材料表界面_第六章.ppt

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1、一、绪论二、液体界面三、固体表面四、固液界面五、表面活性剂六、高分子材料的表面张力七、聚合物的表面改性八、金属材料的表面九、无机非金属材料的表界面十、复合材料的界面表界面基础知识材料表界面材料表界面课程主要内容第六章高分子材料的表面张力高分子材料：以高分子化合物为基础的材料。包括橡胶、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料。什么是高分子材料？粘结剂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中的地位高分子材料的重要性高聚物对其他材料的粘接合成纤维表面的染色塑料表面的喷金塑料薄

2、膜的印刷涂料对金属或木材表面的涂覆高分子材料表界面特性意义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。6.2表面形态对表面张力的影响6.1表面张力与温度的关系6.3表面张力与相对分子质量的关系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表面张力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。而净吸力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表面张力，用σ表示，单位是N·m-1。6.1表面张力与温度的关系聚合物液体或熔

3、体的表面张力也随温度的上升而下降。Guggenheim曾提出表面张力与温度关系的经验式：σ0为T=0K时的表面张力，Tc为临界温度微分T/Tc<<1正常温度范围内，表面张力与温度的关系呈直线关系。6.1表面张力与温度的关系临界温度就是某种气体能压缩成液体的最高温度，高于这个温度，无论多大压力都不能使它液化。6.1表面张力与温度的关系利用表面张力与温度的线性关系，可间接地测试固态聚合物的表面张力。--------第一种得到表面张力的方法缺点：（1）没有考虑相变的影响（2）测试结果不准确Macleod（麦克劳德）方程：ρ为密度n为常数密度一般随温度升高而下降。方程同

4、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变化到4.4，可近似取作4。6.1表面张力与温度的关系6.2表面形态对表面张力的影响高分子聚合物晶态非晶态晶态的密度一般高于非晶态晶态的表面张力一般高于非晶态高聚物熔体冷却固化时，通常表面生成非晶态高聚物，本体则富集晶态高聚物，以降低体系的能量。如果使高聚物熔体在具有不同表面能的表面上冷却，可得到结晶度不同的表面，这类表面具有不同的表面张力。6.2表面形态对表面张力的影响高聚物的性能与分子量的关系：Xb：聚合物的某种性能；Xb∞：分子量无穷大时的性能；Kb：常数；Mn：高聚物的数均分子量。表面张力与分子量

5、？6.3表面张力与相对分子质量的关系性能：如玻璃化转变温度、热容、比热、热膨胀系数、折射率、拉伸强度等。研究表明：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σ不是与分子量的M-1，而是与M-2/3呈线性关系，即：表面张力与分子量的另一个有用的关系式是：6.3表面张力与相对分子质量的关系σ∞：分子量无穷大时的表面张力（常数）以σ-M-2/3或σ1/4对M-1作图，并外推到高分子量区域，即可间接得到固态高聚物的表面张力。--------第二种得到表面张力的方法6.3表面张力与相对分子质量的关系正烷烃6.3表面张力与相对分子质量的关系聚乙二醇分子端基上的羟

6、基之间发生氢键缔合作用，结果使低聚物的性能变得像相对分子质量无穷大一样。特例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关，因而也与温度有关。因此，影响表面张力的两个重要因素是温度和分子结构。6.4表面张力与分子结构的关系等张比容经验公式：等张比容摩尔体积6.4表面张力与分子结构的关系等张比容经验公式：等张比容摩尔体积若聚合物单元组成明确，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6.4表面张力与分子结构的关系6.2表面形态对表面张力的影响6.1表面张力与温度的关系6.3表面张力与相对分子质量的关系6.4表面张力与分

7、子结构的关系固体聚合物表面张力的测试方法（1）由熔融聚合物的表面张力-温度关系外推；（2）由表面张力与分子量关系，以σ-Mn-2/3或σ1/4对Mn-1作图外推；（3）由等张比容法估算下节课内容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高分子材料的表面处理下节课内容更刺激，更清爽……生活像一杯水，有的时候需要加点冰……