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摘要：很多情況下，我們?cè)跍y(cè)涂層固化度的時(shí)候，在DSC圖譜中都能看到玻璃化溫度的身影，但是這兩個(gè)常用指標(biāo)之間有沒(méi)有必然聯(lián)系？在現(xiàn)有的文章中很難查到。本文針對(duì)這方面的關(guān)聯(lián)進(jìn)行了探討。
前言
隨著環(huán)保的壓力越來(lái)越大，汕漆涂料因?yàn)閂OC的問(wèn)題，再次被推在了涂料行業(yè)的風(fēng)口浪尖。粉末涂料應(yīng)當(dāng)借助這樣的機(jī)會(huì)爭(zhēng)取在市場(chǎng)重新洗牌的過(guò)程中占領(lǐng)越來(lái)越多的份額。需要市場(chǎng)人員的大力推廣。當(dāng)然也需要技術(shù)人員在這樣的形勢(shì)下，提高配方水平和研發(fā)實(shí)驗(yàn)的支持力度。需要技術(shù)人員引入更多的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)對(duì)涂料進(jìn)行綜合的衡量。
1、粉末涂料固化度
1.1 粉末涂料固化度的應(yīng)用
粉末涂料固化度是指粉末涂料中樹(shù)脂發(fā)生固化交聯(lián)反應(yīng)的程度，即樹(shù)脂基體中已發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的官能團(tuán)數(shù)目占可固化的官能團(tuán)總數(shù)的百分比。涉及到涂層性能問(wèn)題的時(shí)候，我們有很多時(shí)候想要知道涂層的固化度。通過(guò)查看涂層的固化度是否充分，排除固化度這一因素，逐一查找原因所在。例如：
一、在做耐候測(cè)試的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)耐候數(shù)據(jù)與預(yù)想的不一致，我們會(huì)分析是樹(shù)脂耐候不好還是涂層固化不充分？這時(shí)需要分析涂層固化度。
二、在做鹽霧測(cè)試的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)鹽霧性能與預(yù)想的不一致，我們會(huì)分析是樹(shù)脂耐鹽霧性能不好還是涂層固化不充分？這時(shí)需要分析涂層固化度。
三、客戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)涂層附著力不良，我們會(huì)分析是基材有油污或前處理不良或者還是涂層固化不充分？這時(shí)需要分析涂層固化度。
四、客戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)涂層彎曲性能不良，我們會(huì)分析是樹(shù)脂柔韌性不好還是涂層固化不充分？這時(shí)需要分析涂層固化度。
五、客戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)沖擊不良，我們會(huì)分析是樹(shù)脂柔韌性不好還是涂層固化不充分？這時(shí)需要分析涂層固化度。
1.2 固化度表示方法現(xiàn)狀
固化度是熱固性聚合物構(gòu)料一個(gè)很重要的參數(shù)，用DSC可以很方便地進(jìn)行測(cè)定，因?yàn)楣袒磻?yīng)一般都是放熱反應(yīng)。放熱的多少與樹(shù)脂官能度、參加反應(yīng)的官能團(tuán)的數(shù)量、固化劑的種類(lèi)及其用量等有關(guān).但是對(duì)于一個(gè)配方確定的樹(shù)脂體系，固化反應(yīng)熱是一定的。固化度儀公式如下圖：
式中H0是，自全全固化的樹(shù)脂體系進(jìn)行完全固化時(shí)所放出的總熱量(J/g)，HR是固化后剩余反應(yīng)熱(J/g)式的計(jì)算方法在研究樹(shù)脂體系貯存期方面比較方便。
2、固化度現(xiàn)行表示方法的缺點(diǎn)
從上面的定義中，我們可以看出，要測(cè)固化度需要有兩個(gè)數(shù)值，一個(gè)是粉的放熱量，另一個(gè)是涂層的放熱量。那么樣粉沒(méi)有了，怎么辦？或者是即便樣粉和涂層都有，實(shí)際情況卻是即使涂層固化很不充分，但大部分涂層通過(guò)DSC測(cè)試，也是沒(méi)有放熱量的。那么按照定義是不是涂層沒(méi)有放熱顯示就意味著涂層100％固化了呢？
如下測(cè)試結(jié)果，聚酯A標(biāo)準(zhǔn)固化條件為200℃/1Omin，我們分別對(duì)其進(jìn)行200℃/2min和200℃/5min烘烤，之后刮下涂層對(duì)涂層進(jìn)行放熱量測(cè)試。很顯然涂層并不能100％固化，但是200℃/2min烘烤的涂層卻并沒(méi)有預(yù)想中的放熱峰，只有200℃/2min才表現(xiàn)出了未充分固化的信號(hào)。所以通過(guò)測(cè)量涂層放熱量來(lái)判定涂層有沒(méi)有完全固化時(shí)，大部分都會(huì)都我們的評(píng)估產(chǎn)生誤導(dǎo)。如下圖（2）：
3、粉末涂料玻璃化溫度
3.1 玻璃化溫度的定義
粉末涂料另外一個(gè)常用指標(biāo)是玻璃化溫度。玻璃化溫度是指無(wú)定型聚合物從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài)的轉(zhuǎn)變溫度。是無(wú)定型聚合物大分子鏈段自由運(yùn)動(dòng)的最低溫度，在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度以下，高聚物處于玻璃態(tài)，分子鏈和鏈段都不能運(yùn)動(dòng)。簡(jiǎn)單通俗的來(lái)說(shuō)，超過(guò)玻璃化溫度，粉末涂料就會(huì)從不會(huì)粘連的狀態(tài)轉(zhuǎn)化為粘連的狀態(tài)。
4、固化度與玻璃化溫度
4.1 固化度與玻璃化溫度的關(guān)系
從本質(zhì)上，涂層有沒(méi)有充分固化，那么兩者的玻璃化溫度肯定是不同的。涂層固化度越高，那么交聯(lián)密度越高，則玻璃化溫度越高，直到完成100％固化時(shí)玻璃化溫度達(dá)到最高。
涂層固化度越低，則交聯(lián)密度越低，那么玻璃化溫度越低。0％的固化度則表示的是未發(fā)生任何交聯(lián)反應(yīng)的粉末的玻璃化溫度。從0％-100％固化過(guò)程中，粉末固化越來(lái)越充分，涂層的玻璃化溫度也越來(lái)越接近100％固化的玻璃化溫度。如下表（2）和圖（3）：
4.2 固化度與玻璃化溫度的關(guān)系公式
樣粉（即0％固化的涂層）的玻璃化溫度為T(mén)g2，一定固化條件下涂層的玻璃化溫度為T(mén)g3，涂層100％固化的玻璃化溫度為T(mén)g4，那么理論上涂層的固化度α是否可以表示為圖（4）：
例如：以本文中A聚酯體系在不同固化條件下玻璃化溫度的數(shù)值（圖5），根據(jù)計(jì)算公式，可以計(jì)算出聚酯A在200℃/2min，200℃/5min，200℃/1Omin的固化度α。如下表（4）：
一般我們認(rèn)為固化度α≥90％的涂層是固化充分的，否則認(rèn)為涂層沒(méi)有充分固化。所以200℃/1Omin時(shí)涂層固化是充分的，而200℃/2min，200℃/5min條件下則涂層固化不充分。
5、固化度與玻璃化溫度關(guān)系的進(jìn)一步探討
按照這種方式，如果能測(cè)出樣粉（即0％固化的涂層）的玻璃化溫度Tg2，一定固化條件下涂層的玻璃化溫度Tg3，100％固化的涂層玻璃化溫度Tg4，那么我們就可以通過(guò)計(jì)算得到涂層的固化度α。不過(guò)這一方法是否完全正確，我們查閱很多資料，并沒(méi)有找到相關(guān)解釋和說(shuō)明，這一點(diǎn)需要進(jìn)一步查找理論上的支撐。
