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聚合物的玻璃化温度


20 0 9年 l 2月第 1 7卷 第 4期 

防腐 保 温技 术 

l  9

聚 合 物 的 玻 璃 化 温 度 
闫 浩 忠  李  晶  
( 河北 欧特涂料有限公 司 , 河北廊坊 05 0 ) 6 60  

摘 要 玻 璃化 温度 T 是 表 征 聚合 物性 能的 重要 指 标 。影 响 T g g的 因素很 多 , 们 可 以通 过 某  人
些 因素 的改 变来 改 变聚合 物 的 T 。 g  关键词 玻 璃化 温度 环 氧树 脂  固化 剂  官能度 

G l s   a sto   m p r t r   fPo y e   a s Tr n ii n Te e a u e o   lm r
Y h Ha z o g a d L  ig a   oh n   n   i n   J
( e e O r   otgC . h nfn ,H bi 0 50   H bi ut C an  o , g g e e 6 60)   e a  

A src  T eg s t nio  mp rtr T )i o e fm otn efr a c  d xt c aatr b ta t h l sr sint eaue( g s n     p r t r m n e n e   h rc — a  a t e   oi a p o i o e 
ie t e p ro ma e o  oy r z  h   e r nc   fp l me .A o  ff co s wilafc     n   l me     o l  e c a g d b   h   f lto  a tr  l fe tTg a d poy rTg c u d b   h n e   y t e  
c a g   fs m e fc o s  h n e o  o  a tr . K e   r s g a s ta sto  e y wo d   ls r n i n tmpe au e,e o y r sn, c rn   g n ,f n t n lt  i rtr p x  e i u iga e t u ci ai o y

玻 璃化 转变 是 非 晶 态 高分 子 材 料 固有 的性 质 ,   它 直接 影 响到材 料 的使用 性能 和工 艺性 能 。绝 大 多 

是 能影 响高 分 子 链 柔 性 的 结 构 因 素 , 对 T 都 g有 影 
响 。总之 柔顺 性越 好 , g 低 。就 管 道粉 末 涂料 而  T越 言, 涂层 高分 子化 合 物 是 由环 氧树 脂 与 固化 剂反 应  形成 的。 因此 , 氧 树 脂 和 固化 剂 的化 学 结 构直 接  环
影 响涂料 的  。  

数 聚合 物材 料通 常可 处 于 以三 种物 理状 态 : 玻璃 态 、   粘 流态 和高 弹态 。玻 璃化 转变 是 高弹态 和玻 璃 态之 
间的转 变 。它所 对应 的转 变温 度 即是玻 璃化 转 变温  度 或是玻 璃 化温 度 。玻璃 化转 变温 度是 非 晶态 聚合  物 的 一 个 重 要 的 物 理 性 质 。可 以 用 T A、 S   M D C、
D MA等方 法测 得 。  

1 11 官能基 数 对 T . .  g的影 响 
不 同 的官 能 基 数 同种 固态 环氧 树 脂 、 形 酚醛  线
固化 剂 。见 图 1  。 1 12 环 氧 当量 对  的影 响  ..

l 影响 T g的因素 
1 1 化 学 结构  .

不 同环 氧 当量 的 同种 固 态 普 通 双 酚 A型 环 氧 
树脂 、 线形 酚 醛 固化剂 。见 图 2   。
1 13 不 同种类 环氧 对  的 影响  ..

由于 T g是链 段从 冻结 到 运动 的转 变温 度 , 而链  段 运动是 通 过 主链 的 单键 内旋 转 来 实 现 的 , 因而 凡 

各种 环 氧树脂 、 形 酚醛 固化剂 为例  线

25   O
240  

岛 23   0
220  

轲  

21   O

2. 5 3 

2 8 . 

3 2 .1  

3. 2 6 

平 均 官 能 基 数(   个)

图 ! 官 能 基 个 数 与 T 的 关 系  g

图 2 环 氧 当量 T g的 关 系 

2  0
环 氧 树 脂 
液 态 双 酚 A型 

闰浩 忠等 : 合物 的玻璃化 温度  聚
T 范 围 ℃  g
8 0~l 0 o  
9 ~1 5 0 0 

从树 脂 和固化剂 角度来 说 , 官能度越 高 , 密  交联 度越 大 ,g越高 。 T   具体 操作 : 使用 多官能 环氧或 固化剂 , 使用 高纯 
度环 氧 。最常用 的方法 是在 固化 系统 中加 入一定 比  例 的酚醛环 氧树 脂 , 果 大 , 本 低 , 可 以提 高 漆  效 成 还
膜硬 度 。   2 2 改变分 子量  .

固态 普通 双 酚 A型  酚 醛 改性 双 酚 A型 

l o 一1 5 0 l 

12 分子 量  .

分子 量对 T g的影 响 主要 是链 端 的影 响 。处 于  链末 端 的链 段 比中 间 的链段 受 到 牵制 要 小 些 , 而  因 有 比较剧 烈的运动 。分子 量增加 意 味着 链端 浓度减 

交 联成膜 的物 质平均 分子量越 大 , 分布越 窄 , g T 
越高。  

少 , 而预期 T 增加 。根 据 自由体 积 的概念 可 以导  从 g
出T g与 M n的关 系如 下 :  
T =T  一 K   

具体 操 作 : 使用 分 子量 分 布 比较 均一 的 多官 能  环氧 树脂 或 固化 剂 。   2 3 改变 交联成膜 物 结构  .

交 联成 膜 物 分 子 中主链 运 动 的难 易程度 , 动  运
式中:  

难则 T 高 。 g   具体 操作 : 提高 主链 中芳香基 的浓度 ; 采用 多元  环 代替直链 结构 等 。  
2 4 选择 对称好 的环 氧树脂  .

T —— 玻璃 化温度   
T  —— 临界分 子量 时聚合 物 的 T   M — —数均分 子量    K—— 常数  链端 浓度 与数 均 分 子 量成 反 比, g与 M 有  T   线性关 系。实际 上 当分 子 量超 过 某一 临界 值后 , 链 

选择 使用 对 称性 良好 的环 氧树 脂 , 氧基 对称  环 或取代 基对 称 。  

端 的 比例可 以忽略不 计 。常用 聚合物 的分子量 要 比 
上述 临界值大 得多 , 以分 子量对 T 基 本上没有 影  所 g
响。  

3 结 论   
玻璃 化温度 T 是衡 量 材料耐热 性 的一个尺 度 , g  


般 说来 , g高 聚 合 物 受 热 时机 械 强 度 保 持 率 较  T

2 提高 T 的一般方法  g
2 1 提高交联 密度  .

高 。对 耐热性 能 有 贡 献 。但 高  并 不一 定 等 于高 
耐热 , 别并不 等 于高长期 稳定性 。 特  


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