高分子界面化学6

1、 聚合物表面改性的目的是改善可润湿性和可粘合性，提高粘合强度。聚合物表面改性的目的是改善可润湿性和可粘合性，提高粘合强度。也叫界面反应，具有更广泛的意义和实用性。也叫界面反应，具有更广泛的意义和实用性。界面反应：界面反应：固体聚合物和液相或气相物质在界面上的作用。这种作用主固体聚合物和液相或气相物质在界面上的作用。这种作用主要是化学反应，也有物理作用。要是化学反应，也有物理作用。在聚合物上进行界面反应的目的在聚合物上进行界面反应的目的： 除去界面上的污染物、氧化物和可能引起产生除去界面上的污染物、氧化物和可能引起产生弱边界层弱边界层的物质；的物质； 在界面上生成希望带有的各种基团在界面上生成希

2、望带有的各种基团 在界面上进行接枝反应，生成和聚合物本体性质完全不同的在界面上进行接枝反应，生成和聚合物本体性质完全不同的新界面层新界面层 赋予界面能与其它物质相结合的偶联媒体赋予界面能与其它物质相结合的偶联媒体 使界面的使界面的物理形态物理形态（结晶形态、表面的几何性质）发生变化（结晶形态、表面的几何性质）发生变化 改进界面的表面能、表面张力、润湿性等改进界面的表面能、表面张力、润湿性等火焰反应火焰反应用可燃气体的热氧化焰对聚合物界面进行瞬时高温燃烧，可使界面用可燃气体的热氧化焰对聚合物界面进行瞬时高温燃烧，可使界面发生氧化反应而起到对界面改性的效果。发生氧化反应而起到对界面改性的效果。为避

3、免工作表面受高温而发生形变、软化甚至熔融，燃烧时间要控为避免工作表面受高温而发生形变、软化甚至熔融，燃烧时间要控制极短。制极短。 可燃气体：煤气、天然气可燃气体：煤气、天然气 热氧化焰温度：热氧化焰温度：1000 - 2700 燃烧反应暴露时间：燃烧反应暴露时间：0.1- 0.0005 s原理：原理：火焰中含有处于激发态的火焰中含有处于激发态的O、NO、OH、NH、CN等，这些自由基能从高聚物表面把氢等，这些自由基能从高聚物表面把氢抽取出来，然后按自由基机理进行表面氧化。抽取出来，然后按自由基机理进行表面氧化。界面由非极性界面由非极性 极性极性 低能表面低能表面 高能表面高能表面热空气反应热空

4、气反应如聚乙烯暴露于热空气（如聚乙烯暴露于热空气（ 500 )中，可获得可润湿性和可粘合中，可获得可润湿性和可粘合性。红外光谱分析表明，被处理的表面引入了羰基性。红外光谱分析表明，被处理的表面引入了羰基熔融挤出法得到的聚乙烯（熔融温度熔融挤出法得到的聚乙烯（熔融温度280 300 ）已被氧化，并）已被氧化，并引入了羰基、羧基和胺基等引入了羰基、羧基和胺基等 用加热了的空气与聚合物界面接触进行反应。适用于聚乙烯、聚用加热了的空气与聚合物界面接触进行反应。适用于聚乙烯、聚丙烯，可改善润湿性与粘合性。丙烯，可改善润湿性与粘合性。 润湿性改善的原因是由于引入了表面极性基团润湿性改善的原因是由于引入了表

5、面极性基团 反应温度低（几百度），处理时间较长，易使材料某些性能发生反应温度低（几百度），处理时间较长，易使材料某些性能发生不必要的变化。不必要的变化。与酸反应与酸反应酸反应作用：酸反应作用： 酸蚀酸蚀 除去弱边界层除去弱边界层 增加粗糙度增加粗糙度 氧化作用，生成带有极性的氧化基团。氧化作用，生成带有极性的氧化基团。常用处理液：常用处理液：H2SO4-Na2Cr2O7，HCl，HNO3，王水等。，王水等。 等离子体是一种全部或部分电离了的气体状态物质，含有原子、等离子体是一种全部或部分电离了的气体状态物质，含有原子、分子、离子亚稳态和激发态，并且电子、正离子与负离子含量大致分子、离子亚稳态和

6、激发态，并且电子、正离子与负离子含量大致相等。因其组成及特性与普通气体不同，故称物质的第四态。相等。因其组成及特性与普通气体不同，故称物质的第四态。（含有离子、电子、自由基、激发的分子和原子的电离气体）（含有离子、电子、自由基、激发的分子和原子的电离气体）产生源：产生源： 自然界中日光、雷电、极光、日冕等都可产生等离子体自然界中日光、雷电、极光、日冕等都可产生等离子体 实验室和工程上主要通过电学方法放电、燃烧、高实验室和工程上主要通过电学方法放电、燃烧、高 频电磁振荡、射频或微波发生器、高压电源得到。频电磁振荡、射频或微波发生器、高压电源得到。高温等离子体：高温等离子体：由大气电弧、电火花和火

7、焰产生，由大气电弧、电火花和火焰产生，粒子温度达几千度。粒子温度达几千度。低温等离子体：低温等离子体：由高频电磁振荡产生辉光放电。由高频电磁振荡产生辉光放电。气态离子、分子温度和气态离子、分子温度和 环境温度相同，环境温度相同，102K，电子温度高，电子温度高，104-105K，是高分子是高分子 合成、界面反应的等离子源。合成、界面反应的等离子源。混合等离子体：混合等离子体：电晕放电、臭氧发生器产生，电晕放电、臭氧发生器产生，气体温度略高于环境温度。气体温度略高于环境温度。产生过程：空气中极少数离子或电子在高频高压电场中被加速产生过程：空气中极少数离子或电子在高频高压电场中被加速而得到较大动能

8、，能量足够大的可使其碰到的分子电离而产生新而得到较大动能，能量足够大的可使其碰到的分子电离而产生新的自由离子、电子、自由基等粒子，其中荷电粒子又被继续加的自由离子、电子、自由基等粒子，其中荷电粒子又被继续加 速，再碰撞其它分子使其电离，此过程循环往复而得等离子体。速，再碰撞其它分子使其电离，此过程循环往复而得等离子体。等离子体中的粒子类型较多，而且各种粒子的性能也不一样，等离子体中的粒子类型较多，而且各种粒子的性能也不一样，但研究证明对材料表面起反应的主要是电子，其次是亚稳态粒子但研究证明对材料表面起反应的主要是电子，其次是亚稳态粒子等。等。等离子体撞击材料表面时，将自身能量传递给材料表层分子

9、，等离子体撞击材料表面时，将自身能量传递给材料表层分子，引起表层刻蚀，使表面吸附的气体或其它物质的分子发生解吸；引起表层刻蚀，使表面吸附的气体或其它物质的分子发生解吸；一些离子可贯穿材料内部，贯穿深度为：一些离子可贯穿材料内部，贯穿深度为：5-50nm，材料内部分子，材料内部分子受撞击后，引起电子层受激发生电子跃迁，引起溅射和辐射，浅受撞击后，引起电子层受激发生电子跃迁，引起溅射和辐射，浅表层的电子也可能逃逸到材料表面上的空间。表层的电子也可能逃逸到材料表面上的空间。等离子体粒子能量一般约几个到几十个电子伏特等离子体粒子能量一般约几个到几十个电子伏特电子能量：电子能量：0-20 ev离子能量：

10、离子能量：0-2 ev亚稳态粒子：亚稳态粒子：0-20 ev紫外光紫外光/可见光：可见光：3-40 ev聚合物中常见化学键键能聚合物中常见化学键键能C-H 4.3 ev C=C 6.1evC-N 2.9 ev CC 8.4evC-Cl 3.4ev C-F 4.4 evC=O 8.0 ev C-C 3.4 ev由此可见，等离子体中绝大部分粒子的能量均略由此可见，等离子体中绝大部分粒子的能量均略高于聚合物化学键能，表明等离子体完全有足够高于聚合物化学键能，表明等离子体完全有足够的能量引起聚合物内各种化学键发生断裂或重新的能量引起聚合物内各种化学键发生断裂或重新组合，组合，表现在大分子分解，材料表面

11、和外来的气表现在大分子分解，材料表面和外来的气体、单体在等离子体作用下发生反应。体、单体在等离子体作用下发生反应。等离子体反应特点：等离子体反应特点： 能量低，只有几十电子伏特能量低，只有几十电子伏特 作用强度高、穿透力小作用强度高、穿透力小 反应温度低反应温度低 不污染环境不污染环境非反应型等离子体技术非反应型等离子体技术H2、惰性气体等离子体和高分子材料接触，理论上不参与表面的任何反应，、惰性气体等离子体和高分子材料接触，理论上不参与表面的任何反应，只是把能量转移给表层分子，使之活化生成链自由基，自由基又进行相互只是把能量转移给表层分子，使之活化生成链自由基，自由基又进行相互反应生成表面交

12、联层。又称反应生成表面交联层。又称 CASIG(Cross-linking by Activated Species of Inert Gasses) 技术，即活化惰气交联法。技术，即活化惰气交联法。2 + A 2 ( ) + A + H2 + A H H 聚合物聚合物分子链分子链活化的惰性活化的惰性气体分子气体分子惰性气惰性气体分子体分子活化生成活化生成自由基自由基脱氢，大分子交脱氢，大分子交联，弱边界层强联，弱边界层强化，粘合性提高化，粘合性提高反应型等离子体技术反应型等离子体技术等离子体参与表面的化学反应，表面的化学组成发生相应变化。等离子体参与表面的化学反应，表面的化学组成发生相应变化

13、。氧等离子体是这一类型的代表，对表面起氧化作用，在高分子氧等离子体是这一类型的代表，对表面起氧化作用，在高分子材料表面引入大量含氧基团。材料表面引入大量含氧基团。等离子体流等离子体流高速高流量气体（高速高流量气体（N2、CO2、空气等）通过等离子场形成等离子、空气等）通过等离子场形成等离子射流（射流（0.1s）冲击表面，可使）冲击表面，可使PE、PP、PTFE等粘合强度高等粘合强度高10倍。倍。 等离子体产生于简单的气体（如等离子体产生于简单的气体（如Ar、N2、H2、O2等），主要的改性作用有：等），主要的改性作用有： 依赖于处理的条件、反应器的设计，这四个作用可依赖于处理的条件、反应器的设

14、计，这四个作用可同时发生，一种或其中几种会起主导作用，可改善高同时发生，一种或其中几种会起主导作用，可改善高分子材料多方面性能。分子材料多方面性能。 蚀刻蚀刻 聚合物分子降解聚合物分子降解 邻近表面分子的交联或接枝邻近表面分子的交联或接枝 新官能团的引入新官能团的引入包括：包括： 改善润湿性改善润湿性由于等离子体作用，使材料表面发生自由基反应并引入了含氧极性由于等离子体作用，使材料表面发生自由基反应并引入了含氧极性基团，使表面润湿性得到改善。基团，使表面润湿性得到改善。 提高粘合强度提高粘合强度 改善膜的渗透性改善膜的渗透性 提高材料的光学性、染色性提高材料的光学性、染色性 改善材料的生物相容

15、性改善材料的生物相容性还可改善材料的透明性、耐摩擦、磨损、耐腐蚀、耐刮痕性等，赋还可改善材料的透明性、耐摩擦、磨损、耐腐蚀、耐刮痕性等，赋予吸附性、药物缓释性、阻燃性、光电导性等功能。予吸附性、药物缓释性、阻燃性、光电导性等功能。 处理效果的退化效应处理效果的退化效应 等离子体技术在聚合物改性中的应用包括以下几个方面：等离子体技术在聚合物改性中的应用包括以下几个方面： 等离子体表面聚合是对有机气态单体等离子化，使其产生各类基团，等离子体表面聚合是对有机气态单体等离子化，使其产生各类基团，这些活性基团之间及活性基团与单体间进行加成反应而形成聚合物膜。这些活性基团之间及活性基团与单体间进行加成反应

16、而形成聚合物膜。这些基团具有很高的化学活性，可参加各种反应，除直接聚合外，还可这些基团具有很高的化学活性，可参加各种反应，除直接聚合外，还可发生枝化或交联反应，形成高度交联的网状结构聚合膜，具有优良的耐发生枝化或交联反应，形成高度交联的网状结构聚合膜，具有优良的耐药品性、耐热性和机械性能。由于等离子体聚合的基元反应很复杂，生药品性、耐热性和机械性能。由于等离子体聚合的基元反应很复杂，生成的聚合物又是三维网状结构，很难进行剖析，所以等离子体聚合的基成的聚合物又是三维网状结构，很难进行剖析，所以等离子体聚合的基元反应很复杂，至今尚不能用简单的反应式来描述。元反应很复杂，至今尚不能用简单的反应式来描

17、述。但其聚合方法简便，但其聚合方法简便，聚合所用原料超出一般聚合对单体要求的限制，聚合物性能和常规聚合聚合所用原料超出一般聚合对单体要求的限制，聚合物性能和常规聚合产物不同，利用等离子体聚合可能合成出许多性能优异的全新聚合物，产物不同，利用等离子体聚合可能合成出许多性能优异的全新聚合物，具有很诱人的前景。具有很诱人的前景。等离子体表面处理主要是用非聚合性的气体（如等离子体表面处理主要是用非聚合性的气体（如Ar、N2、H2、O2等）等）产生的等离子体对聚合物表面进行处理，可改变表面性质，提高粘合产生的等离子体对聚合物表面进行处理，可改变表面性质，提高粘合能力。能力。 如如PTFE是典型的惰性材料

18、，常采用湿法表面处理是用一些含有金是典型的惰性材料，常采用湿法表面处理是用一些含有金属钠的化学物质处理以提高粘接性，需大量水，并产生大量废液，且属钠的化学物质处理以提高粘接性，需大量水，并产生大量废液，且表面易变黑。采用表面易变黑。采用等离子体表面改性技术具有作用效率高、清洁、环等离子体表面改性技术具有作用效率高、清洁、环境友好等特点境友好等特点。 在粉末涂料的制备中，利用等离子体处理聚合物粉末可消除静电，在粉末涂料的制备中，利用等离子体处理聚合物粉末可消除静电，而传统的添加抗静电剂的方法较昂贵，且对环境产生污染。而传统的添加抗静电剂的方法较昂贵，且对环境产生污染。等离子体接枝聚合是利用高分子

19、基体材料经等离子体表面处理后等离子体接枝聚合是利用高分子基体材料经等离子体表面处理后获得的活性自由基团，引发单体与基体表面进行接枝聚合反应，获得的活性自由基团，引发单体与基体表面进行接枝聚合反应，可获得表面具有特殊功能的高分子材料。可获得表面具有特殊功能的高分子材料。 对不相容体系或其中的某一组分进行等离子体处理，可改善共对不相容体系或其中的某一组分进行等离子体处理，可改善共混体系的相容性，提高聚合物混体系的相容性，提高聚合物/聚合物、聚合物聚合物、聚合物/填料间的界面相填料间的界面相互作用，制得高性能材料。互作用，制得高性能材料。紫外线照射反应紫外线照射反应利用紫外光线或室外太阳光线经较长时

20、间照射聚烯烃表面，可引起氧化利用紫外光线或室外太阳光线经较长时间照射聚烯烃表面，可引起氧化反应，临界表面张力增高，粘合性能改善。但反应，临界表面张力增高，粘合性能改善。但能量低，需很长时间才有能量低，需很长时间才有效果效果，需考虑用辅助办法加速反应。，需考虑用辅助办法加速反应。如表面如表面加光敏化剂加光敏化剂处理，再用紫外线照射，则可以加速照射反应，提高处理，再用紫外线照射，则可以加速照射反应，提高效果，缩短照射时间。光敏化剂如：三氯乙烯，二苯酮等。效果，缩短照射时间。光敏化剂如：三氯乙烯，二苯酮等。其它射线反应其它射线反应聚烯烃还可用聚烯烃还可用 -射线、电子束、可见光及射线、电子束、可见光

21、及 射线等进行表面反应，提高射线等进行表面反应，提高润湿性、粘合性和印刷适应性的效果。润湿性、粘合性和印刷适应性的效果。在非极性高分子上接枝极性基团，提高粘合强度在非极性高分子上接枝极性基团，提高粘合强度（1）表面化学接枝反应）表面化学接枝反应只限于在固体高分子材料表面发生接枝反应，材料本体部分仍保持原状只限于在固体高分子材料表面发生接枝反应，材料本体部分仍保持原状不参与反应。接枝改性的材料是固体，想要接枝上去的单体是气相或液不参与反应。接枝改性的材料是固体，想要接枝上去的单体是气相或液相，是相，是非均相反应。非均相反应。按自由基生成机理，有以下反应方法：按自由基生成机理，有以下反应方法： 单

22、体与固体高分子材料共存，通过化学或物理方法使高分子材料表面单体与固体高分子材料共存，通过化学或物理方法使高分子材料表面活化，再与单体反应生成表面接枝共聚物。活化，再与单体反应生成表面接枝共聚物。 将高分子材料先进行活化（如射线照射、过氧化物反应），表面生成将高分子材料先进行活化（如射线照射、过氧化物反应），表面生成自由基，再与气相或液相单体直接接触反应。自由基，再与气相或液相单体直接接触反应。（2）辐射接枝）辐射接枝利用放射线对高分子材料表面的反应实现表面接枝。利用放射线对高分子材料表面的反应实现表面接枝。原理：原理：辐射引起表面大分子链降解生成自由基，而参与接枝的单体同时辐射引起表面大分子链

23、降解生成自由基，而参与接枝的单体同时受辐射引发，与大分子链上自由基发生接枝反应。受辐射引发，与大分子链上自由基发生接枝反应。放射线源：放射线源： 射线（射线（CO60, CS137)、 射线射线 (Kr85)、 射线射线 (PO210)以及由加速器产生的以及由加速器产生的X射线和电子束等射线和电子束等特点：特点： 不需催化剂、引发剂不需催化剂、引发剂 可在常温下反应可在常温下反应 后处理简单后处理简单 无污染无污染 除辐射源外，不需特殊设备，是一种很好的表面改性技术除辐射源外，不需特殊设备，是一种很好的表面改性技术（3）紫外线表面接枝）紫外线表面接枝紫外线照射引发聚合物产生自由基，再与单体接触

24、紫外线照射引发聚合物产生自由基，再与单体接触即可产生聚合反应。即可产生聚合反应。（4）放电接枝）放电接枝高频电场产生辉光放电生成自由基，可使丙烯酸接高频电场产生辉光放电生成自由基，可使丙烯酸接枝枝PE 绝大多数聚合物表面，均可用溶剂脱脂、溶胀。绝大多数聚合物表面，均可用溶剂脱脂、溶胀。 除去聚合物表面由低分子量成分、低分子助剂、加工助除去聚合物表面由低分子量成分、低分子助剂、加工助 剂、杂质等形成的弱边界层剂、杂质等形成的弱边界层 使表面非晶区部分溶胀，如采用三氯乙烯、过氯乙烯、甲使表面非晶区部分溶胀，如采用三氯乙烯、过氯乙烯、甲 苯热溶剂或蒸气处理极短时间，约苯热溶剂或蒸气处理极短时间，约1

25、5秒秒缺点：缺点： 模制品易变形模制品易变形 处理的表面不牢处理的表面不牢 溶剂有毒性溶剂有毒性机理机理聚合物熔体在高能金属表面上接触成型时，发生润湿铺展，当温度降低，熔体经冷却聚合物熔体在高能金属表面上接触成型时，发生润湿铺展，当温度降低，熔体经冷却结晶，大量成核于界面上生成变晶区。在金属氧化物表面上，可生成大量晶核，从晶结晶，大量成核于界面上生成变晶区。在金属氧化物表面上，可生成大量晶核，从晶核又可沿一个主要方向生成球晶，因为在侧面存在与其相邻接的球晶，会相互防碍生核又可沿一个主要方向生成球晶，因为在侧面存在与其相邻接的球晶，会相互防碍生长，因此只能生成很窄的呈发散球晶扇形体（棒状球晶），

26、在界面上构成串晶型晶变长，因此只能生成很窄的呈发散球晶扇形体（棒状球晶），在界面上构成串晶型晶变体。体。过程过程 聚合物熔体在高能表面上接触聚合物熔体在高能表面上接触 冷却冷却 成核成核 结晶结晶作用作用 高能表面对高分子熔体起成核作用、结晶作用，排除了从界面到熔高能表面对高分子熔体起成核作用、结晶作用，排除了从界面到熔 体内部的弱边界层的形成，使聚合物粘合性质得到提高。体内部的弱边界层的形成，使聚合物粘合性质得到提高。高能表面高能表面 成核相成核相高分子熔体高分子熔体 结晶相结晶相除去薄层方法除去薄层方法剥离法：强制剥离会剥离法：强制剥离会 破坏聚合物表面晶变体，破坏聚合物表面晶变体， 粘合

27、强度降低粘合强度降低酸溶解金属：聚合物膜可保持良好的界面状态，酸溶解金属：聚合物膜可保持良好的界面状态， 粘合性好粘合性好 高分子熔体高分子熔体/蒸气相接触，冷却硬化蒸气相接触，冷却硬化 界面上的蒸气相不起成核作用，成核作用不在熔体界面上的蒸气相不起成核作用，成核作用不在熔体-气相界面气相界面上，而在熔体内部成核。当熔体内部结晶时，界面上结晶作用上，而在熔体内部成核。当熔体内部结晶时，界面上结晶作用受到抑制。受到抑制。 高分子熔体高分子熔体/高能表面，高能表面为成核相，且高分子熔体有高能表面，高能表面为成核相，且高分子熔体有足够时间完成扩展，且和成核相密切接触，有效地利用高能表足够时间完成扩展

28、，且和成核相密切接触，有效地利用高能表面对高分子熔体起成核作用，并且优先产生成核作用。面对高分子熔体起成核作用，并且优先产生成核作用。偶联剂是一种同时具有能分别与无机物和有机物反应的两种性质不同偶联剂是一种同时具有能分别与无机物和有机物反应的两种性质不同官能团的低分子化合物。在粘合方面，能促进粘合剂和被粘物牢固地官能团的低分子化合物。在粘合方面，能促进粘合剂和被粘物牢固地粘接起来，粘合强度显著提高。还可提高耐久性、耐水性，可用于复粘接起来，粘合强度显著提高。还可提高耐久性、耐水性，可用于复合材料、增强塑料、共混物中。合材料、增强塑料、共混物中。种类：种类：硅烷偶联剂硅烷偶联剂钛酸酯偶联剂钛酸酯

29、偶联剂铬络合物偶联剂铬络合物偶联剂特点：特点： 粘度小，粘度小， LV 低，易铺展，渗透低，易铺展，渗透 含两种性质不同基团，可与不同材料亲和，形成化学键含两种性质不同基团，可与不同材料亲和，形成化学键 官能基不同，活性不同，对胶接性改善程度不同官能基不同，活性不同，对胶接性改善程度不同用机械磨削方法增加被粘物表面粗糙度，如：喷砂、喷丸、用机械磨削方法增加被粘物表面粗糙度，如：喷砂、喷丸、砂纸、砂布、砂轮等打磨。砂纸、砂布、砂轮等打磨。特点：特点： 增加表面真实面积增加表面真实面积 除去表面污染、氧化物除去表面污染、氧化物 不引起表面化学变化，但可能有砂粒嵌入。不引起表面化学变化，但可能有砂粒

30、嵌入。固体表面上进行高分子反应而形固体表面上进行高分子反应而形成偶合接枝高分子，制成成偶合接枝高分子，制成固体表面上固体表面上具有高分子支链的特殊产物。具有高分子支链的特殊产物。在固体表面上形成大分子共价键接枝有三种方式：在固体表面上形成大分子共价键接枝有三种方式： 表面基团对单体引发接枝表面基团对单体引发接枝 表面的乙烯基和乙烯基单体共聚表面的乙烯基和乙烯基单体共聚 活性高分子与固体表面活性基团的链终止反应活性高分子与固体表面活性基团的链终止反应大分子与固体表面成共价键接结构，可将溶液中无规线团大分子与固体表面成共价键接结构，可将溶液中无规线团分子与表面接枝大分子空间容纳要求作比较分子与表面

31、接枝大分子空间容纳要求作比较设溶液中大分子最大切面为设溶液中大分子最大切面为FL固体表面上接枝高分子切面固体表面上接枝高分子切面F0F0 / FL 就可得出大分子在表面上形状概念就可得出大分子在表面上形状概念 F0 / FL 0, 大分子在表面上呈毛刷状大分子在表面上呈毛刷状 F0 / FL =1, 大分子在溶液中与表面上形状完全相同大分子在溶液中与表面上形状完全相同3.2.1 接触角与润湿性能接触角与润湿性能3.2 3.2 氟聚物氟聚物/TATB/TATB复合材料的界面作用复合材料的界面作用LVSVSLVLSFig. 3-4 The equilibrium state of the liqu

32、id droplet on solid surfaceFig.3-3 Schematic illustration of wetting processG=SLSV0 SVSL=LVcos 粘合物对被粘物表面的润湿和铺展是粘合的前提。粘合物对被粘物表面的润湿和铺展是粘合的前提。Coupling agentBlankCA-1CA-2CA-3CA-4CA-5Contact angle ()56.6073.1885.6539.5559.3965.80Tab. 3-1 Contact angle of the BA solution of F2314/ coupling agent on TATB 经

33、偶联剂处理后的经偶联剂处理后的F2314与与TATB表面的接触角均小于表面的接触角均小于90，说明改性后的，说明改性后的F2314溶液均可以自发的润湿溶液均可以自发的润湿 TATB表面。表面。四川大学硕士学位论文答辩四川大学硕士学位论文答辩3.2.2 表面张力表面张力LV(1 + cos ) =Wac (3-6)由由Young氏方程及固液界面的粘合功氏方程及固液界面的粘合功Wa定义可得：定义可得： 其中，cSSV，称为铺展压，在固相为低表面能时 c0 。WaWSLd WSLp 2（LdSd）1/2 2（LpSp）1/2 (3-10)由由Fowkes及及Wu 等的理论：等的理论：TATB与粘结剂等固体的与粘结剂等固体的表面张力并不能直接测定表面张力并不能直接测定 cosH2O（2/H2O） (H2Odsd)1/2+( H2Opsp) 1/2 1 cosGly （2/Gly） (Glydsd)1/2 + ( Glypsp) 1/2 1SSpSd 为接触角，为接触角，d，p为表面张力及其分量为表面张力及其分量由以上二式可得：测试液水和甘油的L、Ld 、Lp值如表所示：Testing liquidL/mNm-1Ld/mNm-1Lp/mNm-1Water72.821.851.0Glycerol63.437.026