第九章高聚物的電光透氣性能

第九章高聚物的電光透氣性能第一頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第九章高聚物的電、光、透氣性能第一節(jié)靜電現(xiàn)象1）靜電的產(chǎn)生(1)接觸起電;(2)摩擦起電第二頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第九章高聚物的電、光、透氣性能第一節(jié)靜電現(xiàn)象2）靜電的消散(1)表面?zhèn)鲗?dǎo)(2)內(nèi)部傳導(dǎo)(3)向空氣放電(4)從空氣吸附相反離子第三頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第九章高聚物的電、光、透氣性能第一節(jié)靜電現(xiàn)象3)靜電的解決方法(1)接地(2)加入導(dǎo)電物質(zhì)以降低材料的體積電阻率值(3)添加抗靜電劑(4)空氣加濕或電離化(5)制品表面離子化(6)相互抵消第四頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第九章高聚物的電、光、透氣性能第二節(jié)光學(xué)性能1)均相物質(zhì)的光吸收多數(shù)聚合物的化學(xué)鍵和基團(tuán)的光吸收波長(zhǎng)不在可見光譜內(nèi)，因此均質(zhì)聚合物，如非晶聚合物PMMA、PS、PC等及結(jié)晶度很低的PVC、PVA等是透明的。如聚合物分子中含有較多的容易極化的基團(tuán)，如芳環(huán)、共軛雙鍵和羰基等，吸收區(qū)可擴(kuò)大到可見光譜內(nèi)，從而顯示顏色。第五頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第九章高聚物的電、光、透氣性能第二節(jié)光學(xué)性能2)非均相物質(zhì)的光吸收結(jié)晶聚合物的分散相晶體粒子是透明的，當(dāng)其尺寸大于可見光的波長(zhǎng)，同時(shí)其折光指數(shù)與聚合物非晶區(qū)連續(xù)相相差較大時(shí)，照射的光現(xiàn)在晶體粒子界面上發(fā)生散射形成光霧成乳濁狀，而不完全透明。填充聚合物的分散相填充粒子本身不透明，粒子尺寸大于可見光的波長(zhǎng)時(shí)，填充粒子達(dá)到一定填充量后，既不透光又不發(fā)生衍射，所以不透明。第六頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第九章高聚物的電、光、透氣性能第二節(jié)光學(xué)性能3)提高聚合物制品透明性的方法采用不結(jié)晶或很難結(jié)晶而且性能較優(yōu)良的均聚合物，例如PC、PMMA、PS、PVC等樹脂制造透明塑料制件。采用難結(jié)晶的共聚物代替均聚物，例如加入少量環(huán)己撐二甲醇的共聚PET樹脂不結(jié)晶，制造透明的飲料瓶。對(duì)PP等結(jié)晶性塑料采用快冷卻或加入成核劑的方法來降低其結(jié)晶度和減小晶粒尺寸，可以減小霧度和大大提高制品透明性。第七頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第九章高聚物的電、光、透氣性能第二節(jié)光學(xué)性能使聚合物中不含或盡量少含F(xiàn)e、Mn、Cu等重金屬離子，避免使用不溶性的固體填料，穩(wěn)定劑和顏料等。部分混溶的高分子兩相體系當(dāng)分散相發(fā)生明顯相分離時(shí)透明度明顯下降，提高其透明性的方法有：使兩相的折光系數(shù)相近；減小分散相粒子尺寸，使光線發(fā)生衍射透過。拉伸取向（特別是雙軸取向）可以提高PP、PET等聚合物的透明性。使樹脂充分干燥，徹底去除其中的灰塵雜質(zhì)。模具表面高度拋光。采用適宜的模具結(jié)構(gòu)和加工工藝。3)提高聚合物制品透明性的方法第八頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四聚合物對(duì)光的反射第九章高聚物的電、光、透氣性能第二節(jié)光學(xué)性能聚合物表面反射（光澤性）的控制和應(yīng)用1）聚合物在進(jìn)行擠出或注射加工時(shí)，熔體流速過高或料溫過低會(huì)導(dǎo)致熔體破裂現(xiàn)象，使制品表面粗糙無光，光澤性變差。2）結(jié)晶聚合物如PE、PP、PA、PTFE等制品由于球晶粒子產(chǎn)生漫反射以及制品內(nèi)反射消失,光澤性較差。采取加入成核劑及快速冷卻等方法可以提高光澤性。3）拉伸有利于減少材料的表面裂縫及材料中的空穴和大球晶，因而取向(特別是雙軸取向）后的薄膜和片材的表面光澤性較好。第九頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第九章高聚物的電、光、透氣性能第二節(jié)光學(xué)性能4）聚合物中加入粉狀填料可以形成凹凸不平的表面和消除內(nèi)表面的反射，形成無光（消光）制品。5）橡膠增韌的塑料表面光澤性較差。6）珠光塑料制品。將兩種不相容的折光指數(shù)不同的透明塑料進(jìn)行共混可以制成具有美麗的珍珠光澤或金屬光澤的制品。7）塑料光纖。聚合物對(duì)光的反射聚合物表面反射（光澤性）的控制和應(yīng)用第十頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第九章高聚物的電、光、透氣性能第三節(jié)透氣性能聚合物的透氣機(jī)理和公式低分子氣體或液體透過聚合物薄膜分三步進(jìn)行：氣體或蒸汽在薄膜的一側(cè)表面溶解；在一定濃度下在薄膜內(nèi)溶解；最后從濃度低，即壓力低的另一側(cè)表面蒸發(fā)。前兩步的速度最慢，因此聚合物主要取決于氣體在聚合物中的溶解和擴(kuò)散速度。透氣的推動(dòng)力是聚合物薄膜兩邊氣體或液體的壓力差或濃度差。第十一頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第九章高聚物的電、光、透氣性能第三節(jié)透氣性能第十二頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第九章高聚物的電、光、透氣性能第三節(jié)透氣性能第十三頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第九章高聚物的電、光、透氣性能第三節(jié)透氣性能第十四頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第九章高聚物的電、光、透氣性能第三節(jié)透氣性能1)溶解過程根據(jù)Henry定律，在恒溫恒壓下達(dá)到溶解平衡時(shí)，一種氣體在溶液（溶解有氣體的聚合物）中的平衡濃度和該氣體的壓力成正比：c=sp氣體壓力越大及溶解系數(shù)越大時(shí)，聚合物溶解氣體的平衡濃度越大。第十五頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第九章高聚物的電、光、透氣性能第三節(jié)透氣性能2)擴(kuò)散過程在恒溫恒壓差下，氣體在薄膜內(nèi)的擴(kuò)散速率也恒定，擴(kuò)散過程服從Fick定律：dcJ=-Ddx當(dāng)厚度為l的聚合物薄膜兩邊的氣體達(dá)到擴(kuò)散平衡時(shí)，兩邊氣體的濃度c1、c2均恒定，得：D(c1-c2)J=l第十六頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第九章高聚物的電、光、透氣性能第三節(jié)透氣性能3)透氣性公式由于氣體的透過是上述兩個(gè)過程共同決定的，所以代入得到：J=DS(p1-p2)/l=P(p1-p2)/l透過系數(shù)P可以表示成：透壓氣體量(m3)╳薄膜厚度(m)P=薄膜面積(m2)╳時(shí)間(s)╳氣體壓差(Pa)第十七頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第九章高聚物的電、光、透氣性能第三節(jié)透氣性能4)多層薄膜當(dāng)一種氣體在平衡狀態(tài)下透過若干層材料時(shí)，各層材料所透過的氣體量相等。但各層推動(dòng)氣體透過的壓力差不一樣，其加和等于總壓力差。則：l0l1l2l3P0=P1+P2+P35)混合氣體混合氣體分別計(jì)算每種氣體透過量再進(jìn)行加和。第十八頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第九章高聚物的電、光、透氣性能第三節(jié)透氣性能影響透氣性的因素1）相溶性極性氣體容易溶于極性聚合物，非極性氣體易溶于非極性聚合物；若有機(jī)溶劑的蒸汽能使聚合物溶脹，則透過系數(shù)高。2）氣體分子大小對(duì)同一聚合物來說，氧氣透過系數(shù)高于氮?dú)?。直鏈烷烴透過系數(shù)高于支鏈。3）聚合物結(jié)構(gòu)當(dāng)聚合物的剛性、極性和對(duì)稱性以及結(jié)晶和交聯(lián)等因素增加時(shí)，會(huì)降低鏈段運(yùn)動(dòng)能力和增加堆砌密度，因而阻礙氣體分子的溶解和擴(kuò)散，降低透氣性。第十九頁，共二十一頁，編輯于2023年，星期四第九章高聚物的電、光、透氣性能第三節(jié)透氣性能4）增塑低分子增塑劑加入，透氣透濕性增加。5）聚合物兩相體系兩相體系的透氣性介于兩種均相物質(zhì)之間。6）溫度對(duì)永久性氣體，透過系數(shù)隨溫度增大；對(duì)可凝結(jié)性氣體，透過系數(shù)隨溫度變化很