聚合物的三態(tài)和玻璃化溫度Tg
2023-02-06 09:14:40
小分子化合物在溫度足夠低時呈固態(tài)，升溫變成液態(tài)，溫度再升高則變成氣態(tài)。
有機涂料的基料是長鏈大分子聚合物，大分子由鏈段組成。與小分子化合物不同，聚合物隨環(huán)境溫度的變化可呈現三種狀態(tài)：玻璃態(tài)、高彈態(tài)和黏流態(tài)。
在玻璃態(tài)時構成大分子的鏈段不能運動，處于凍結狀態(tài)，加熱至溫度升高到某個程度時，鏈段開始解凍，從而可以移動、旋轉和伸展，但是整個大分子還不能移動。這時聚合物處于高彈態(tài)。
聚合物由硬而脆的玻璃態(tài)向軟而韌的高彈態(tài)轉變的溫度稱為玻璃化溫度 Tg。
由于大多數聚合物分子不是均一的，而是有一個很寬的分子量分布，因此玻璃化溫度并非是一個點，往往呈現為一個窄的轉變區(qū)。
玻璃化溫度是描述聚合物性質的一個很重要的參數。對水性漆而言，玻璃化溫度越高漆膜硬度越大，在追求高硬度漆膜時，首要條件是選用高Tg的樹脂。但是高Tg的乳液最低成膜溫度MFFT也高，漆的低溫成膜性不良，這時必須借助于成膜助劑才能得到理想的漆膜。
玻璃化溫度主要由聚合物鏈段的柔性決定，像聚醚這樣結構的柔性鏈段低溫下就可活動，Tg相對較低，而具有苯環(huán)這樣的剛性結構的鏈段Tg高。
兩種不同Tg的聚合物共混后，如果兩者相容，則共混物和原聚合物的玻璃化溫度有以下關系：
1/Tg=m1/Tg1 + m2/Tg2
如果兩種聚合物部分相容，共混物仍呈現兩個Tg，只是比兩種聚合物的玻璃化溫度更為相互靠近。
兩種不相容的聚合物共混后仍具有兩個各自的Tg。
