第三章 涂料中的流变学
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涂料中的流变学基础知识和应用流变学是描述物体在外力作用下产生流动和形变规律的科学。
一、简单配图交代以下三个基本概念“剪切应力”“剪切速率”“粘度”1、剪切应力是物体单位面积切线上受到的力2、剪切速率是物体层间移动快慢的表征举个栗子比如刷0.5mm厚的漆,涂刷时剪切速率的计算:3、粘度是流体内部阻碍其流动的程度大小公式上:粘度=剪切应力/剪切速率粘度的国际标准单位是帕斯卡.秒而涂料行业通用单位是泊(厘泊cP)换算一下:1Pa.S=1000cP二、下面根据这三个概念介绍流体的种类最常见的是牛顿流体(水,大部分有机溶剂等)特点是:剪切应力与剪切速率的关系呈直线正相关,在给定温度下流体粘度与剪切速率无关。
见下图非牛顿流体的粘度受剪切速率的影响假塑性(塑性)流体:粘度随剪切速率的增加而降低(称为剪切变稀)膨胀性流体:粘度随剪切速率的增加而升高(称为剪切变稠)触变性:剪切变稀,随着剪切时间延长粘度继续降低震凝性:剪切变稠,随着剪切时间延长粘度继续升高总结到下表三、涂料生产应用中的流变学运用涂料在生产施工的整个过程中,所受剪切情况大致如下1、涂料在生产制备阶段,颜填料的分散多在较高的剪切速率下进行。
较低的研磨粘度或分散速率导致涂料内部呈湍流状,颜填料分散不均匀容易导致颜料团聚,从而影响涂膜遮盖力光泽等性能。
2、在涂料储存过程中,剪切速率特别小。
此时颜填料及其他固体物质在重力的作用下一直下沉到容器底部,这个过程称为沉降。
涂料沉降发生在低剪切速率的情况下,所以提高低剪切速率下涂料的粘度对防止颜料沉淀至关重要。
——平衡颜填料粒径分布(采用小粒径代替大粒径)——尽量降低溶剂和表面活性剂的用量,因为他们会降低低剪切速率下的涂料粘度——选择合适增稠剂3、涂料施工中的沾漆与粘度的关系——中等剪切速率下的操作状态当涂料非常粘稠,静置在罐内时就结构化,这样的涂料难以涂装但是,涂料在罐中非常稀的话,会导致涂料再刷滚转移中滴落,施工时垂直表面容易流挂,辊涂时容易飞溅。
涂料化学习题及参考答案一、选择题(在下列各小题的备选答案中,请把你认为正确答案的题号填入题干的括号内。
每题1分,共20分)1、涂装是将涂料涂布到被涂物体的表面,经干燥成膜的工艺。
它包括涂装前 B 三个基本工序,包括 C ,确定良好的作业环境条件,进行质量、工艺管理和技术经济的分析等重要环节。
其中最关键的三要素是 A 。
A、涂料、涂装技术和涂装管理B、对被涂物表面的处理、涂布工艺和干燥C、选择适宜的涂料,设计合理的涂层系统2、助剂是涂料中的辅助组分,能对涂料或涂膜的某一特定方面的性能起改进作用。
助剂分A、B、C、D 等几类。
A、对涂料生产过程发生作用的助剂B、在涂料储存过程中起作用的助剂C、在涂料施工成膜过程中发生作用的助剂D、对涂料性能产生作用的助剂3、从涂料的角度看,A、C、D 聚合物作为成膜物是不合适的。
A、具有明显结晶作用的B、非晶态C、分子量太高的D、分子量分布太宽的4、涂料中漆膜触干,实干既是粘度大小的反映,也是自由体积大小的一种反映,因而也和T-Tg有关,它们的对应关系大致是:触干 A 、实干 C 、玻璃态 B 。
A、T-Tg≈55℃B、T-Tg≤0℃C、T-Tg≈25℃D、Tg≈T-100℃5、液体涂料(用于刷涂)的粘度为 C 。
A、0.001 Pa.sB、103Pa.sC、0.1~0.3 Pa.sD、约1 Pa.s6、自然干燥是最常见的涂膜干燥方式,它不需要外加能源和设备,特别 A 的涂装等。
A、适宜建筑装饰性涂料,室外的大面积构件B、希望节约时间,提高效率C、希望缩短操作过程和保养时间,减少占用场地D、在密闭的环境中,减少灰尘沾污涂膜7、加热干燥(或称烘干)是现代工业涂装中主要的涂膜干燥方式,特别是那些必须经加热才能成膜的涂料(如热熔成膜)更是如此。
加热干燥可A、B、C、D 。
A、提高涂层干燥速度,节约时间,提高效率B、缩短操作过程和保养时间,减少占用场地C、在密闭的环境中,减少灰尘沾污涂膜D、提高涂层的物理机械性能8、特种方式干燥,湿膜须受外加能量或其它条件(如A、B、C、D 等)才能形成干膜。