-吸油量4其他影響因素：剪切應(yīng)力，剪切速率，時(shí)間等黏度和粘性兩個(gè)概念:粘性是涂料阻礙剝離的能力。兩者是獨(dú)立的不同的性質(zhì)。第10頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)2.12牛頓流體：假設(shè)一種理想液體，它在任一給定的溫度下，在很寬的剪切速率范圍內(nèi)，其黏度保持恒定。如水，溶劑等。現(xiàn)實(shí)的涂料很少屬于牛頓流體。第11頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)第12頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)第13頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)2.1.3非牛頓流動(dòng)一種液態(tài)體系，當(dāng)剪切應(yīng)力變化時(shí)，其黏度也隨之變化，屬于非牛頓型。包括塑性流動(dòng)，假塑性流動(dòng)，膨脹性流動(dòng)，觸變型等流動(dòng)。幾個(gè)術(shù)語：假塑性流動(dòng)，膨脹性流動(dòng)，觸變性，屈服值，表觀黏度。假塑性流動(dòng)：涂料的黏度隨著剪切力的加大而下降，大多數(shù)成品涂料均屬此流動(dòng)特征。第14頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)膨脹性流動(dòng)：相反涂料的黏度隨著剪切力的加大而上升，研磨漆料觸變性：由于觸動(dòng)而黏度降低的流動(dòng)性質(zhì)。屈服值：為使涂料流動(dòng)所必需達(dá)到的某個(gè)最小剪切應(yīng)力值。（賓漢體Bingham流動(dòng)）表觀黏度：黏度值只與一個(gè)剪切速率有關(guān)，不同的剪切速率下有許多個(gè)表觀黏度第15頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)第16頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)第17頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)第18頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)第19頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)第20頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)第21頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)第22頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)第23頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)2.1.4黏度的測(cè)定及單位換算1）黏度的測(cè)定精確的儀器：毛細(xì)管粘度計(jì)，落球粘度計(jì)，同心圓筒式粘度計(jì)，單圓筒式粘度計(jì)。近似的儀器：毛細(xì)孔粘度計(jì)，氣泡粘度計(jì)，轉(zhuǎn)盤粘度計(jì)。不規(guī)則設(shè)備：孔洞，漿式，混合器流行的涂料粘度測(cè)定粘度計(jì)：福特杯（Ford），殼牌黏度杯（Shell），盛氏黏度杯（Zahn）第24頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)粘度計(jì)1毛細(xì)管粘度計(jì)2同心圓式旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)3轉(zhuǎn)盤粘度計(jì)4落球粘度計(jì)5氣泡粘度計(jì)6單孔粘度計(jì)7多孔粘度計(jì)8錐板粘度計(jì)9帶式粘度計(jì)第25頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)第26頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)第27頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)一幾種流出式粘度計(jì)的單位換算V=At-B/t(理論）V=A（t-B)(實(shí)際）V=At(高黏度）t2=A1(t1-B1)/A2+B2二氣泡上升時(shí)間換算成運(yùn)動(dòng)粘度單位V=t-0.3/t2第28頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)黏度杯名稱小孔或毛細(xì)管半徑（cm）流出時(shí)間換算成運(yùn)動(dòng)黏度方程式福特杯（短粗毛細(xì)管）容量100ML2#0.126v=1.60（t-23.5）3#0.170v=2.31（t-6.6）4#0.206v=3.85（t-4.5）第29頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)殼牌杯（長毛細(xì)管）容量23mlS-10.089v=0.226（t-13）S-20.119v=0.576（t-5）S-30.152v=1.51（t-2）S-40.191v=3.45（t-1）S-50.229v=6.5（t-1）S-60.290v=16.2（t-0.5）第30頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)盛氏杯（僅有小孔）容量44ml10.100v=1.1（t-29）20.137v=3.5（t-14）30.188v=11.7（t-7.5）40.213v=14.8（t-5.0）50.264v=23t第31頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)V=A（t-B）對(duì)高黏度液體V=At時(shí)間換算t2=A1(t1-B1)/A2+B2第32頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.1涂料流變學(xué)第33頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.2聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg高分子的Tg是一個(gè)二級(jí)轉(zhuǎn)變溫度，表明聚合物從玻璃主體特征（脆性）變成可撓曲的或可塑性的性質(zhì)（熔點(diǎn)及沸點(diǎn)是一級(jí)轉(zhuǎn)變溫度）。高分子的Tg取決于分子的結(jié)構(gòu)、組成、分子量等因素，決定形成膜的強(qiáng)度，柔韌性，硬度等力學(xué)性能，在涂料科學(xué)極為重要。第34頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.2聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg2.2.1涂料溶液的TgTg溶液=Tg聚合物-kws第35頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.2聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tg熱固性涂料的Tg熱固性涂料中的官能團(tuán)需要發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，當(dāng)T固化﹥Tg時(shí)，官能團(tuán)自由移動(dòng)，反應(yīng)速率取決于官能團(tuán)的濃度和反應(yīng)動(dòng)力學(xué)參數(shù)。當(dāng)T固化﹤Tg時(shí)，官能團(tuán)不能自由移動(dòng)，反應(yīng)速率取決于官能團(tuán)的移動(dòng)速度。普遍存在于汽車漆，烤漆。交聯(lián)后分子量增加，Tg相應(yīng)增加，性能提高。了解Tg的作用，在配方設(shè)計(jì)時(shí)可按需要改變涂料的配料，達(dá)到最佳的涂裝要求和質(zhì)量要求。第36頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.3表面張力1表面張力的本質(zhì)兩種分離相（如顏料和漆料）之間界面上的力不同于任何一相中的力，因?yàn)榻缑嫔系牧μ幱诓黄胶鉅顟B(tài)。界面上有一種不對(duì)稱力的分布，引起了所謂的表面張力效應(yīng)。不平衡的表現(xiàn)：表面張力驅(qū)使降低液體的表面面積，熱力學(xué)：降低體系的自由能，降低表面面積。達(dá)到平衡-------液珠。2接觸角第37頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.3表面張力2表面張力對(duì)涂料的影響表面張力對(duì)涂料的生產(chǎn)和涂裝的實(shí)施及涂裝質(zhì)量都有重要的影響，可能出現(xiàn)流平性不好，產(chǎn)生縮孔，橘皮，回縮等現(xiàn)象。第38頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.3表面張力3解決辦法降低涂料的表面張力（涂料配方），提高基材的表面張力。（涂裝前處理）4表面張力的測(cè)定毛細(xì)管法γL=Lrρg/2(液體）γs=(γL-θ/8)(cosθ+1)/2(固體）第39頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.4表面活性劑及分散劑獲得涂膜高亮度和高著色力的關(guān)鍵因素有顏料能否極好的分散、顏料粒子尺寸是否最優(yōu)化以及微粒分散后在配方中能否持久穩(wěn)定性這幾個(gè)方面。在涂料、油漆和油墨形成穩(wěn)定懸浮液的過程中，顏料的分散可以分為以下三個(gè)步驟：第40頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.4表面活性劑及分散劑圖1:分散加工過程

第41頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.4表面活性劑及分散劑顏料的潤濕：在顏料凝聚和團(tuán)聚(群聚態(tài))的粒子表面間，空氣和水氣被樹脂溶液所替換。固/氣兩相(顏料/空氣)被轉(zhuǎn)換成固/液兩相(顏料/樹脂溶液)。第42頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.4表面活性劑及分散劑潤濕效率主要依賴于顏料和介質(zhì)的相對(duì)表面張力，也就是混合物的粘度。吸附機(jī)理取決于顏料的化學(xué)特性和所用的分散劑類型。第43頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.4表面活性劑及分散劑研磨級(jí)別：在機(jī)械能作用下(沖擊和剪切力)，顏料的團(tuán)聚態(tài)被打碎成較小的微粒，成為分散狀態(tài)(均勻分布)。經(jīng)過潤濕階段，必須將顏料微粒的凝聚態(tài)及團(tuán)聚態(tài)分散開來。通常是利用高效研磨設(shè)備的機(jī)械作用來完成。第44頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.4表面活性劑及分散劑顏料懸浮液的穩(wěn)定性：分散劑用于保持顏料分散狀態(tài)的穩(wěn)定，阻止失控的絮凝。并依據(jù)顏料表面所吸附的粘接劑種類和分子結(jié)構(gòu)，促使懸浮液獲得穩(wěn)定狀態(tài)。第45頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.4表面活性劑及分散劑在顏料分散作用的穩(wěn)定方面有兩種重要機(jī)理：靜電穩(wěn)定：當(dāng)顏料表面具有相同電荷的微粒相互接觸時(shí)會(huì)產(chǎn)生靜電穩(wěn)定作用。具有相同電荷的兩微粒有相互排斥效果。帶電微粒在庫侖排斥力作用下維持了體系的穩(wěn)定。位阻穩(wěn)定當(dāng)顏料固體微粒表面完全覆蓋著聚合物時(shí)，一個(gè)顏料可以說具有位阻穩(wěn)定性質(zhì)，使微粒間的接觸不可能發(fā)生。聚合物與溶劑(有機(jī)溶劑和水)之間的強(qiáng)烈作用可以阻止顏料粒子相互過分接近(絮凝作用)。第46頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.4表面活性劑及分散劑圖1:位阻穩(wěn)定作用第47頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.4表面活性劑及分散劑圖1:靜電穩(wěn)定作用第48頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.4表面活性劑及分散劑為什么要使用分散劑在制備涂料過程中，分散劑質(zhì)量是需要考慮的最苛刻的因素。分散劑的作用是促進(jìn)分散過程，獲得精細(xì)的微粒尺寸，使顏料在樹脂溶液中呈穩(wěn)定狀態(tài)。分散過程十分復(fù)雜，與眾多參數(shù)有關(guān)，比如：流變性、樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)、與溶劑和顏料相關(guān)的方面、分散劑的出現(xiàn)以及所應(yīng)用的分散技術(shù)。第49頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.4表面活性劑及分散劑分散劑家族（在助劑部分講）聚合物分散劑表面活性劑

四小結(jié)不同種類的表面活性劑有一方面是相似的：它們吸附于固體/溶液界面形成一個(gè)邊界層，防止粒子互相靠近，相同電荷的靜電排斥力及空間阻礙兩者都可使顏料分散體穩(wěn)定。第50頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六1溶劑溶劑是指用來溶解或分散成膜物質(zhì)的，并在使用過程中揮發(fā)掉的液體。主要作用是溶解樹脂，賦予流動(dòng)性，調(diào)節(jié)干燥速度，降低成本，提高施工性能等作用。但對(duì)大氣環(huán)境有影響（VOC）。2.5溶解性及相互作用參數(shù)第51頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.5溶解性及相互作用參數(shù)2涂料中常用溶劑一般是指有機(jī)溶劑，包括：水，脂肪烴，芳香烴，醇，酯，謎，酮等。按氫鍵強(qiáng)弱和形式，溶劑可分為三種類型：①弱氫鍵溶劑：主要包括烴類和氯代烴類溶劑，烴類溶劑又分為脂肪烴芳香烴。常用的有：石腦油、200#溶劑油、甲苯、二甲苯、三氯乙烷等。0.3（氫鍵力平均值）②氫鍵接受型溶劑：主要指酮類和酯類。酮類比酯類便宜，但后者氣味芳香。常用的有：丁酮、丙酮、環(huán)己酮、甲苯異丁基酮、異佛爾酮、醋酸乙酯、醋酸丁酯、醋酸異丙酯、醋酸-2-丁氧基乙酯等。1.0③強(qiáng)氫鍵溶劑：主要為醇類溶劑。常用的有：甲醇、乙醇、異丙醇、正丁醇、乙二醇、丙二醇、二甘醇單丁基醚等。1.7第52頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.5溶解性及相互作用參數(shù)3溶解力及溶解性溶解力：溶劑溶解樹脂形成均勻溶液的能力。溶解過程：低分子化合物在溶劑中的溶解可用溶解度的概念來描述。如蔗糖，食鹽在水中的溶解，其機(jī)理是溶劑分子或離子間的吸引力，而使溶質(zhì)分子逐漸離開其表面，并通過擴(kuò)散作用均勻地分散到溶劑中去成為均勻溶液。第53頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.5溶解性及相互作用參數(shù)高分子化合物在溶劑中的溶解到大體上可分為溶脹階段和全部溶劑化兩個(gè)階。接觸溶劑表面的分子鏈最先溶劑化-------使高分子化合物內(nèi)部溶解化--------溶劑化程度逐漸增加---全部溶劑化。可以看出，溶劑對(duì)高分子聚合物溶解力的大小，溶解速度的快慢，主要取決于溶劑分子和高聚合物分子的親和力，所決定的溶劑向高聚物分子間隙中擴(kuò)散的難易程度。第54頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.5溶解性及相互作用參數(shù)高分子樹脂和有機(jī)溶劑相互之間均勻混合過程的自由能△G減少，溶解才能自發(fā)進(jìn)行。G=△H-T△S＜0其中△H為混合焓，△S為混合熵變（總是正值）極性高分子溶解在極性溶劑中溶解時(shí)放熱，△H＜0，溶解過程能自發(fā)進(jìn)行。非極性高分子溶解溶解時(shí)吸熱，△H＞0，只有△H＜T△S時(shí)才能自發(fā)溶解。非極性高聚物與溶劑混合焓可用經(jīng)典的Hildebrand容度公式計(jì)算：△H=Vφ1φ2〔(△E1/V1)1/2-(△E2/V2)1/2〕2△E=△H-RT第55頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.5溶解性及相互作用參數(shù)4極性相似原則（溶解原則）（1）四氯化碳沒有電性的不對(duì)稱、偶極矩為0稱為非極性物質(zhì)。（2）甲醇羥基顯電負(fù)性而甲基顯電正性，分子中電性分布不對(duì)稱，偶極矩不為0

稱為極性物質(zhì)。偶極矩?cái)?shù)值越大，極性越大。（3）極性分子的綈合規(guī)律，非極性溶質(zhì)溶于非極性或弱極性溶劑中，極性溶質(zhì)溶于極性溶劑中，“同類溶解同類”------這就是極性相似原則的核心。比如，乙醇是極性的，能夠溶解于極性的水；而苯是非極性的，不和水相混溶；硝基纖維素是極性的，能夠溶解于極性的酯和酮，而不溶解于非極性或弱不禁風(fēng)極性的烴類化合物。這個(gè)規(guī)律僅僅是定性的，比較科學(xué)的方法是：第56頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.5溶解性及相互作用參數(shù)5溶解度參數(shù)相近的原則溶解度參數(shù)的定義和物理意義溶解度參數(shù)是由聚能密度的平方根，它是分子間力的一種量度。數(shù)字表達(dá)式為：δ=（△E/V1/2）δ——溶解度參數(shù)（卡/厘米3）或（J/M3）1/2、（Cal/CM3）1/2△E——每摩爾物質(zhì)的內(nèi)聚能V——摩爾體積（1CAL/CM3）1/2=2.046×103（J/CM3）1/2△H=Vφ1φ2(δ1-δ2)2第57頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.5溶解性及相互作用參數(shù)如果以A——溶劑、B——溶質(zhì)FAA——溶劑分子間的自聚力。FBB——溶質(zhì)分子見的自聚力。FAB——溶劑和溶質(zhì)分子間的相互作用力。則：若FAA>FAB或FBB>FAB不相溶。第58頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.5溶解性及相互作用參數(shù)如果以A——溶劑、B——溶質(zhì)FAA——溶劑分子間的自聚力。FBB——溶質(zhì)分子見的自聚力。FAB——溶劑和溶質(zhì)分子間的相互作用力。則：若FAA>FAB或FBB>FAB不相溶。第59頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.5溶解性及相互作用參數(shù)2。溶解度參數(shù)的確定（1）溶劑和混和溶劑的溶解度參數(shù)a、單一溶劑的溶解除度參數(shù)可以從表中查得------涂料工業(yè)上常用有機(jī)溶劑的溶解度參數(shù)及氫鍵值表。b、混合溶劑的溶解度參數(shù)可以通過計(jì)算求出：δmix=Ψ1δ1+Ψ2δ2+Ψ3δ3+…+Ψnδn式中Ψ——各組分的體積分?jǐn)?shù)。

δ——各組分的溶解度參數(shù)。第60頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.5溶解性及相互作用參數(shù)例一、已知二甲苯的δ1=8.8、γ-丁丙酯的δ2=12.6。若以體積分?jǐn)?shù)計(jì)、配制成33%二甲苯和67%γ-丁丙酯的混合溶劑，共δmix是多少？解、δmix=Ψ1δ1+Ψ2δ2=0.33×8.8+0.67×12.6=10.6。第61頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.5溶解性及相互作用參數(shù)（2）高分子聚合物的溶解除度參數(shù)高聚物與溶劑不同，它們是不揮發(fā)展性物質(zhì)，可以通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比的方法測(cè)得高聚物確定δ值。在涂料工業(yè)中常用樹脂的溶解度參數(shù)可以通過查表來確定——涂料中常用樹脂的溶解度參數(shù)。第62頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.5溶解性及相互作用參數(shù)3、溶解度參數(shù)的應(yīng)用①依據(jù)溶解度參數(shù)相同或相近可以互溶的原則，判斷樹脂在溶劑（或混合溶劑）中，是否溶解。例二、聚苯乙烯的δ1=8.5∽9.3聚醋酸乙烯樹脂的δ平均值為9.4。試問：前者在丁酮中，后者在苯、甲苯及氯仿中可否溶解？則：│δ1–δ2│=│9.3-（8.5-9.3）│=（0∽0.8）<（1.3∽1.8）則聚苯乙烯在丁酮中可以溶解。

δ苯=9.3、δ甲苯=8.9、δ氯仿=9.7│δ苯–δ2│=│9.3-9.4│=0.1<1.3∽1.8│δ1–δ2│=│8.9-9.4│=0.5<1.3∽1.8│δ1–δ2│=│9.7-9.4│=0.3<1.3∽1.8聚醋酸乙烯樹脂在這三種溶劑中均可溶解。第63頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六例三、今有環(huán)己酮、甲基-酮、甲基-丁基酮溶劑，那種能溶解氯乙烯-醋酸乙烯共聚樹脂？解：查表：δ環(huán)己酮=9.9、δ苯基=10.6、δ丁基=8.5、δ共聚=10.5環(huán)己酮│δ1–δ2│=│9.9-10.5│=0.6<1.3∽1.8苯基酮│δ1–δ2│=│10.6-10.5│=0.1<1.3∽1.8丁基酮│δ1–δ2│=│8.6-10.5│=2>1.3∽1.8

在丁基酮中不溶，與苯基酮的混溶性好。2.5溶解性及相互作用參數(shù)第64頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六例四、天然橡膠的δ平均值=8.2，正己烷的δ=7.8，可以溶解天然橡膠，若加入適量的甲醇，可以使其溶解增強(qiáng)，試求甲醇的最佳加入量是多少？設(shè)：混合溶劑中甲醇所占的體積分?jǐn)?shù)為X，則正己酮體積分?jǐn)?shù)為1-X。δ甲醇=14.6，則混合溶劑的δmix=（1-X）*7.8+X*14.6=8.2（橡膠）

X=0.125。2.5溶解性及相互作用參數(shù)第65頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.5溶解性及相互作用參數(shù)②依據(jù)溶解度參數(shù)相同或相近原則預(yù)測(cè)兩種溶劑的互溶性。③依據(jù)溶解度參數(shù)可以估計(jì)兩種或兩種以以上樹脂的互溶性。若幾種樹脂的溶解度參數(shù)（或溶解度參數(shù)平均值）彼此相同或相差不大時(shí)，那么這幾種樹脂可以互溶，這對(duì)于預(yù)測(cè)幾種樹脂的混合溶液的貯存穩(wěn)定性和固體涂膜的物化性質(zhì)有理論及實(shí)用價(jià)值。④判斷涂膜的耐溶解性如果涂膜中的成膜物的確和某一溶劑（或混合溶劑）的確值相差較大，使涂膜對(duì)該溶劑而言就有較好的耐溶劑性。。⑤利用溶解度參數(shù)相同或相近可以互溶的原則，選擇增塑劑，如果增塑與溶劑和樹脂卻肥互混那么該溶劑就可用于該樹脂和該溶劑之中，增塑劑的溶解度參數(shù)可查表---常用增塑劑的溶解度參數(shù)值表⑥利用溶解度參數(shù)可以在研創(chuàng)塑料漆過程中選用適當(dāng)?shù)臉渲腿軇?。?6頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.5溶解性及相互作用參數(shù)要求：δ樹脂與δ塑料盡量接近，以獲得較好的附著力；

δ溶劑與δ塑料相差越大越好，以免使塑料被咬起或起皺；

δ樹脂與δ塑料增塑劑相差越大越好，以保證增塑劑不滲析。第67頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.5溶解性及相互作用參數(shù)常用塑料的溶解度參數(shù)值可查表。溶劑化作用：高分子和溶劑分子上的基團(tuán)能夠相互吸引，從而促進(jìn)聚合物的溶解。選擇溶劑應(yīng)先考慮溶解度參數(shù)，其次是氫鍵力，最后是溶劑化作用。涂料工業(yè)中廣泛使用混合溶劑，主要是從實(shí)用出發(fā)，混合溶劑包含有真溶劑，助溶劑和沖淡劑。主要考慮到干燥揮發(fā)梯度和經(jīng)濟(jì)。溶解力的測(cè)試方法：KB值法（貝殼松脂-丁醇法）測(cè)定烴類溶劑貝殼松脂-丁醇法=1：5標(biāo)準(zhǔn)溶液KB值越大表示溶解力越強(qiáng)。第68頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.6揮發(fā)性揮發(fā)性是選擇溶劑的關(guān)鍵因素。蒸發(fā)速率太快和太慢之間必須取得平衡才能得到理想的溶劑配方。在這方面，不僅要考慮最初的速率，而且還要考慮中間的最終的蒸發(fā)速率。每一步對(duì)下列的性質(zhì)均有影響，如干燥時(shí)間，濕邊時(shí)間，流平，流掛，條痕，針孔和縮孔等。溶劑對(duì)于涂料施工的底材濕潤也起作用，最后蒸發(fā)到大橋之后溶劑對(duì)留下的固體結(jié)構(gòu)的定向和性質(zhì)也可能有強(qiáng)烈影響。第69頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.6揮發(fā)性揮發(fā)速率溶劑的揮發(fā)速率是影響涂膜質(zhì)量的一個(gè)重要因素，如果溶劑揮發(fā)太快，涂膜既不會(huì)流平，也不會(huì)充分潤濕基材，因而不能產(chǎn)生很好的附著力；如果溶劑揮發(fā)太慢，不僅要長時(shí)間，而且涂膜會(huì)流而影響施工質(zhì)量。第70頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.6揮發(fā)性單一溶劑的揮發(fā)單一溶劑的揮發(fā)主要受，溫度，蒸氣壓，表面積/體積及表面空氣的流動(dòng)速度等的影響。溶劑的揮發(fā)速度通常以醋酸正丁酯為標(biāo)準(zhǔn)溶劑的相對(duì)揮發(fā)速度來表示E=t90(醋酸正丁烯）/t90(待測(cè)溶劑)

第71頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.6揮發(fā)性t90表示90%的溶劑揮發(fā)所需要的時(shí)間，醋酸正丁酯的相對(duì)揮發(fā)速度定義為1，實(shí)驗(yàn)條件為25℃，空氣流動(dòng)速度為5L/min，將0.7ml待測(cè)溶劑滴在濾紙上。濾紙放置在平衡盤上并在封閉容器中測(cè)定90%重溶劑揮發(fā)所需要的時(shí)間。一些溶劑的相對(duì)揮發(fā)速度可查表。第72頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.6揮發(fā)性影響溶劑揮發(fā)速率的因素有：濕漆膜的表面溫度溶劑的蒸汽壓大，揮發(fā)快溶劑揮發(fā)發(fā)生在/空氣界面揮發(fā)出去的溶劑不被快速帶走，濕漆膜溶劑蒸汽的分壓增大就受到抑制第73頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.6揮發(fā)性混合溶劑的揮發(fā)混合溶劑的相對(duì)揮發(fā)速率可以通過體積分?jǐn)?shù)，活性系系數(shù)和單一溶劑的相對(duì)揮發(fā)速度來測(cè)算：E總=（Ψ×E）1+（Ψ×E）2+…+（Ψ×E）n活性系數(shù)x是混合溶劑中不同組分向相互作用的量度，其值隨混合溶劑中各溶劑組分的類型及濃度而變化。一般可以從活性系數(shù)圖上查出按溶劑類型（烴類溶劑，酯類/酮類溶劑，醇類/）和溶液濃度分類的溶劑的活性系數(shù)。第74頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.6揮發(fā)性第75頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.6揮發(fā)性例五、某硝化纖維素溶液的溶劑配方的體積百分濃度為醋酸正丁酯35%。（E=1）；甲苯50%（E=2.0）；乙醇10%（E=1.7）及正丁醇5%（E=0.4），試計(jì)算該混合溶劑的相對(duì)揮發(fā)速率。解、首先從活性系數(shù)圖上查出各組分溶劑的活性系數(shù)X。醋酸正丁酯X=1.6、乙醇X=3.9、甲苯X=1.4、正丁醇X=3.9、然后代入公式進(jìn)行計(jì)算。E總=（0.35×1.6×1.0）+（0.5×1.4×2.0）+（0.1×3.9×1.7）+（0.05×3.9×0.4）=2.73第76頁，共85頁，2023年，2月20日，星期六2.6揮發(fā)性涂膜溶劑的揮發(fā)在涂料中，溶劑的揮發(fā)可分為兩個(gè)階段。①溶劑的揮發(fā)速度主要受單一溶劑揮發(fā)的四種因素所控制，溶劑的揮發(fā)的速度與純?nèi)軇r(shí)相同（可按的公式計(jì)算）隨著溶劑的進(jìn)一步揮發(fā)，溶劑的揮發(fā)速度會(huì)突然變慢。進(jìn)入第二階。②溶劑的揮發(fā)速度受從涂膜內(nèi)到涂膜表面所控制。而這種擴(kuò)散是由一個(gè)孔隙跳到另一個(gè)孔隙而進(jìn)行的，或者說是從高分子聚合物產(chǎn)生的自由體系中擴(kuò)散至表面而逸出的。這一擴(kuò)散過程的主要控制因素是樹脂的玻璃化溫度(Tg)當(dāng)溶劑的揮發(fā)發(fā)生Tg在以上時(shí)，擴(kuò)散速度與揮發(fā)速度相同，而且溶劑的揮發(fā)發(fā)生在Tg以下，溶劑的揮發(fā)由擴(kuò)散速度所控制