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化易AI
2023-02-21回答
由于聚合物乳液的特殊性，成膜過程與樹脂溶于溶劑中的一般涂料有本質(zhì)的不同，與水溶性涂料也不同。因?yàn)槿橐菏怯删酆衔镱w粒球組成，而不是獨(dú)立的聚合物分子，所以干燥成膜必須涉及到這些較大的顆粒之間的融合。這一過程可以劃分成幾個(gè)步驟：開始由于水分的蒸發(fā)，涂料的整體體積縮，聚合物顆粒之間彼此接近。為了達(dá)到顆粒之間的直接接觸，必須首先克服顆粒之間的靜電排斥力，這種靜電排斥力是原先維持分散液穩(wěn)定的力。顆粒相互接觸之后，成膜所需的顆粒之間的排列、變形以致相互融合還是沒有有效進(jìn)行，只有當(dāng)顆粒之間的毛細(xì)管力和表面張力大于顆粒的變形阻力時(shí)才會(huì)有效進(jìn)行。下面的步驟可以用聚合物玻璃化溫度Tg很好地描述，Tg又與涂料的另一個(gè)重要指標(biāo)MFFT（最低成膜溫度）有密切關(guān)系。分散液顆粒只有在聚合物的Tg之上時(shí)，確切地說是在MFFT之上時(shí)才能形成涂膜。所以人們不得不根據(jù)成型溫度Tp來按圖索驥，找相應(yīng)的單體進(jìn)行合成，或者加入外增塑劑，使得 Tp≥MFFT
由于這一限制，既要低玻璃化溫度又要保證一定的硬度，所以許多應(yīng)用的需要都不能滿足。在體系中加入所謂的成膜助劑和凝聚劑，使這一理論得以被突破。這類物質(zhì)也可以叫做臨時(shí)增塑劑，它可以使聚合物顆粒軟化，而在成膜之后又會(huì)從涂膜中揮發(fā)掉。這樣我們就可以使用Tg>Tp的硬聚合物在室溫下成膜，并得到硬的涂膜。
一種產(chǎn)品要作為成膜助劑使用，必須滿足一定的要求。首先這種作為臨時(shí)增塑劑使用的產(chǎn)品必須有足夠的化學(xué)穩(wěn)定性，例如，不會(huì)在堿性配方中皂化。其次，氣味要小，在室內(nèi)使用的涂料都有這樣的要求。再有就是要求成膜助劑要與這些敏感的聚合物分散液相容，加入后不會(huì)出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。這種不穩(wěn)定現(xiàn)象可以從粘度的大幅提高觀察到，或者出現(xiàn)最嚴(yán)重的情況就是發(fā)生凝膠同樣的原因，進(jìn)行操作時(shí)也要十分小心，防止發(fā)生局部的振動(dòng)反應(yīng)（凝膠）。一般最終產(chǎn)品制備好以后，還要放置一段時(shí)間，以使成膜助劑達(dá)到分布平衡。另外還要求這種臨時(shí)增塑劑對(duì)聚合物有盡可能好的增塑效果，以減少其加入量。在揮發(fā)性方面，要求成膜助劑在成膜過程中留在涂膜中起到增塑作用，而一旦成膜完成，成膜助劑就立刻揮發(fā)掉。如果成膜助劑長時(shí)間留在涂膜中，就會(huì)導(dǎo)致發(fā)粘、結(jié)塊和污染。所以我們可以想到，理想的成膜助劑是不存在的，我們必須尋找一種最佳的折中方案，用多種產(chǎn)品結(jié)合使用。
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