涂料化学课后作业答案.doc

涂料作业（5-8章）1. 颜料和染料之间的最大区别是什么？颜料和染料有很多相似之处，它们都是固体粉末，而且一般都很注意它的色光，它们之间最大区别是染料能溶解，而颜料则不能溶解。2. 简述颜料的作用。颜料最主要的是起遮盖和赋予涂层色彩的作用，还可起以下作用：1增加强度2增加附着力3改善流变性能4改善耐候性5功能作用，如调节漆膜的水、气渗透性；钝化金属作用 6降低光泽7降低成本3. 简述颜料遮盖力的光学本质。遮盖力的光学本质是颜料和存在其周围的介质的折射率之差造成。当颜料的折射率和基料的折射率相等时就是透明的，当颜料的折射率大于基料的折射率时就出现遮盖力，两者的差越大，则表现的遮盖力越强。4. 颜料的着色力与颜料的粒径有什么关系？着色力一般随着颜料的粒径减小而加强，当超过一定极限后，其着色力会因粒径减小而减少，所以存在着使着色力最强的最佳粒径。5. 颜料的最佳粒径一般是多少？为什么？颜料的最佳粒径一般应为光线在空气中波长的一半，即0.2-0.4m，如果小于此值，则颜料失去散射光的能力，而大于此值则总表面积减少，使颜料对光线的总散射能力减少。 颜料不可能是一种粒径组成的，是在一定粒径范围内波动，分布曲线是一种左偏斜的形式，即小直径颗粒显现几率多于大直径颗粒显现的几率。6. 惰性颜料特点是什么？请举出一些惰性颜料的例子。特点是化学稳定性好，便宜，来源广泛，在颜色、着色力、遮盖力等方面不能与着色颜料比较，但在涂料应用中可改善某些性能或消除涂料的某些弊病，并可降低涂料的成本。 惰性涂料包括钙盐、钡盐、镁盐、铅盐等的各种矿物或无机化合物，以及硅石和二氧化硅等。7. 什么是颜料的吸油量？在100g的颜料中，把亚麻油一滴滴加入，并随时用刮刀混合，初加油时，颜料仍保持散状，但最后可使全部颜料粘结在一起成球，若继续再加油，体系即变稀，此时所用的油量为颜料的吸油量（OA）：8. 什么是颜料体积浓度和临界颜料体积浓度？ / 在干膜中颜料所占的体积百分比叫颜料的体积浓度，用PVC表示: / 临界颜料体积浓度（CPVC）： 当颜料吸附了成膜物（树脂）并在颜料无规紧密堆积所成的空隙间也充满了成膜物（树脂）时，这时PVC称为临界的PVC，用CPVC表示。此时干漆膜的性能出现一个转折点。9. 简述影响散射的因素。影响散射的因素：（1）两相的折光指数之差： 散射光和入射光之比称为散射率，折光指数差愈大，散射率愈大。 当漆膜中的颜料与聚合物的折光指数相同时，散射率为零。 （2）微粒大小： 粒子太大和太小都不能发生散射，每一种物体都有其最佳粒径。 如金红石TiO2的最佳直径在0.2m左右。（3）微粒在介质中的含量及介质厚度： 若不计吸收，有式： 散射率 I/I。= e-scl10. 提高漆膜光泽的方法有哪些？n / 改善涂料的流平性，使其有平整的反射面。n / 颜料体积浓度（PVC）不能高，粒子不能过细，比重不能过小。n 这样表层的颜料较少，不致于影响光洁度；n iii/ 各种组成的相容性要好。 防止发生析出等问题。n / 选择较高克分子折光度的聚合物。 n 如： 丙烯酸酯和苯乙烯共聚物光泽大于丙烯酸酯和乙酸乙烯酯共聚物。11. 解释物理消光和化学消光。/ 物理消光：加入消光剂，使涂料在成膜过程，表面产生凹凸不平，增加对光的散射和减少反射。/ 化学消光：在涂料中引入一些例如聚丙烯接枝物质类能吸收光线的结构或基团来获得低光泽。12. 解释颜色的三属性。1色相（色调）色相是彩色彼此相互区别的特性，物体的色相决定于光源的光谱组成和物体表面所反射（或透视）各波长辐射的比例对人眼所产生的感觉，色相体现了颜色在“质”方面的关系。如紫、蓝紫、蓝、蓝绿、绿、黄绿、黄、橙、红等便是色相。2彩度（饱和度） 彩度是在色相“质”的基础上所表现的彩色纯度。可见光的各种单色光越多，就越不饱和。3明度 明度是物体反射光的量度，一个明亮的彩色物体意味着它反射（或透过）了大部分投射在其上面的光。明度体现了颜色在“量”上的不同。13. 光的三元色和三辅色分别是什么？三元色: 通常将可见光分为红、绿、蓝三段： 400-500 nm 蓝光范围 500-600 nm 绿光范围 600-700 nm 红光范围三辅色： 白光除去蓝光，由红、绿光组合得黄光。 除去红光，由绿、蓝光组合得青光。 除去绿光，由红、蓝光组合得品光（红紫）。 黄、青、品称为三辅色。 多种颜色的光都可由三元色，三辅色光配合得到。14. 简述颜料分散的三个过程。颜料的分散有三个过程：润湿、分散和稳定。润湿是将颜料聚集体上原来吸附着的空气和潮气以漆料取代的过程。即由颜料/空气和水分的界面转换成颜料/漆料的界面。 润湿的效果和速度取决于颜料和漆料组成间的相互作用的程度，即颜料的表面性质（润湿张力）和漆料的表面张力差，即转换前后界面张力的下降程度。分散是研磨中将初级粒子从它的聚集体中分离开来的过程。 分散是依靠施加于研磨料上的剪切力或撞击力而获得的。颜料粒子的稳定主要通过两种方式：/ 电荷稳定 颗粒表面电荷引起的双电层的同性电荷相斥。/立体保护作用 颗粒表面吸附的聚合物所形成的空间屏蔽。15. 简述防止颜料沉降的方法。选择适宜的润湿分散剂 以保证分散后的颜料粒子表面有足够厚的吸附层，使带有吸附层的粒子能产生远程斥力，抵抗范德华引力的吸附作用，保持稳定的分散状态不产生凝聚。减小颜料粒子半径 在颜料研磨粉碎时，细度要尽可能的小，更重要的是如何确保制造好的涂料悬浮体处于稳定的分散状态，不产生凝聚、沉降。iii/使用触变剂或增稠剂 触变剂能赋予涂料一种结构粘性，这种结构粘性随着剪切速率的增加和时间的延长而降低，当除掉剪切速率后粘度又恢复了。16. 为什么聚合物浓度太高，颜料吸附层反而变薄？聚合物中一些低分子量的聚合物，因极性强更易吸附在颜料表面，当聚合物浓度低时，低分子量部分不足以完全占有颜料表面，还有高分子量聚合物吸附的余地，因而颜料的吸附层仍有一定厚度，但当聚合物浓度高时，低分子量聚合物有足够的量去占领颜料表面，因而吸附层反而变薄。17. 什么是应力和应变？应变：当材料受到外力作用，而所处的条件使它不能产生惯性移动时，它的几何形状和尺寸将发生变化，这种变化就称为应变。应力：材料发生宏观的变形时，其内部分子间以及分子内各原子间的相对位置和距离就要发生变化，由于原子和分子偏离原来的平衡位置，于是产生了原子和分子间的回复内力，它抵抗着外力，并倾向恢复到变化前的状态，达到平衡时，回复内力与外力大小相等，方向相反。定义单位面积上的回复内力为应力。18. 各向同性的材料发生变形的三种基本类型是什么？拉伸、剪切、压缩19. 解释弹性模量。对于理想的弹性固体，应力与应变关系服从虎克定律，即应力与应变成正比，比例常数称为弹性模量。弹性模量是材料发生单位应变时的应力，它表征材料抵抗变形能力的大小，模量愈大，愈不容易变形，表示材料刚度愈大。20. 解释强迫高弹形变和脆化温度。玻璃态高聚物在大外力的作用下发生的大形变，其本质与橡胶的高弹形变一样，但表现的形式却有差别，除去外力，试样的大形变不能完全回复，除非将试样升温到Tg以上。为了与普通的高弹形变区别开来，通常称为强迫高弹形变。并不是任何温度下都能发生强迫高弹形变，存在一个特征的温度Tb，只要温度低于Tb，玻璃态高聚物就不能发展强迫高弹形变，而必定发生脆性断裂，因而这个温度称为脆化温度。 21. 解释粘弹性和力学松弛。而高分子材料的形变性质是与时间有关的，这种关系介于理想弹性体和理想粘性体之间，因此高分子材料常被称为粘弹性材料。粘弹性是高分子材料的一个主要特性。高聚物的力学性质随时间的变化统称为力学松弛，根据高分子材料受到外部作用的情况不同，可以观察到不同类型的力学松弛现象，有蠕变、应力松弛、滞后等。22. 简述蠕变过程中的三种形变。（1）普弹形变：分子链内部键长和键角的变化，这种形变量是很小的；（2）高弹形变：分子链通过链段运动逐渐伸展的过程，形变量比普弹形变要大得多。（3）粘性流动：分子间没有化学交联的线形高聚物，则还会产生分子间的相对滑移。 普弹形度和高弹形变为可逆形变，粘性流动为不可逆形变。23. 滞后现象的原因是什么？由于链段在运动时要受到内摩擦力的作用，当外力变化时，链段的运动还跟不上外力的变化。24. 简述内耗与高聚物结构的关系。（1）柔性分子滞后大，刚性分子滞后小；（2）聚合物分子如有较大或极性的取代基时，因为这些基团可增加运动时的内摩擦，便会有较大的内耗。25. 简述内耗与频率的关系。频率很低时，高分子的链段运动完全跟得上外力的变化，内耗很小，高聚物表现出橡胶的高弹性； 在频率很高时，链段运动完全跟不上外力的变化，内耗也很小，高聚物显得刚性，表现出玻璃态的力学性质； 在中间频率，链段运动跟不上外力的变化，内耗在一定的频率范围将出现一个极大值，这个区域中材料的粘弹性表现得很明显。 26. 漆膜的展性如何衡量？将Tg和Tb之差除以Tg所得之值q作为展性高低的衡量： 在漆膜处于 温度区间时，可经受加工成型时的各种考验，即漆膜可同步延展而不损伤。 可见， 和q这两个数值越大，对时温限制越稳定宽松。 27 漆膜的耐磨性与哪些因素有关？1.断裂功 断裂功可以由应力-应变曲线所包围的面积来衡量，可以用断裂功表示涂料的耐磨性大小。2.氢键 聚氨酯涂料的耐磨性最好，由于氢键的作用，当应力较高时，氢键断裂吸收能量，从而保护了共价键。一旦外力除去，又重新形成新的氢键。3.摩擦系数 涂料中入石蜡或含氟表面活性剂可以降低表面张力，从而降低摩擦系数，增加耐摩擦性。4.接触面积 降低接触面积也可提高漆膜的耐摩擦性。 如在涂料中大颗粒的情性颜料粒子可增加耐摩擦性，原因可能是减少了漆膜的接触面积。28漆膜与基材之间通过哪些作用产生粘附？漆膜与基材之间可通过机械结合、物理吸附，形成氢键和化学键，互相扩散等作用接合在一起，由于这些作用产生的粘附力，决定了漆膜与基材间的附着力。1.机械结合力 任何基材，从微观来看都是毛糙的，有孔、缝、隙可使涂料渗入，在涂料固化后可形成机械的锚合。 2.吸附作用（物理） 高聚物深层的大分子与被涂覆物分子间能产生范