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涂料最后形成的涂膜不是完全的
彈性體
(吸收形變能量后再完全釋放出來的物體)
也不是完全的
粘性體
(吸收形變能量后完全變成熱能的物體)
而是一個
粘彈性體
Tg就是涂膜或樹脂從彈性態(tài),向粘性態(tài)轉(zhuǎn)變的一個特征溫度
樹脂的比容是自由體積的量度,所以Tg,就是聚合物自由體積突變的溫度。高于Tg時,分子的運動更自由了,所以從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化到橡膠態(tài)了。
聚合物結(jié)構(gòu)和形態(tài)都與Tg值有關(guān)。例如,短鏈的聚合物比長鏈的有較小的相互纏繞機會,所以在低溫時有較之更大的運動自由度,這就有較低的Tg,這也就是分子量的大小影響了Tg
在涂膜中的顏料會吸附聚合物,于是改變了涂膜的結(jié)構(gòu),從而也改變了它的Tg
當(dāng)在連續(xù)相的涂膜中存在著非均相結(jié)構(gòu),就會影響分子間次價健的締合,故聚合物鏈段運動的自由度就比無非均相結(jié)構(gòu)的大了,也就影響了涂膜的Tg
交聯(lián)固化涂料在交聯(lián)開始的第一步是將大量較低分子量的聚合物先連接起來,然后交聯(lián)成為基本上是剛性的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。此時明顯地限制了分子的運動。當(dāng)交聯(lián)再繼續(xù)進行,對分子運動的限制就沒有明顯的作用了。這就對Tg沒有顯著的變動了。這個Tg與交聯(lián)密度有關(guān),交聯(lián)密度越大則Tg越高。但與結(jié)構(gòu)也很有關(guān)系,例如連接兩個交聯(lián)點鏈段的長度和剛性也有很大的影響。
由于Tg對涂膜的機械性質(zhì)關(guān)系密切,所以涂膜使用環(huán)境的溫度T是一個很重要的因素,也就是說T-Tg 是一個影響涂膜性質(zhì)的重要參數(shù)。因為當(dāng)(T-Tg)>0時,則涂膜是工作在橡膠態(tài)區(qū)或接近橡膠態(tài)區(qū)的玻璃轉(zhuǎn)化溫度區(qū)內(nèi)。當(dāng)(T-Tg)<0則是工作在玻璃態(tài)區(qū)或接近玻璃態(tài)區(qū)的玻璃轉(zhuǎn)化溫度區(qū)內(nèi)。這兩種涂膜的機械性質(zhì)將是不同的。