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1、会计学1材料材料(cilio)表界面表界面-第六章第六章第一页，共29页。第六章第六章 高分子材料高分子材料(cilio)的表的表面张力面张力第1页/共28页第二页，共29页。高分子材料：以高分子化合物为基础的材料。包括(boku)橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料。什么什么(shn me)是高分是高分子材料？子材料？粘结剂粘结剂第2页/共28页第三页，共29页。高分子材料占飞机总重的65。（即使采用最轻铝/钛合金，其比重也大于2.7，而高分子材料的比重为1.5左右）高分子材料在国民经济高分子材料在国民经济(gumnjngj)中的地位中的地位第3页/共28页第四页，共29页。第4
2、页/共28页第五页，共29页。高分子材料高分子材料(cilio)的重要性的重要性第5页/共28页第六页，共29页。高聚物对其他高聚物对其他(qt)(qt)材料的材料的粘接粘接合成纤维合成纤维(hchngxinwi)表面的染色表面的染色 塑料塑料(slio)表面表面的喷金的喷金 塑料薄膜塑料薄膜的印刷的印刷 涂料对金属或涂料对金属或木材表面的涂木材表面的涂覆覆 高分子材料表界面特性高分子材料表界面特性 高分子材料表界面特性表面张力是材料表界面的最基本性能之一。表面张力是材料表界面的最基本性能之一。第6页/共28页第七页，共29页。6.2 表面形态(xngti)对表面张力的影响6.1 表面张力(b
3、iominzhngl)与温度的关系6.3 表面张力与相对分子(fnz)质量的关系6.4 表面张力与分子结构的关系6.5 表面张力与内聚能密度6.6 共聚和共混对表面张力的影响第六章第六章 高分子材料的表面张力高分子材料的表面张力6.7 固体聚合物表面张力的测定方法第7页/共28页第八页，共29页。表面张力(biominzhngl)由于分子在体相内部与界面上所处的环境是不同的，产 生 了 净 吸 力(x l)。而净吸力(x l)会在界面各处产生一种张力。把作用于单位边界线上的这种力称为把作用于单位边界线上的这种力称为(chn wi)(chn wi)表面表面张力，用张力，用 表示，单位是表示，单位
4、是Nm-1Nm-1。第8页/共28页第九页，共29页。6.1 表面张力(biominzhngl)与温度的关系聚合物液体聚合物液体(yt)或熔体的表面张力也随温度的上升而下降。或熔体的表面张力也随温度的上升而下降。第9页/共28页第十页，共29页。Guggenheim曾提出(t ch)表面张力与温度关系的经验式：00为为T=0KT=0K时的表面张时的表面张力力(biominzhngl)(biominzhngl)，TcTc为临界温度为临界温度微分微分(wi(wi fn)fn)T/TT/Tc c 1 1正常温度范围内，表面张力与温度的关正常温度范围内，表面张力与温度的关系呈直线关系。系呈直线关系。6
5、.1 表面张力与温度的关系临界温度临界温度就是某种气体能压缩成液体的就是某种气体能压缩成液体的最高温度，高于这个温度，无论多大压最高温度，高于这个温度，无论多大压力都不能使它液化。力都不能使它液化。第10页/共28页第十一页，共29页。6.1 表面张力与温度(wnd)的关系利用表面张力与温度的线性关系，可间接利用表面张力与温度的线性关系，可间接(jin ji)(jin ji)地测试固地测试固态聚合物的表面张力。态聚合物的表面张力。-第一种得到表面张力的方法第一种得到表面张力的方法缺点：缺点：（1 1）没有考虑）没有考虑(kol)(kol)相变的影响相变的影响（2 2）测试结果不准）测试结果不准
6、确确第11页/共28页第十二页，共29页。Macleod（麦克劳德）方程(fngchng)：为密度(md)n为常数 密度一般随温度升高而下降。方程同样表明表面张力随温度升高而下降。对聚合物来说，n值从3.0变化(binhu)到4.4，可近似取作4。6.1 表面张力与温度的关系第12页/共28页第十三页，共29页。6.2 表面形态对表面张力(biominzhngl)的影响高分子聚合物高分子聚合物晶态晶态非晶态非晶态晶态的密度晶态的密度(md)一般高于非晶一般高于非晶态态晶态的表面张力晶态的表面张力(biominzhngl)一般高于非晶一般高于非晶态态高聚物熔体冷却固化时，通常高聚物熔体冷却固化时
7、，通常表面生成非晶态高聚物，本体表面生成非晶态高聚物，本体则富集晶态高聚物，以降低体则富集晶态高聚物，以降低体系的能量。系的能量。如果使高聚物熔体在具有不同表如果使高聚物熔体在具有不同表面能的表面上冷却，可得到结晶面能的表面上冷却，可得到结晶度不同的表面，这类表面具有不度不同的表面，这类表面具有不同的表面张力。同的表面张力。第13页/共28页第十四页，共29页。6.2 表面形态(xngti)对表面张力的影响第14页/共28页第十五页，共29页。n高聚物的性能(xngnng)与分子量的关系：n n Xb：聚合物的某种性能(xngnng)；n Xb：分子量无穷大时的性能(xngnng)；n Kb：
8、常数；n Mn：高聚物的数均分子量。表面张力(biominzhngl)与分子量？6.3 表面张力(biominzhngl)与相对分子质量的关系性性能能：如如玻玻璃璃化化转转变变温温度度、热热容容、比比热热、热热膨膨胀胀系系数数、折折射射 率率、拉拉 伸伸 强强 度度 等等。第15页/共28页第十六页，共29页。uu 研究表明研究表明研究表明研究表明(biomng)(biomng)：同系高聚物的表面张力也随分子量的：同系高聚物的表面张力也随分子量的：同系高聚物的表面张力也随分子量的：同系高聚物的表面张力也随分子量的增加而增加。但表面张力增加而增加。但表面张力增加而增加。但表面张力增加而增加。但表
9、面张力 不是与分子量的不是与分子量的不是与分子量的不是与分子量的M-1M-1，而是与，而是与，而是与，而是与M-M-2/32/3呈线性关系，即：呈线性关系，即：呈线性关系，即：呈线性关系，即：uu uu 表面张力与分子量的另一个有用的关系式是：表面张力与分子量的另一个有用的关系式是：表面张力与分子量的另一个有用的关系式是：表面张力与分子量的另一个有用的关系式是：uu 6.3 表面张力与相对分子(fnz)质量的关系：分子量无穷大时的表面张力(biominzhngl)（常数）以以-M-2/3或或1/4对对M-1作图，并外推到高分子量区域，即可间接得到固态作图，并外推到高分子量区域，即可间接得到固态
10、高聚物的表面张力。高聚物的表面张力。-第二种得到表面张力的方法第二种得到表面张力的方法第16页/共28页第十七页，共29页。6.3 表面张力与相对分子质量(zhling)的关系正烷烃正烷烃第17页/共28页第十八页，共29页。6.3 表面张力与相对(xingdu)分子质量的关系聚乙二醇分子端基上的羟基之间发生氢键缔合聚乙二醇分子端基上的羟基之间发生氢键缔合(d h)作用，作用，结果使低聚物的性能变得像相对分子质量无穷大一样。结果使低聚物的性能变得像相对分子质量无穷大一样。特例特例(tl)(tl)第18页/共28页第十九页，共29页。等张比容是与物质的分子结构密切有关的量，摩尔体积与物质的密度有
11、关，因而也与温度有关。因此，影响表面张力的两个重要(zhngyo)因素是温度和分子结构。6.4 表面张力与分子结构(fn z ji u)的关系 等张比容经验(jngyn)公式：等张比容等张比容摩尔体积摩尔体积第19页/共28页第二十页，共29页。第20页/共28页第二十一页，共29页。6.4 表面张力与分子结构(fn z ji u)的关系 等张比容经验(jngyn)公式：等张比容等张比容摩尔体积摩尔体积若聚合物单元若聚合物单元(dnyun)组成明确，则可由等张比容估算其表面张力。组成明确，则可由等张比容估算其表面张力。-第三种得到表面张力的方法第三种得到表面张力的方法第21页/共28页第二十二
12、页，共29页。6.4 表面张力与分子结构(fn z ji u)的关系第22页/共28页第二十三页，共29页。6.2 表面形态(xngti)对表面张力的影响6.1 表面张力与温度(wnd)的关系6.3 表面张力(biominzhngl)与相对分子质量的关系6.4 表面张力与分子结构的关系第23页/共28页第二十四页，共29页。固体固体(gt)聚合物表面张力的测试方聚合物表面张力的测试方法法（1）由熔融聚合物的表面张力）由熔融聚合物的表面张力-温温度关系度关系(gun x)外推；外推；（2）由表面张力与分子量关系）由表面张力与分子量关系(gun x)，以，以-Mn-2/3或或 1/4对对Mn-1作
13、图外推；作图外推；（3）由等张比容法估算）由等张比容法估算第24页/共28页第二十五页，共29页。下节课内容(nirng)6.5 表面张力(biominzhngl)与内聚能密度6.6 共聚(gngj)和共混对表面张力的影响第25页/共28页第二十六页，共29页。电晕 光化学改性 火焰处理 化学改性 射线辐照 等离子 表面处理表面处理 高分子材料的表面(biomin)处理下节课内容(nirng)第26页/共28页第二十七页，共29页。更刺激，更清爽生活像一杯水，有的时候(sh hou)需要加点冰第27页/共28页第二十八页，共29页。感谢您的观看(gunkn)。第28页/共28页第二十九页，共29页。