
當我們選樹(shu)脂(zhi)時,樹(shu)脂(zhi)的Tg點(dian)是重要的參考指標,下面我們嘗(chang)試論述它和哪些因素(su)有(you)關(guan)。
數均相對分子質量增加,聚合物的玻璃化溫度升高,但當聚合物的數均相對分子質量大至2.5萬~7.5萬時,Tg變化就很少了,基本為一定數。一般文獻中所引的聚合物的玻璃化溫度都是指高(gao)相對分子質量(liang)的聚合物的Tg。在涂料中我們經常用低聚物,此時的Tg和文獻數據有很大的出入。
交聯可以使玻璃化溫度上升,微量的交聯對Tg影響不太大,但到某一程度后,交聯度稍有上升,Tg就急劇上升。相對分子質量分布對Tg也有影響。相對分子質量(liang)分布(bu)寬,Tg低,相對分子質量(liang)分布(bu)窄,Tg高(gao)。
(1)聚合物主鏈越柔順,玻(bo)璃化溫度(du)越(yue)低。主鏈越(yue)僵(jiang)硬,玻(bo)璃化溫度(du)越(yue)高。這主要是和高分子(zi)鏈的旋(xuan)轉(zhuan)運動有關(guan)。例如,硅(gui)氧(yang)鍵(jian)和碳碳鍵(jian)相比,硅(gui)氧(yang)鍵(jian)較易轉(zhuan)動,所以聚(ju)硅(gui)氧(yang)烷的玻(bo)璃化溫度(du)較低。
(2)側鏈的影響
比較聚乙烯和聚苯乙烯,聚苯乙烯Tg比聚乙烯Tg要高200℃,這是由于苯乙烯上側鏈苯基的影響,它(ta)使整個高(gao)分(fen)子鏈變得剛性(xing)。在涂(tu)料中(zhong)為了(le)提高(gao)聚合物的玻璃(li)化溫度經常加入含苯環組分(fen),就是因(yin)為苯環比其他基團都僵硬(ying)。
聚乙烯(xi)和聚丙(bing)烯(xi)相比,玻璃化溫度只差90℃。
當含有兩(liang)個側鏈時,也可使玻璃化溫(wen)度(du)升高。例如,甲基丙(bing)烯酸酯(zhi)比(bi)丙(bing)烯酸酯(zhi)的Tg要高:
但(dan)是并非雙(shuang)取代的聚(ju)合(he)物總是具有(you)較高的Tg,例如,聚(ju)偏氯乙烯比(bi)聚(ju)氯乙烯的Tg低得多:
這是因為雖然第二個基團的加入使鏈的旋轉能變大,但不對稱的PVC更為極性
因而排(pai)列得比較緊密。
側鏈對Tg的影(ying)響,也受側鏈本身柔順性的影(ying)響,如不同(tong)的丁(ding)基(ji)基(ji)團對Tg的影(ying)響:
因為其中正丁基鏈最為柔順,所以(yi)其玻璃化溫度最低。
一個(ge)由(you)不同組(zu)分構成的均勻體,其(qi)玻璃化溫度可以(yi)由(you)其(qi)多組(zu)分的玻璃化溫度加和而(er)成。當(dang)純的(de)(de)(de)均(jun)聚(ju)物的(de)(de)(de)玻璃化溫(wen)度過高或過低時,常加(jia)入(ru)第(di)二組(zu)分,使(shi)它(ta)們共聚(ju)合,例如PMMA的(de)(de)(de)均(jun)聚(ju)物的(de)(de)(de)玻璃化溫(wen)度為(wei)105℃,作為(wei)涂料,此Tg值太高,于是可以(yi)加(jia)入(ru)一些丙烯酸(suan)丁酯進行共聚(ju)。聚丙烯酸正丁酯(zhi)的玻璃化(hua)溫度為(wei)(wei)56℃,它在室(shi)溫時,不能(neng)單獨作為(wei)(wei)涂料(但可作為(wei)(wei)黏合劑)使用(yong)。但由MMA和BA共聚(ju)(ju)卻可以得到具有滿意Tg的共聚(ju)(ju)物。這時(shi)共(gong)聚物的(de)Tg,由各組分(fen)的(de)Tg和(he)各組分(fen)所占的(de)質量分(fen)數來決定。
除(chu)了用(yong)共聚(ju)的(de)辦法(fa)降低(di)體系(xi)的(de)玻璃化(hua)溫度外(wai),常用(yong)的(de)方(fang)法(fa)還(huan)有加入增塑劑(ji),增塑劑(ji)通常是相對分(fen)子質量低(di)的(de)不易揮(hui)發的(de)化(hua)合物(wu)(wu)。增塑劑(ji)的(de)作用(yong)在于降低(di)聚(ju)合物(wu)(wu)鏈間(jian)的(de)相互作用(yong),從而提高鏈段的(de)運動。用(yong)增塑劑(ji)降低(di)Tg的(de)方(fang)法(fa)稱(cheng)為(wei)外(wai)增塑,用(yong)共聚(ju)降低(di)Tg的(de)方(fang)法(fa)稱(cheng)為(wei)內(nei)增塑。它們(men)之間(jian)各有優(you)缺點。