涂料化学与工艺学精要.ppt

涂料化学与工艺学 第一章 导 论 分散介质：在涂料中起到溶解或分散成膜物质及颜（填）料的作用，以 满足各种油漆施工工艺的要求，其用量在50%(V/V)左右。溶剂（或分散介 质）并非成膜物质，它可以帮助施工和成膜。 不同品种的合成树脂或油漆，其溶剂不同。溶剂的溶解力及挥发率等因 素对成漆在生产、贮存、施工及漆膜光泽、附着力、表面状态等多方面性 能都有极大影响。 涂料中的溶剂是一种挥发组分，对环境造成极大污染，也是对资源的 很大浪费，所以，现代涂料行业正在努力减少溶剂的使用量，开发出了高 固体份涂料、水性涂料、无溶剂涂料等环保型涂料。 溶剂的品种类别很多，按其化学成分和来源可分为下列几大类：萜烯 溶剂、石油溶剂、煤焦溶剂、酯类溶剂、酮类溶剂、醇类溶剂，以及其他 溶剂。 （1）萜烯溶剂：绝大部分来自松树分泌物，常用的有松节油。 （2）石油溶剂；这类溶剂属于烃类，是从石油中分馏而得，常用的有溶剂 油、松香水。松香水是油漆中普遍采用的溶剂，毒性较小。 （3）煤焦溶剂：这类溶剂也属于烃类，但由煤干馏而得，常用的有苯、 甲苯、二甲苯等。 苯的溶解能力很强，但毒性大，挥发快，一般不用；甲苯的溶解能 力与苯相似，主要作为醇酸漆溶剂，也可以作环氧树脂、喷漆等的稀释 剂用；二甲苯的溶解性略低于甲苯，挥发比甲苯慢，毒性较小。近年 来，重芳烃（三甲基苯）类溶剂得到了广泛应用。 （4）酯类溶剂：是低碳的有机酸和醇的酯化物，常用的有醋酸丁酯、乙 酸乙酯、醋酸乙酯、醋酸戊酯等。酯类溶剂毒性小，一般用在民用漆中。 （5）酮类溶剂：是一类有机溶剂，主要用来溶解硝酸纤维，常用的有丙 酮、甲乙酮、甲异丙酮、环已酮、异佛尔酮等。 第二章 聚合反应原理 温度的影响可用下式表示： 其中为缩聚反应的热焓变化；一般 0（放热反应）其值约为-10kJ/mol。 另一方面对平衡缩聚, ，可缩短达到平衡的时间。 对缩聚反应，压力对平衡常数影响不大，但减小压力有利于缩聚中产生的小分子副产物排除出去，使平衡向生成高分子量聚合物方向移动。 但为了防止单体、聚合物在高温下氧化变质和避免单体挥发造成原料当量比发生变化，往往反应初期用惰性气体保护，待反应到达一定程度后再降压，将小分子副产物排出去，从而得到高分子量产物。 ④ 无机大分子：主链、侧基都不含碳元素的聚合物，如聚磷酸。 （2）依用途分：包括塑料用大分子、橡胶用大分子、纤维用大分子、涂料用大分子、黏合剂用大分子等。 其中塑料用大分子、橡胶用大分子、纤维用大分子常称之为通用型高分子。此外还包括工程塑料用高分子、功能高分子、复合材料高分子等。 （3）依聚合类型分：有加聚物和缩聚物；连锁型聚合物和逐步型聚合物。 （4）依含有单体（或结构）单元的多少分：均聚物（homopolymer）、共聚物（copolymer）。 （5）依微观结构分：线形（linear）大分子，分支型（branched）大分子，体形（网络，networked）大分子。 （6）依聚合物材料的热性能分：热塑性聚合物（thermoplastics），热固性聚合物（thermosetting polymer）。 2．大分子的命名（nomenclature of polymer） （1）习惯命名法—由在单体的名称前加前缀“聚”构成习惯名； 如聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）、聚苯乙烯（PS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。 对缩聚物稍微复杂一些：如聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）（其中“酯”不能省略）、聚己二酰己二胺；结构复杂时（对分支、网络状高分子）常用“树脂”作后缀，如苯酚-甲醛树脂（简称酚醛树脂）、脲醛树脂、醇酸树脂、环氧树脂等。 对共聚物常用“聚”作前缀，或“共聚物”作后缀进行。如：聚（丁二烯-苯乙烯）或（丁二烯-苯乙烯）共聚物。 （2）商品名及英文缩写名 常见聚合物的英文缩写名：PE、PP、PS、PVC、PMMA、PAN（聚丙烯腈） 、PVA（聚乙烯醇）、PVAc（聚醋酸乙烯酯）、PTFE（聚四氟乙烯）、ABS（丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物）、PET等。 （3）IUPAC命名法 IUPAC（国际纯粹与应用化学联合会）提出了以结构为基础的系统命名法。其命名规则是： ①确定结构重复单元（constutional repeating unit）；该单元即最小重复单元； ②划出次级单元（subunit）并排列次序；排序规则为：a.杂原子先排；b.带取代基的先排； ③以“聚”为前缀，依次