3.溶度參數(shù)有機物的溶解度參數(shù)（簡稱溶度參數(shù)），可分為低分子有機化合物溶度參數(shù)和有機聚合物溶度參數(shù)。實際計算溶度參數(shù)（δ）可采用聚合物的結晶或交聯(lián)樣品最大溶脹測定法、溶解度光譜法、特性黏度最大值測定法和Small's計算法等，都會得到相接近的數(shù)值。
（1）低分子有機化合物溶度參數(shù)這里介紹的低分子有機化合物多數(shù)作為環(huán)氧涂料的有機溶劑或作為對涂膜的滲透介質(zhì)。低分子有機化合物的溶度參數(shù)（δ）由范德華力產(chǎn)生的溶度參數(shù)（δd）、偶極力產(chǎn)生的溶度參數(shù)（δp）和氫鍵力產(chǎn)生的溶度參數(shù)（δH）組成，δ=
 。δ、δH和δp參數(shù)見表1-7，溶度參數(shù)的單位：J0.5/cm1.5（1J0.5/cm1.5=103J0.5/m1.5）。  （2）有機聚合物溶度參數(shù)有機聚合物溶度參數(shù)（δ）是有機聚合物的內(nèi)聚能密度平方根，計算式如下：
 式中 E——聚合物的內(nèi)聚能，J/mol；
ΣEi——聚合物重復單位中，i種基團對內(nèi)聚能單獨貢獻的加和，J/mol；
Vm——聚合物結構重復單位的摩爾體積，cm3/mol；
Vi——聚合物結構重復單位中，i種基團對摩爾體積單獨貢獻的加和，Vm=ΣVi·cm3/mol；
ΣGi——聚合物結構重復單位中，&種基團對摩爾相互吸引常數(shù)單獨貢獻加和，J0.5·cm1.5；有時采用F或（E·Vm）1/2表示摩爾相互吸引常數(shù)；
dp———有機聚合物的密度，g/cm3；
MR———聚合物結構中重復單位的相對分子質(zhì)量，g。
有機聚合物基團的摩爾體積見表1-8；Small's摩爾相互吸引常數(shù)見表1-9。
  對于低分子有機聚合物，可將分子結構式示作重復單位。將液態(tài)雙酚F型環(huán)氧樹脂結構重復單位假設為：
 查知，液態(tài)雙酚F型環(huán)氧樹脂的dp=1.189g/cm3、相對分子質(zhì)量為312g。
 當有機聚合物分子中含有羥基、羧基、硝基和氨基等強極性基團時，一定注意強極性作用和氫鍵對溶度參數(shù)的影響。此時，有機聚合物的溶度參數(shù)（δ）計算式可采用與低分子有機化合物相同的表達方式。在范德華力、偶極力和氫鍵力無法分離的情況下，采用Gi、dp和MR的關系式計算有機聚合物的δ值比較適宜。
有機聚合物的δ表征聚合物鏈段間相互作用（或極性）強度。除用于研究環(huán)氧樹脂涂膜防介質(zhì)滲透性和耐燒蝕性外，也可用于探討溶度參數(shù)與表面張力（或表面黏附）的關系。有機聚合物液體的表面張力（γ）與有機聚合物的δ、Vm、dp及MR有如下定量關系：
 涂料中常用樹脂的溶度參數(shù)，可分為強氫鍵結合溶度參數(shù)（δs），中氫鍵結合溶度參數(shù)（δm）和弱氫鍵結合溶度參數(shù)（δL）列于表1-10，請計算時選用。
 4.相對溶度參數(shù)
 式中 δR———相對溶度參數(shù)；
δHP———滲透介質(zhì)氫鍵力溶度參數(shù)（δH）和偶極力溶度參數(shù)（δP）的平均值（δH+δP）/2，J0.5/cm1.5；
 ———以質(zhì)量分數(shù)計量構成環(huán)氧涂膜各組分的溶度參數(shù)加和，J0.5/cm1.5。δR表征
 與δHP相互作用程度。當δR=1（ =δHP）時，環(huán)氧涂膜與滲透介質(zhì)間的相互作用達到最大值，滲透介質(zhì)會完全破壞環(huán)氧涂膜；當δR＜1時，液體滲透介質(zhì)對環(huán)氧涂膜的滲透量（Rm）隨δR增加而增大；當δR＞1時，液體滲透介質(zhì)對環(huán)氧涂膜的滲透量（Rm）隨δR增加而減小。 將配方6的環(huán)氧涂膜浸泡在液體乙酸酯和脂肪酮中，計算δR＜1，則同系列液體滲透
介質(zhì)對環(huán)氧涂膜的滲透量（Rm）隨δR增加而增大，即δR值越大，環(huán)氧涂膜抵擋滲透介質(zhì)穿透能力越弱，Rm值越大；δR值越小，環(huán)氧涂膜抵擋滲透介質(zhì)穿透能力越強、Rm值越小。配方6涂膜的滲酮、酯試驗結果如圖1-10和圖1-11所示。
 5.滲透指數(shù)環(huán)氧涂膜的防介質(zhì)滲透能力，可用滲透指數(shù)進行評價和預測。滲透指數(shù)由環(huán)氧樹脂和固化劑結構、涂膜的有效交聯(lián)密度、涂膜組分的溶度參數(shù)、滲透介質(zhì)的溶度參數(shù)和相對分子質(zhì)量決定，滲透指數(shù)計算式如下：
 滲透介質(zhì)對環(huán)氧涂膜的滲透能力由環(huán)氧涂膜的化學結構、滲透介質(zhì)相對分子質(zhì)量及滲透介質(zhì)與環(huán)氧涂膜的形態(tài)結構決定。PI值隨Mc增大（ρ值減?。┒黾?，隨M和B增大而減小。由圖1-12知，水和醇對配方6涂膜的滲透量（Rm）隨PI值增加而增大。
 用PI比較，評價和預測滲透介質(zhì)對環(huán)氧涂膜滲透能力（或環(huán)氧涂膜防介質(zhì)滲透能力），反映化學結構和形態(tài)結構對滲透性的影響。滲透介質(zhì)對環(huán)氧涂膜的滲透能力隨PI值增大而增強（滲透量增大）；選取低PI值時，環(huán)氧涂膜就呈現(xiàn)強的防介質(zhì)滲透能力。用PI值預測滲透能力，有相當滿意的準確性。
6.滲透量的計算水和醇對環(huán)氧涂膜的滲透量可用下式計算：
 式中 Rc———理論計算滲水、醇量，%；
A———滲透系數(shù)，表征化學結構和形態(tài)結構對滲透量貢獻的綜合效應系數(shù)，同系列滲透介質(zhì)的A是恒定值。A水=3.3×10-5mol/g、A醇=4.5×10-5mol/g（適用于液體醇類）、A水蒸氣=8.0×10-4mol/g；
T———試驗溫度，K；
T0———273K；
t———試驗天數(shù)，α水=0.3、α水蒸氣=1.0、α醇=0.8。
用十幾種滲透介質(zhì)對環(huán)氧涂膜進行滲透性試驗，證明滲透量由滲透指數(shù)（PI）、滲透系數(shù)（A）、試驗溫度（T）和試驗時間（t）決定。當滲透介質(zhì)對環(huán)氧涂膜的交聯(lián)固化網(wǎng)絡結構無破壞作用時，在達到滲透平衡前，理論計算滲透量（Rc）與試驗測定滲透量（Rm）基本一致。
水和醇對環(huán)氧涂膜（配方6）的滲透量結果見表1-11。
 由表1-11知，在達到滲透平衡前，Rc與Rm相對偏差的絕對值小于或等于10%，即Rc與Rm相吻合。在達到滲透平衡后，Rm不隨時間增長而增大，即Rc與Rm相對偏差大于+10%。所以理論計算滲透量公式，適用于滲透介質(zhì)對環(huán)氧涂膜的交聯(lián)固化網(wǎng)絡結構無破壞作用，且達到滲透平衡前的兩個制約條件。且Rc計算式應同時滿足涂膜結構無破壞和達到滲透平衡前兩個制約條件，才會保證Rc與Rm的基本一致性。
在單位時間內(nèi)，水蒸氣對游離環(huán)氧涂膜的透過量，見表1-12。結果證明，Rc與Rm有相當好的一致性。
 在不同試驗溫度下，用蒸餾水對環(huán)氧涂膜（配方6）進行滲透時，滲水量隨試驗溫度升高而增大，并且在達到滲透平衡前，同一溫度下的Rc與Rm基本一致。
總之，研究了ρ（或Mc）、δR、PI和Rc對環(huán)氧涂膜滲透性的影響規(guī)律，用這些參數(shù)可快速準確地比較、評價、預測滲透介質(zhì)對環(huán)氧涂膜的滲透能力，明顯減少試驗次數(shù)，提高科研工作效率。PI和Rc表達了結構（化學結構和形態(tài)結構）與滲透性間的定量關系，可作為環(huán)氧涂料配方設計的基礎依據(jù)。 環(huán)氧樹脂 - m.wkzeq.com.cn -(責任編輯：admin) |