7聚合物的表面改性
7 聚合物的表面改性
补：界面的相容性与粘结 在复合材料界面上发生两种材料扩散混合时， 相容性成为粘结界面的一个重要因素。 相容性的划分标准： 通常，相容性是根据在混合时的吉布斯 自由能变化△G来确定。即若△G<0,就相 容；△G>0就不相容，即不混合。而△G用 混合熵△S和混合热△H来表达，此时有： △G=△H一T△S 2
2 补： 界面的相容性与粘结 在复合材料界面上发生两种材料扩散混合时， 相容性成为粘结界面的一个重要因素。 相容性的划分标准： 通常，相容性是根据在混合时的吉布斯 自由能变化ΔG来确定。即若ΔG<0，就相 容；ΔG>0就不相容，即不混合。而ΔG用 混合熵ΔS和混合热ΔH来表达，此时有： ΔG＝ΔH－TΔS
用简单的格子理论来考虑： △S=-K(N,ny+N2hV2) △H=NZYV,△8 K:波尔兹曼常数，N、N,是两种分子的分子数， VV它们的体积分数，N格子总数，Z配位数 讨论： (1)当△H越小、△S正值越大，则△G越易为 负值，也就是说相容性越好。 (2)对相同的体积分数，N越小的高分子一般难于 相容；而分子量越低，相容性越好。 (3)对于高分子一高分子体系，因△S的贡献非常小， 所以△H越小，△G也就越小，越能增加粘结力
3 、 它们的体积分数， 格子总数， 配位数 波尔兹曼常数， 、 是两种分子的分子数， 用简单的格子理论来考虑： Z : ( ln ln ) 1 2 1 2 1 2 1 1 2 2 V V N K N N H NZVV S K N V N V = = − + 讨论：（1）当ΔH越小、ΔS正值越大，则ΔG越易为 负值，也就是说相容性越好。 （2）对相同的体积分数，Ni越小的高分子一般难于 相容；而分子量越低，相容性越好。 （3）对于高分子－高分子体系，因ΔS的贡献非常小， 所以ΔH越小，ΔG也就越小，越能增加粘结力
AH=NZVV,△8 其中，△￡=62-)(G1+62),s是物质i、j分子间的s结合能。 而内聚能密度为将液体物质的一个分子移到离周围分子很远 的地方所需的能量，即气化能，与分子间结合能（液化能） 数值相等，符号相反。 定义溶解度参数（δ）是内聚能密度CED的平方根：δ=CED2 故CED1=-61=62,CED2=-2=δ 当2=-√G2成立时，有： CED12=-812=E11822=662 故A8=62（G+8)=6-dP20
4 1 2 12 11 22 ij 1/ 2 2 2 1 11 1 2 22 2 12 11 22 12 12 1 ( ), i j 2 ( ) CED CED CED ;CED CED H NZVV = = − + = = − = = − = = − = − 其中， 是物质 、 分子间的结合能。 而内聚能密度为将液体物质的一个分子移到离周围分子很远 的地方所需的能量，即气化能，与分子间结合能（液化能） 数值相等，符号相反。 定义溶解度参数 是内聚能密度 的平方根： 故 当 成立时，有： 11 22 1 2 2 12 11 22 1 2 1 1 ( ) ( ) 0 2 2 = = 故 = − + = −
可见，61和的差越小，△Hn越小，越有利于溶解， 这就是溶解度参数相近原则。 例：(1)天然橡胶的=16.6，它可溶于甲苯 (=18.2)和四氯化碳（=17.6)中，但不溶于 乙醇（δ=26.0)； (2)醋酸纤维素（6=22.3)可溶于丙酮（δ=20.4） 而不溶于甲醇（=29.6)
5 可见， 和 的差越小，ΔHm越小，越有利于溶解， 这就是溶解度参数相近原则。 例：(1) 天然橡胶的δ=16.6，它可溶于甲苯 （δ=18.2）和四氯化碳（δ=17.6）中，但不溶于 乙醇（δ=26.0）； (2) 醋酸纤维素（δ=22.3）可溶于丙酮（δ=20.4） 而不溶于甲醇（δ=29.6）。 1 2