常见聚合物的玻璃化转变温度和表面张力教学内容
常见聚合物的玻璃化转变温度和表面张力
常见高聚物的名称、重复结构单元、熔点与玻璃化转变温度Names, Constitutional Repeating Units, Melting Points and Glass-transition Temperaturesof Common High Polymers序号(No.) , 名称(Name) , 重复结构单元(Constitutional repeating unit) , 熔点T m/℃, 玻璃化转变温度T g/℃1 , 聚甲醛, , 182.5 , -30.02 , 聚乙烯, , 140.0,95.0 , -125.0,-20.03 , 聚乙烯基甲醚, , 150.0 , -13.04 , 聚乙烯基乙醚, , - , -42.05 , 乙烯丙烯共聚物，乙丙橡胶, ，, - , -60.06 , 聚乙烯醇, , 258.0 , 99.07 , 聚乙烯基咔唑, , - , 200.08 , 聚醋酸乙烯酯, , - , 30.09 , 聚氟乙烯, , 200.0 , -10 , 聚四氟乙烯(Teflon) , , 327.0 , 130.011 , 聚偏二氟乙烯, , 171.0 , 39.012 , 偏二氟乙烯与六氟丙烯共聚物(Viton) , ，, - , -55.013 , 聚氯乙烯(PVC) , , - , 78.0-81.014 , 聚偏二氯乙烯, , 210.0 , -18.015 , 聚丙烯, , 183.0,130.0 , 26.0,-35.016 , 聚丙烯酸, , - , 106.017 , 聚甲基丙烯酸甲酯，有机玻璃, , 160.0 , 105.018 , 聚丙烯酸乙酯, , - , -22.019 , 聚（α-腈基丙烯酸丁酯）, , - , 85.020 , 聚丙烯酰胺, , - , 165.021 , 聚丙烯腈, , 317.0 , 85.022 , 聚异丁烯基橡胶, , 1.5 , -70.023 , 聚氯代丁二烯，氯丁橡胶, , 43.0 , -45.024 , 聚顺式-1,4-异戊二烯，天然橡胶, , 36.0 , -70.025 , 聚反式-1,4-异戊二烯，古塔橡胶, , 74.0 , -68.026 , 苯乙烯和丁二烯共聚物，丁苯橡胶, ，，, - , -56.027 , 聚己内酰胺，尼龙-6 , , 223.0 , -28 , 聚亚癸基甲酰胺，尼龙-11 , , 198.0 , 46.029 , 聚己二酰己二胺，尼龙-66 , , 267.0 , 45.030 , 聚癸二酰己二胺，尼龙-610 , , 165.0 , 50.031 , 聚亚壬基脲, , 236.0 , -32 , 聚间苯二甲酰间苯二胺, , 390.0 , -33 , 聚对苯二甲酸乙二酯, , 270.0 , 69.034 , 聚碳酸酯, , 267.0 , 150.035 , 聚环氧乙烷, , 66.2 , -67.036 , 聚2,6-二甲基对苯醚, , 338.0 , -37 , 聚苯硫醚, , 288.0 , 85.038 , 聚[双（甲基胺基）膦腈] , , - , 14.039 , 聚[双（三氟代乙氧基）膦腈] , , 242.0 , -66.040 , 聚二甲基硅氧烷，硅橡胶, , -29.0 , -123.041 , 赛璐珞纤维素, , >270.0 , -42 , 聚二苯醚砜, , 230.0 , -一些聚合物的临界表面张力系数参考值一些聚合物的临界表面张力r c(20℃)[3][4]聚合物Yc(达因/厘米)脲醛树脂61纤维素45聚丙烯腈44聚氧化乙烯43聚对苯二甲酸乙二醇酯43尼龙66 42.5尼龙6 42聚砜41聚甲基丙烯酸甲酯40聚偏氯乙烯40聚氯乙烯39聚乙烯醇缩甲醛38氯磺化聚乙烯37聚醋酸乙烯酯37聚乙烯醇37聚苯乙烯32.8尼龙1010 32聚丁二烯(顺式) 32表2-2常用粘合剂的表面张力[5][6]注：*通用环氧树脂，**未加说明浸润性主要决定于胶粘剂和被粘物的表面张力，还与工艺条件、环境因素等有关。
聚合物的玻璃化转变PPT优质课件
固体和液体总的宏观体积由两部分组成: 占有体积和自由体积
Tg以下的膨胀系数(玻璃态)
logt =loga =- CT-T 即对T于g链以结下构, 聚对合称物的的聚V合f几物乎: 是不2变的.
Tg不是二级相转变温度
T
t C+T-T (B) 非极性取代基团
1
12 1
f
=
fg
= Vf VT
Tg 以上温度的自由体积分数:
f
=Vhf VT
=fg+αf (T-Tg)
WLF方程定义自由体积
WLF方程Williams, Landel和Ferry提出的一个半经
二、影响Tg验的其它方结构程因素，可以定量描述时间和温度对于聚合物松驰
(A) 极性取代基：极性越大，内旋转受阻程度及分子间相互作用越大，Tg也随之升高。
2
21
t和t 分别是温度T和T时某种分子运动的松弛时间 氢键：氢键使Tg增加。
在例T如g：上纯下聚, 体氯积乙膨烯胀的率Tg的1＝变78化℃是，2由室于温自下由为体硬积塑在性T，g以可上制温成度1板时材也，发但2生加了入膨20胀～40%DOP之后，Tg可降至-30℃，室温下呈高弹态。
C1和C2是两个常数, aT是位移因子
n
CH 3
Conformation 构型
O
全同Tg < 间同Tg
C O CH3 PMMA
CH2 C
n
CH 3
Isotactic, Tg=45oC
Syndiotactic, Tg=115oC
顺式Tg < 反式Tg Cis-顺式, Tg= -102oC
Poly(1,4-butadiene)
常见聚合物的玻璃化转变温度和表面张力
常见高聚物的名称、重复结构单元、熔点与玻璃化转变温度Names, Constitutional Repeating Units, Melting Points and Glass-transitionTemperatures of Common High Polymers序号(No.) , 名称(Name) , 重复结构单元(Constitutional repeating unit) , 熔点T m/℃, 玻璃化转变温度T g/℃1 , 聚甲醛, , 182.5 , -30.02 , 聚乙烯, , 140.0,95.0 , -125.0,-20.03 , 聚乙烯基甲醚, , 150.0 , -13.04 , 聚乙烯基乙醚, , - , -42.05 , 乙烯丙烯共聚物，乙丙橡胶, ，, - , -60.06 , 聚乙烯醇, , 258.0 , 99.07 , 聚乙烯基咔唑, , - , 200.08 , 聚醋酸乙烯酯, , - , 30.09 , 聚氟乙烯, , 200.0 , -10 , 聚四氟乙烯(Teflon) , , 327.0 , 130.011 , 聚偏二氟乙烯, , 171.0 , 39.012 , 偏二氟乙烯与六氟丙烯共聚物(Viton) , ，, - , -55.013 , 聚氯乙烯(PVC) , , - , 78.0-81.014 , 聚偏二氯乙烯, , 210.0 , -18.015 , 聚丙烯, , 183.0,130.0 , 26.0,-35.016 , 聚丙烯酸, , - , 106.017 , 聚甲基丙烯酸甲酯，有机玻璃, , 160.0 , 105.018 , 聚丙烯酸乙酯, , - , -22.019 , 聚（α-腈基丙烯酸丁酯）, , - , 85.020 , 聚丙烯酰胺, , - , 165.021 , 聚丙烯腈, , 317.0 , 85.022 , 聚异丁烯基橡胶, , 1.5 , -70.023 , 聚氯代丁二烯，氯丁橡胶, , 43.0 , -45.024 , 聚顺式-1,4-异戊二烯，天然橡胶, , 36.0 , -70.025 , 聚反式-1,4-异戊二烯，古塔橡胶, , 74.0 , -68.026 , 苯乙烯和丁二烯共聚物，丁苯橡胶, ，，, - , -56.027 , 聚己内酰胺，尼龙-6 , , 223.0 , -28 , 聚亚癸基甲酰胺，尼龙-11 , , 198.0 , 46.029 , 聚己二酰己二胺，尼龙-66 , , 267.0 , 45.030 , 聚癸二酰己二胺，尼龙-610 , , 165.0 , 50.031 , 聚亚壬基脲, , 236.0 , -32 , 聚间苯二甲酰间苯二胺, , 390.0 , -33 , 聚对苯二甲酸乙二酯, , 270.0 , 69.034 , 聚碳酸酯, , 267.0 , 150.035 , 聚环氧乙烷, , 66.2 , -67.036 , 聚2,6-二甲基对苯醚, , 338.0 , -37 , 聚苯硫醚, , 288.0 , 85.038 , 聚[双（甲基胺基）膦腈] , , - , 14.039 , 聚[双（三氟代乙氧基）膦腈] , , 242.0 , -66.040 , 聚二甲基硅氧烷，硅橡胶, , -29.0 , -123.041 , 赛璐珞纤维素, , >270.0 , -42 , 聚二苯醚砜, , 230.0 , -一些聚合物的临界表面张力系数参考值一些聚合物的临界表面张力r c(20℃)[3][4]聚合物Yc(达因/厘米)脲醛树脂61纤维素45聚丙烯腈44聚氧化乙烯43聚对苯二甲酸乙二醇酯43尼龙66 42.5尼龙6 42聚砜41聚甲基丙烯酸甲酯40聚偏氯乙烯40聚氯乙烯39聚乙烯醇缩甲醛38氯磺化聚乙烯37聚醋酸乙烯酯37聚乙烯醇37聚苯乙烯32.8尼龙1010 32聚丁二烯(顺式) 32聚乙烯31聚氨酯29聚氯化乙烯28聚乙烯醇缩丁醛28表2-2常用粘合剂的表面张力[5][6]注：*通用环氧树脂，**未加说明浸润性主要决定于胶粘剂和被粘物的表面张力，还与工艺条件、环境因素等有关。
常见聚合物的玻璃化转变温度和表面张力
常见高聚物的名称、重复结构单元、焰点与玻璃化转变温度Names, Constitutional Repeating Units, Melting Points and Glass-transitionTemperatures of Common High Polymers序号(No.),名称(Name),重复结构单元 (Constitutional repeating unit), 堵点,玻璃化转变温度r/c1 ,聚甲醛，° 一C 七,182.5, -30.02,聚乙烯， CH 2 CH 2 , 140.0,95.0, -125.0.-20.0CH 2CHCH 2CHCH 2CHCH 2CH聚乙烯基甲醒，OCH 3,150.0, -13.0聚乙烯基乙醒,0C 2H 5,-42.05,乙烯丙烯共聚物，乙丙橡胶， CH 2 CH 2CH 3聚乙烯醇，CH 2CH,258.0, 99.0CH 2QH聚乙烯基咔哩,聚醋酸乙烯酯，0C0CH 39,聚氟乙烯， F , 200.0,-10,聚四氟乙烯(Teflon), CF2 , 327.0 , 130.011 ,聚偏二氯乙烯，如2 OF? , 171.0, 39.012,偏二氟乙烯与六氟丙烯共聚物(Viton), CH2 CF2 —------- CF2------------ CF ------------E ，一，-55.0------------- CH2CH ------------13 ,聚氯乙烯(PVC), C1 , 78.0-81.014,聚偏二氯乙烯，CH2 CCI2 , 210.0, -18.0--- C H2CH----15 ,聚丙烯，CH3 , 183.0,130.0, 26.0,-35.0-- CH2CH ---16,聚丙烯酸，cboH , 106.0--------- CH2C(CH3) ---------17,聚甲基丙烯酸甲酯，有机玻璃，C00CH3 , 160.0, 105.0-- CH2CH ----18,聚丙烯酸乙酯，C00CH2CH3)_22.0C00C4Hg-- C H2C ---19,聚(】■腊基丙烯酸丁酯),CN 85.020,聚丙烯酰胺， C0NH 2 ,・，165.0-- CH 2CH ---21 ,聚丙烯腊， CN , 317.0, 85.022,聚异丁烯基橡胶，CH 2qCH3)2 , 1.5 , -70.0------- CH 2C =^CHCH2——C1, 43.0, -45.0-CH 2C: CHCH 2 ----II28,聚亚癸基甲酰胺，尼龙・11 , NH (CH 2)W G , 198.0, 46.00 0.II.. II29,聚己二酰己二胺，尼龙-66,NH I CH 2)6NHC(CH 2)4C, 267 0 ? 45.00 0.IIII30,聚癸二酰己二胺，尼龙-610,NH(CH 2)5NHC(CH 2)5C, ]65.O , 50.023,聚氯代丁二烯，氯丁橡胶， 24,聚顺式.1.4.异戊二烯，天然橡胶CH 3,36.0, -70.025,聚反式.1.4.异戊二烯，古塔橡胶,26,苯乙烯和丁二烯共聚物，丁苯橡胶，CH 2CHCHCH 227,聚己内酰胺，尼龙.6, 0IINH(CH 2)5CCH 2CCHCH 2,74.0, -68.0CH 2CHCH 2CHCH=CH-56.0CH 3-0—(^-^一C(CH 3)2——一oc 一34, 聚碳酸酯，, 267.0, 150.035,聚环氧乙烷，—。
常见聚合物的玻璃化转变温度和表面张力
常见高聚物的名称、重复结构单元、熔点与玻璃化转变温度Names, Constitutional Repeating Units, Melting Points and Glass-transitionTemperatures of Common High Polymers序号(No.) , 名称(Name) , 重复结构单元(Constitutional repeating unit) , 熔点T m/℃, 玻璃化转变温度T g/℃1 , 聚甲醛, , 182.5 , -30.02 , 聚乙烯, , 140.0,95.0 ,-125.0,-20.03 , 聚乙烯基甲醚, , 150.0 , -13.04 , 聚乙烯基乙醚, , - , -42.05 , 乙烯丙烯共聚物，乙丙橡胶, ，, - , -60.06 , 聚乙烯醇, , 258.0 , 99.07 , 聚乙烯基咔唑, , - , 200.08 , 聚醋酸乙烯酯, , - , 30.09 , 聚氟乙烯, , 200.0 , -10 , 聚四氟乙烯(Teflon) , , 327.0 , 130.011 , 聚偏二氟乙烯, , 171.0 , 39.012 , 偏二氟乙烯与六氟丙烯共聚物(Viton) , ，, - , -55.013 , 聚氯乙烯(PVC) , , - , 78.0-81.014 , 聚偏二氯乙烯, , 210.0 , -18.015 , 聚丙烯, , 183.0,130.0 ,26.0,-35.016 , 聚丙烯酸, , - , 106.017 , 聚甲基丙烯酸甲酯，有机玻璃, , 160.0 , 105.018 , 聚丙烯酸乙酯, , - , -22.019 , 聚（α-腈基丙烯酸丁酯）, , - , 85.020 , 聚丙烯酰胺, , - , 165.021 , 聚丙烯腈, , 317.0 , 85.022 , 聚异丁烯基橡胶, , 1.5 , -70.023 , 聚氯代丁二烯，氯丁橡胶, , 43.0 , -45.024 , 聚顺式-1,4-异戊二烯，天然橡胶, , 36.0 , -70.025 , 聚反式-1,4-异戊二烯，古塔橡胶, , 74.0 , -68.026 , 苯乙烯和丁二烯共聚物，丁苯橡胶, ，，, - , -56.027 , 聚己内酰胺，尼龙-6 , , 223.0 , -28 , 聚亚癸基甲酰胺，尼龙-11 , , 198.0 ,46.029 , 聚己二酰己二胺，尼龙-66 , , 267.0 , 45.030 , 聚癸二酰己二胺，尼龙-610 , ,165.0 , 50.031 , 聚亚壬基脲, , 236.0 , -32 , 聚间苯二甲酰间苯二胺, , 390.0 , -33 , 聚对苯二甲酸乙二酯, ,270.0 , 69.034 , 聚碳酸酯, , 267.0 , 150.035 , 聚环氧乙烷, , 66.2 , -67.036 , 聚2,6-二甲基对苯醚, , 338.0 , -37 , 聚苯硫醚, , 288.0 , 85.038 , 聚[双（甲基胺基）膦腈] , , - , 14.039 , 聚[双（三氟代乙氧基）膦腈] , , 242.0 , -66.040 , 聚二甲基硅氧烷，硅橡胶, , -29.0 , -123.041 , 赛璐珞纤维素, , >270.0 , -42 , 聚二苯醚砜, , 230.0 , -一些聚合物的临界表面张力系数参考值一些聚合物的临界表面张力r c(20℃)[3][4]聚合物Yc(达因/厘米)脲醛树脂61纤维素45聚丙烯腈44聚氧化乙烯43聚对苯二甲酸乙二醇酯43尼龙6642.5尼龙642聚砜41聚甲基丙烯酸甲酯40表2-2常用粘合剂的表面张力[5][6]注：*通用环氧树脂，**未加说明浸润性主要决定于胶粘剂和被粘物的表面张力，还与工艺条件、环境因素等有关。
常见聚合物的玻璃化转变温度和表面张力
常见高聚物的名称、重复结构单元、熔点与玻璃化转变温度Names, Constitutional Repeating Units, Melting Points and Glass-transitionTemperatures of Common High Polymers序号(No.) , 名称(Name) , 重复结构单元(Constitutional repeating unit) , 熔点T m/℃, 玻璃化转变温度T g/℃1 , 聚甲醛, , 182.5 , -30.02 , 聚乙烯, , 140.0,95.0 , -125.0,-20.03 , 聚乙烯基甲醚, , 150.0 , -13.04 , 聚乙烯基乙醚, , - , -42.05 , 乙烯丙烯共聚物，乙丙橡胶, ，, - , -60.06 , 聚乙烯醇, , 258.0 , 99.07 , 聚乙烯基咔唑, , - , 200.08 , 聚醋酸乙烯酯, , - , 30.09 , 聚氟乙烯, , 200.0 , -10 , 聚四氟乙烯(Teflon) , , 327.0 , 130.011 , 聚偏二氟乙烯, , 171.0 , 39.012 , 偏二氟乙烯与六氟丙烯共聚物(Viton) , ，, - , -55.013 , 聚氯乙烯(PVC) , , - , 78.0-81.014 , 聚偏二氯乙烯, , 210.0 , -18.015 , 聚丙烯, , 183.0,130.0 , 26.0,-35.016 , 聚丙烯酸, , - , 106.017 , 聚甲基丙烯酸甲酯，有机玻璃, , 160.0 , 105.018 , 聚丙烯酸乙酯, , - , -22.019 , 聚（α-腈基丙烯酸丁酯）, , - , 85.020 , 聚丙烯酰胺, , - , 165.021 , 聚丙烯腈, , 317.0 , 85.022 , 聚异丁烯基橡胶, , 1.5 , -70.023 , 聚氯代丁二烯，氯丁橡胶, , 43.0 , -45.024 , 聚顺式-1,4-异戊二烯，天然橡胶, , 36.0 , -70.025 , 聚反式-1,4-异戊二烯，古塔橡胶, , 74.0 , -68.026 , 苯乙烯和丁二烯共聚物，丁苯橡胶, ，，, - , -56.027 , 聚己内酰胺，尼龙-6 , , 223.0 , -28 , 聚亚癸基甲酰胺，尼龙-11 , , 198.0 , 46.029 , 聚己二酰己二胺，尼龙-66 , , 267.0 , 45.030 , 聚癸二酰己二胺，尼龙-610 , , 165.0 , 50.031 , 聚亚壬基脲, , 236.0 , -32 , 聚间苯二甲酰间苯二胺, , 390.0 , -33 , 聚对苯二甲酸乙二酯, , 270.0 , 69.034 , 聚碳酸酯, , 267.0 , 150.035 , 聚环氧乙烷, , 66.2 , -67.036 , 聚2,6-二甲基对苯醚, , 338.0 , -37 , 聚苯硫醚, , 288.0 , 85.038 , 聚[双（甲基胺基）膦腈] , , - , 14.039 , 聚[双（三氟代乙氧基）膦腈] , , 242.0 , -66.040 , 聚二甲基硅氧烷，硅橡胶, , -29.0 , -123.041 , 赛璐珞纤维素, , >270.0 , -42 , 聚二苯醚砜, , 230.0 , -一些聚合物的临界表面张力系数参考值一些聚合物的临界表面张力r c(20℃)[3][4]表2-2常用粘合剂的表面张力[5][6]注：*通用环氧树脂，**未加说明浸润性主要决定于胶粘剂和被粘物的表面张力，还与工艺条件、环境因素等有关。
16 聚合物的玻璃化转变PPT课件
17
T2的值为多少?
可以用WLF方程估计: 在T = T2时
logηT2=-17.44T2-Tg ηTg 51.6+T2-Tg
此时构象重排无限慢, 对应于粘度趋于无穷大, 因此, 上式右边分母必须为0
T2 = Tg - 51.6 也就是说, T2大约出现在Tg以下50oC附近
Tg Tr
T
8
橡胶态总体积的增加包括两部分
Vr Vg Vf,g
Tg Tr
总体积的增加 Vr Vg (Tr Tg)ddVTr
其中固有体积增加
(Tr
Tg
)
dV dT
g
自由体积增加
(Tr Tg)ddVTr ddVTg Vf ,r Vf ,g
T
Vf,rVf,g(TrTg)d dV Trd dV Tg
10
等自由体积分数态——玻璃态
f fgf (TTg)
f fg
TTg TTg
具有普适常数: fg = 0.025
f = 4.810-4 K-1 ( Tg附近 )
自由体积理论认为玻璃化温度是自由体积分数 开始增加的温度
11
自由体积理论可解释的实验事实
压力增加，Tg升高 冷却速率快，Tg偏高 外力作用频率大，Tg偏高 …
22
The flexibility of main chain
Isolated double bond孤立双键
C-C Single bond单键
Conjugated double bond 共轭双键
主链柔性
Tg
-Si-O- > -C-O- > -C-C-
CH 3
Si O n
CH 3
Tg= -123oC
高分子物理第2讲聚合物的玻璃化转变
链柔顺性与Tg关系
链柔顺性定义
链柔顺性是指高分子链能够改变其构象的性质，即分子链的 弯曲能力。
柔顺性与Tg关系
链柔顺性越好，分子链越容易运动，Tg越低。因此，增加链 柔顺性可以降低聚合物的Tg。
03
实验方法测定聚合物Tg值
差热分析法(DSC)
原理
利用物质在加热或冷却过程中产生的热效 应与温度的关系，通过测量样品与参比物 之间的温差变化，得到物质的热性质。
测量方法
Tg可以通过多种实验手段进行测量，如差示扫描量热法 （DSC）、动态力学分析法（DMA）等。
影响因素
Tg受聚合物的化学结构、分子量、分子链柔性、交联程度 等多种因素影响。
影响因素及意义
影响因素
除了上述提到的化学结构、分子量等，聚合物的制备条件、加工历史、添加剂等 也会对玻璃化转变产生影响。
定义
玻璃化转变是高分子材料从玻璃 态到高弹态的转变，表现为材料 的力学、热学、电学等物理性质 的突变。
特点
玻璃化转变是一个可逆过程，伴 随着体积、热容、模量等物理量 的变化，但材料的化学性质不发 生变化。
玻璃化转变温度Tg
定义
玻璃化转变温度Tg是指高分子材料在升温过程中从玻璃态转变为高弹 态的临界温度，或在降温过程中从高弹态转变为玻璃态的临界温度。
粘弹性行为
聚合物在玻璃化转变过程中表现出粘弹性行为，即既有粘性流动又 有弹性变形。
动力学模型
建立动力学模型，如WLF方程，可以描述聚合物在不同温度下的粘 弹性行为，进而解释玻璃化转变现象。
05
聚合物玻璃化转变在实际 应用中的考虑因素
加工过程中避免结晶问题
选择合适的添加剂
添加一些能够抑制结晶的添加剂，如增塑剂、 稀释剂等。
常见聚合物的玻璃化转变温度和表面张力
常见高聚物的名称、重复结构单元、熔点与玻璃化转变温度Names, Constitutional Repeating Units, Melting Points and Glass-transitionTemperatures of Common High Polymers序号(No.) , 名称(Name) , 重复结构单元(Constitutional repeating unit) , 熔点T m/℃, 玻璃化转变温度T g/℃1 , 聚甲醛, , 182.5 , -30.02 , 聚乙烯, , 140.0,95.0 , -125.0,-20.03 , 聚乙烯基甲醚, , 150.0 , -13.04 , 聚乙烯基乙醚, , - , -42.05 , 乙烯丙烯共聚物，乙丙橡胶, ，, - , -60.06 , 聚乙烯醇, , 258.0 , 99.07 , 聚乙烯基咔唑, , - , 200.08 , 聚醋酸乙烯酯, , - , 30.09 , 聚氟乙烯, , 200.0 , -10 , 聚四氟乙烯(Teflon) , , 327.0 , 130.011 , 聚偏二氟乙烯, , 171.0 , 39.012 , 偏二氟乙烯与六氟丙烯共聚物(Viton) , ，, - , -55.013 , 聚氯乙烯(PVC) , , - , 78.0-81.014 , 聚偏二氯乙烯, , 210.0 , -18.015 , 聚丙烯, , 183.0,130.0 , 26.0,-35.016 , 聚丙烯酸, , - , 106.017 , 聚甲基丙烯酸甲酯，有机玻璃, , 160.0 , 105.018 , 聚丙烯酸乙酯, , - , -22.019 , 聚（α-腈基丙烯酸丁酯）, , - , 85.020 , 聚丙烯酰胺, , - , 165.021 , 聚丙烯腈, , 317.0 , 85.022 , 聚异丁烯基橡胶, , 1.5 , -70.023 , 聚氯代丁二烯，氯丁橡胶, , 43.0 , -45.024 , 聚顺式-1,4-异戊二烯，天然橡胶, , 36.0 , -70.025 , 聚反式-1,4-异戊二烯，古塔橡胶, , 74.0 , -68.026 , 苯乙烯和丁二烯共聚物，丁苯橡胶, ，，, - , -56.027 , 聚己内酰胺，尼龙-6 , , 223.0 , -28 , 聚亚癸基甲酰胺，尼龙-11 , , 198.0 , 46.029 , 聚己二酰己二胺，尼龙-66 , , 267.0 , 45.030 , 聚癸二酰己二胺，尼龙-610 , , 165.0 , 50.031 , 聚亚壬基脲, , 236.0 , -32 , 聚间苯二甲酰间苯二胺, , 390.0 , -33 , 聚对苯二甲酸乙二酯, , 270.0 , 69.034 , 聚碳酸酯, , 267.0 , 150.035 , 聚环氧乙烷, , 66.2 , -67.036 , 聚2,6-二甲基对苯醚, , 338.0 , -37 , 聚苯硫醚, , 288.0 , 85.038 , 聚[双（甲基胺基）膦腈] , , - , 14.039 , 聚[双（三氟代乙氧基）膦腈] , , 242.0 , -66.040 , 聚二甲基硅氧烷，硅橡胶, , -29.0 , -123.041 , 赛璐珞纤维素, , >270.0 , -42 , 聚二苯醚砜, , 230.0 , -一些聚合物的临界表面张力系数参考值一些聚合物的临界表面张力r c(20℃)[3][4]表2-2常用粘合剂的表面张力[5][6]注：*通用环氧树脂，**未加说明浸润性主要决定于胶粘剂和被粘物的表面张力，还与工艺条件、环境因素等有关。
玻璃工艺学粘度和表面张力优质课件
2.化学键旳强度 其他条件相同步化学键越强粘度越大。 R2O-SiO2中R+使粘度降低 （1）O/Si 高时 负离子团呈孤岛状，网络需R-O连接，
键强大 大。 Li > Na > K
（2）O/Si 低时 网络较完整， R+主要起断网作用， 3.阳离子极化力 Li+ 对 Ob旳极化作用强， Li < Na < K 阳离子极化力大，减弱硅氧键旳作用强，使降低。 非惰性气体型阳离子极化力 > 惰性气体型 如Pb2+、Cd2+、Sn2+、Bi3+、Zn2+、Co2+等均可降低粘度。
场强小对表面张力旳贡献小。 即Li> Na> K
由图可知， Na2O对无明显影响， Li2O使增大， K2O使减小。
2.RO
N/m103 320
280
Li2O Na2O
240 K2O
200
(R2O-SiO2 1300C) R2O mol%
因场强较大，故CaO、MgO、ZnO等使增大。
PbO有吸附作用，可降低。
定义： 粘度指面积为S旳两平行液层以一定旳速度梯度
（dv/dx）移动时需克服旳内摩擦阻力f。
f= •S •(dv/dx)
(4-1)
——粘度或粘度系数 单位： 国际单位：帕斯卡•秒（Pa • S）
常用单位：泊（P）
1 Pa • S=10 P
20C水 =10 -3 Pa • S 玻液=10 Pa • S
3.R2O3 Al2O3使增大， B2O3使减小。 B2O3降,可能因为表面多为[BO3]而内部为[BO4]
能明显降低旳称为表面活性物质，如K2O、PbO、B2O3
聚合物的玻璃化转变优秀课件
膨胀系数 Coefficient of expansion
膨胀系数a - 单位体积的膨胀率
Tg以下的膨胀系数(玻璃态)
αg
=
1 Vg
dV dT
g
Tg以上的膨胀系数(高弹态)
αr
=
1 Vg
dV dT
r
Tg上下膨胀系数之差
αf = αr -αg
WLF方程应用的温度范围：Tg ~ Tg+100K
等自由体积分数状态 iso-(free volume) state 玻璃化温度是这样一个温度，在这个温度 时聚合物的自由体积达到这样一个大小， 以使高分子链段运动刚好可以发生
这个自由体积对所有聚合物材料来说，都 是相等的, 占总体积的2.5%
fg = 0.025 或 fg = 2.5%
~ 1013 泊 适用于低聚物、无机玻璃
(2) 玻璃化转变的等自由体积理论
固体和液体总的宏观体积由两部分组成: 占有 体积和自由体积
占有体积Occupied volume: 分子或原子实际占 有的体积. 是指外推至0 K而不发生相变时分子 实际占有的体积V0
自由体积Free volume: 分子间的间隙Vf , 它以 大小不等的空穴无规分散在基体中
VT =V0 +Vf
体积随温度的变化趋势
自由体积理论认为, 玻璃化温度以下时, 链段运动 被冻结, 空穴的尺寸和分布基本不变. 即Tg以下, 聚合物的Vf几乎是不变的. 高聚物体积随温度升 高而发生的膨胀是由于固有体积的膨胀
在Tg以上时, 链段运动被激发, 高聚物体积随温度 升高而发生的膨胀就包括两部分: 固有体积的膨 胀和自由体积的膨胀. 因此, 体积膨胀率比Tg以下 时要大
常见聚合物的玻璃化转变温度和表面张力
常见高聚物的名称、重复结构单元、熔点与玻璃化转变温度Names, Constitutional Repeating Units, Melting Points and Glass-transition Temperatures ofCommon High Polymers序号(No.) , 名称(Name) , 重复结构单元(Constitutional repeating unit) , 熔点T m/℃, 玻璃化转变温度T g/℃1 , 聚甲醛, , 182.5 , -30.02 , 聚乙烯, , 140.0,95.0 , -125.0,-20.03 , 聚乙烯基甲醚, , 150.0 , -13.04 , 聚乙烯基乙醚, , - , -42.05 , 乙烯丙烯共聚物，乙丙橡胶, ，, - , -60.06 , 聚乙烯醇, , 258.0 , 99.07 , 聚乙烯基咔唑, , - , 200.08 , 聚醋酸乙烯酯, , - , 30.09 , 聚氟乙烯, , 200.0 , -10 , 聚四氟乙烯(Teflon) , , 327.0 , 130.011 , 聚偏二氟乙烯, , 171.0 , 39.012 , 偏二氟乙烯与六氟丙烯共聚物(Viton) , ，, - , -55.013 , 聚氯乙烯(PVC) , , - , 78.0-81.014 , 聚偏二氯乙烯, , 210.0 , -18.015 , 聚丙烯, , 183.0,130.0 , 26.0,-35.016 , 聚丙烯酸, , - , 106.017 , 聚甲基丙烯酸甲酯，有机玻璃, , 160.0 , 105.018 , 聚丙烯酸乙酯, , - , -22.019 , 聚（α-腈基丙烯酸丁酯）, , - , 85.020 , 聚丙烯酰胺, , - , 165.021 , 聚丙烯腈, , 317.0 , 85.022 , 聚异丁烯基橡胶, , 1.5 , -70.023 , 聚氯代丁二烯，氯丁橡胶, , 43.0 , -45.024 , 聚顺式-1,4-异戊二烯，天然橡胶, , 36.0 , -70.025 , 聚反式-1,4-异戊二烯，古塔橡胶, , 74.0 , -68.026 , 苯乙烯和丁二烯共聚物，丁苯橡胶, ，，, - , -56.027 , 聚己内酰胺，尼龙-6 , , 223.0 , -28 , 聚亚癸基甲酰胺，尼龙-11 , , 198.0 , 46.029 , 聚己二酰己二胺，尼龙-66 , , 267.0 , 45.030 , 聚癸二酰己二胺，尼龙-610 , , 165.0 , 50.031 , 聚亚壬基脲, , 236.0 , -32 , 聚间苯二甲酰间苯二胺, , 390.0 , -33 , 聚对苯二甲酸乙二酯, , 270.0 , 69.034 , 聚碳酸酯, , 267.0 , 150.035 , 聚环氧乙烷, , 66.2 , -67.036 , 聚2,6-二甲基对苯醚, , 338.0 , -37 , 聚苯硫醚, , 288.0 , 85.038 , 聚[双（甲基胺基）膦腈] , , - , 14.039 , 聚[双（三氟代乙氧基）膦腈] , , 242.0 , -66.040 , 聚二甲基硅氧烷，硅橡胶, , -29.0 , -123.041 , 赛璐珞纤维素, , >270.0 , -42 , 聚二苯醚砜, , 230.0 , -一些聚合物的临界表面张力系数参考值一些聚合物的临界表面张力r c(20℃)[3][4]表2-2常用粘合剂的表面张力[5][6]注：*通用环氧树脂，**未加说明浸润性主要决定于胶粘剂和被粘物的表面张力，还与工艺条件、环境因素等有关。
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常见聚合物的玻璃化转变温度和表面张力
常见高聚物的名称、重复结构单元、熔点与玻璃化转变温度Names, Constitutional Repeating Units, Melting Points and Glass-transition
Temperatures of Common High Polymers
序号(No.) , 名称(Name) , 重复结构单元
(Constitutional repeating unit) , 熔点
T m/℃, 玻璃化转变温度T g/℃
1 , 聚甲醛, , 182.5 , -30.0
2 , 聚乙烯, , 140.0,95.0 , -125.0,-20.0
3 , 聚乙烯基甲醚, , 150.0 , -13.0
4 , 聚乙烯基乙醚, , - , -42.0
5 , 乙烯丙烯共聚物，乙丙橡胶, ，, - , -60.0
6 , 聚乙烯醇, , 258.0 , 99.0
7 , 聚乙烯基咔唑, , - , 200.0
8 , 聚醋酸乙烯酯, , - , 30.0
9 , 聚氟乙烯, , 200.0 , -
10 , 聚四氟乙烯(Teflon) , , 327.0 , 130.0
11 , 聚偏二氟乙烯, , 171.0 , 39.0
12 , 偏二氟乙烯与六氟丙烯共聚物(Viton) , ，
, - , -55.0
13 , 聚氯乙烯(PVC) , , - , 78.0-81.0
14 , 聚偏二氯乙烯, , 210.0 , -18.0
15 , 聚丙烯, , 183.0,130.0 , 26.0,-35.0
16 , 聚丙烯酸, , - , 106.0
17 , 聚甲基丙烯酸甲酯，有机玻璃, , 160.0 , 105.0
18 , 聚丙烯酸乙酯, , - , -22.0
19 , 聚（α-腈基丙烯酸丁酯）, , - , 85.0
20 , 聚丙烯酰胺, , - , 165.0
21 , 聚丙烯腈, , 317.0 , 85.0
22 , 聚异丁烯基橡胶, , 1.5 , -70.0
23 , 聚氯代丁二烯，氯丁橡胶, , 43.0 , -45.0
24 , 聚顺式-1,4-异戊二烯，天然橡胶, , 36.0 , -70.0
25 , 聚反式-1,4-异戊二烯，古塔橡胶, , 74.0 , -68.0
26 , 苯乙烯和丁二烯共聚物，丁苯橡胶, ，
，, - , -56.0
27 , 聚己内酰胺，尼龙-6 , , 223.0 , -
28 , 聚亚癸基甲酰胺，尼龙-11 , , 198.0 , 46.0
29 , 聚己二酰己二胺，尼龙-66 , , 267.0 , 45.0
30 , 聚癸二酰己二胺，尼龙-610 , , 165.0 , 50.0
31 , 聚亚壬基脲, , 236.0 , -
32 , 聚间苯二甲酰间苯二胺, , 390.0 , -
33 , 聚对苯二甲酸乙二酯, , 270.0 , 69.0
34 , 聚碳酸酯, , 267.0 , 150.0
35 , 聚环氧乙烷, , 66.2 , -67.0
36 , 聚2,6-二甲基对苯醚, , 338.0 , -
37 , 聚苯硫醚, , 288.0 , 85.0
38 , 聚[双（甲基胺基）膦腈] , , - , 14.0
39 , 聚[双（三氟代乙氧基）膦腈] , , 242.0 , -66.0
40 , 聚二甲基硅氧烷，硅橡胶, , -29.0 , -123.0
41 , 赛璐珞纤维素, , >270.0 , -
42 , 聚二苯醚砜, , 230.0 , -
一些聚合物的临界表面张力系数参考值一些聚合物的临界表面张力r c(20℃)[3][4]
聚合物Yc(达因/厘米)
脲醛树脂61
纤维素45
聚丙烯腈44
聚氧化乙烯43
聚对苯二甲酸乙二醇酯43
尼龙66 42.5
尼龙6 42
聚砜41
聚甲基丙烯酸甲酯40
聚偏氯乙烯40
聚氯乙烯39
聚乙烯醇缩甲醛38
氯磺化聚乙烯37
聚醋酸乙烯酯37
聚乙烯醇37
聚苯乙烯32.8
尼龙1010 32
聚丁二烯(顺式) 32
聚乙烯31
聚氨酯29
聚氯化乙烯28
聚乙烯醇缩丁醛28
丁基橡胶27
聚偏二氯乙烯25
聚二甲基硅氧烷24
聚三氟乙烯22
硅橡胶22
聚四氟乙烯18.5
表2-2常用粘合剂的表面张力[5][6]
注：*通用环氧树脂，**未加说明
浸润性主要决定于胶粘剂和被粘物的表面张力，还与工艺条件、环境因素等有关。
四、粘接力
胶粘剂对被粘物的浸润只是粘接的前提，必须能够形成粘接力才能达到粘接的目的。
表1-13 不同结合的原子间距离与键能的关系[7]
注：*化学力即主价力，按键的形式可分为离子键、共价键、金属键三类。
表中列出了处于这三类键中具有中等键能的共价键的数值。
**在有些文献上将氢键包括在次价力中
固体材料的表面张力
Surface Energy Material (dynes/cm)
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