第6章_高分子材料的表面张力.pptVIP

上次课内容回顾;课后思考题 p93 6、 7、 8、 9、;3 胶束的大小;影响胶束分子量的因素:;在水溶液中，表面活性剂与溶剂的不相似性越大，则形成胶束的聚集数也越大。 在水溶液中，若表面活性剂的烃链增长，即碳原子数增加，则表面活性剂分子与溶剂水分子的不相似性增大，胶团的聚集数n增大，特别是非离子表面活性剂，n的增加趋势更大。 对聚氧乙烯型非离子表面活性剂，在相同烃链长度下，聚氧乙烯链增长，对溶剂水的亲和性增大，聚集数n减小。;25℃下烷基硫酸钠的聚集数 n;加入电解质到离子型表面活性剂溶液中会使胶团的聚集数增加. 电解质对聚氧乙烯型非离子表面活性剂胶团聚集数的影响无一定规律，有时增加聚集数，有时减少聚集数，但总的来说影响不大。;有机添加剂的影响： 有机物的加入能使表面活性剂水溶液胶束聚集数增加。（增溶）;离子型表面活性剂水溶液中，温度升高会导致胶束聚集数降低，但影响不太大。 非离子型表面活性剂，则温度升高，聚集数急剧增大，尤其在浊点附近。 ;温度对胶团量及聚集数的影响;本章小结;第6-7章 高分子材料的表界面;;电晕 ;高分子材料的表界面特性具有重要意义 表面张力是材料表界面的最基本性能之一。液体的表面张力测定可由经典物理化学方法测定。固体材料表面分子没有流动性；其表面张力测定没有直接的方法，只能通过间接的方法或估算求取。;第6章 高分子材料的表面张力;6.1.1 表面张力与温度的关系;● Ramsay和Shields的修正： 以（ TC -6 ）来代替TC ，即： 对于许多液体来说，常数K基本上不变，其值约为2.1×10-7J/℃;液态高聚物的表面张力随温度变化也呈线性关系，其-(dσ/dT) 值约为0.05×10-3 N/m?C。 因为-(dσ/dT)是表面熵，所以高聚物的 -(dσ/dT)值较小的原因是大分子链的构象受阻。 常温度范围内，表面张力与温度的关系呈直线关系 :;液态高聚物的表面张力随温度的变化也呈线性关系;● Guggenheim曾提出表面张力与温度的关系的经验式： ;T/Tc《1;利用表面张力与温度的线性关系，可间接地测试固态聚合物的表面张力。虽然固体聚合物的表面张力不能直接测定，但是熔融聚合物的表面张力还是可以测定的。在高温下使固态聚合物熔融，测定不同温度T下熔融聚合物的表面张力?，以?对T作图可得一直线，外推该直线到室温，即求出固态聚合物的表面张力。 ;σ与T关系外推法缺点;● Macleod （麦克劳德）方程：;26;高分子聚合物往往是晶态与非晶态共存的。由于晶态的密度高于非晶态，因此晶态的表面张力高于非晶态。 高聚物熔体冷却固化时，通常表面生成非晶态高聚物，本体则富集晶态高聚物，以降低体系的能量。 如果使高聚物熔体在具有不同成核活性（或不同表面能）的表面上冷却，可得到结晶度不同的表面，这类表面具有不同的表面张力。 ;28;6.3 表面张力与分子量的关系;●研究表明：同系高聚物的表面张力也随分子量的增加而增加。但表面张力σ不是与分子量的M-1，而是与M-2/3呈线性关系，即： σ∞：分子量无穷大时的表面张力（常数）。 ●表面张力与分子量的另一个有用的关系式是： Ks为常数。 以σ-M-2/3或σ1/4对Mn-1作图，并外推到高分子量区域，即可间接得到固态高聚物的表面张力。;正烷烃的? ~ M-2/3关系 ;32;例外：聚乙二醇甚至在低聚物范围内，表面张力与分子量无关。 原因：聚乙二醇分子端基上的羟基之间能发生氢键缔合作用，使得低聚物的性能变得象分子量无穷大一样。 进一步证实：将聚乙二醇的端羟基醚化或酯化，使其不能形成氢键，则表面张力与分子量之间具有对应关系。;6.4 表面张力与分子结构的关系;● 等张比容具有严格的加和性，即物体的等张比容等于组成该物质分子的原子或原子团和结构因素的等张比容（Pi)之和，它的数值几乎不受温度的影响：;36;例：求甲基丙烯酸甲酯的表面张力 (摩尔体积：V= 86.5 cm3/mol) CH3 结构单元：—CH2－C－ COOCH3 2个CH3 56.1×2=112.2 一个酯键 64.8 一个-CH2- 39.00 一个 C 4.8 Pi 加和＝220.8 σ＝(P/V)4=(220.8/86.5)4=42.8×10-3 N/m 实测值为40.2 mN/m ;●内聚能：表征物质分子间相互作用力强弱的一个物理量；