树脂表面张力研究与分析
液体的表面张力与液体的表面现象 在日常生活中，只要你稍加留意，就会观察到许多与液体表面张力有关的现象。如草叶上晶莹剔透的露珠，荷叶上滚动着的小水滴，玻璃板上的小水银滴等，它们为什么都是球形或近似球形？这就是因为液体表面张力的作用结果。当用细管吹出一个个五彩缤纷的肥皂泡时，在泡膜的表面上就布满了液体表面张力。用数学可以证明，在体积相同的各种形状的几何体中，球体的表面积最小。正是由于表面张力的作用，才会出现露珠、小水银滴等都收缩为球形的现象。 你若有机会观察护士给病人输液，你会看到在输液之前，护士总是要把输液管中的空气泡排除干净。不然的话，若让那些气泡混入人体血管中，在表面张力的作用下，气泡将会阻碍血液的正常流动。 下面就来分析一下液体的表面张力，以及液体表面现象发生的原因。 1 表面张力的成因、大小和方向 表面张力就是促使液体表面收缩的力。液体与气体的交界面（属于液体薄层），称为表面层。在表面层中，液体分子因受到液体内部分子的引力，而有一部分会被拉入液体内，致使表面层液体分子密度小于液内分子密度。表面层中液体分子的这种布局，使得液体表面层就像一张“绷紧”的橡皮膜，而具有收缩趋势。表面层一直处在具有收缩趋势的表面张力作用之下。 这里应指出，液体表面张力与橡皮膜张力在本质上是不同的。橡皮膜的分子间距会随着膜面积的增大而增大。而液体表面张力却不受面积变化的影响，当液体表面层面积增大时，液内分子会自动进入液面来补充，从而维持液面内分子间距不变。 可以用一个很简单的实验，来可说明表面张力的存在。取一段铜丝制成一个直径约 cm ～85的圆环，在环上跨系一根细红线（用红线易于观察） 。将环浸入洗洁精溶液再取出，环上蒙了一层液膜，这时用粉笔头轻触线一侧的液膜，原来自由弯曲的红线则立即被液膜拉向另一侧，成为一段张紧的弧线。实验表明，液体表面具有收缩到最小面积的趋势。同时它还表明，表面张力的方向垂直于任一周界线且与液面相切。 理论和实验表明，表面张力的大小，可用如下公式表示： ???==)(2)(双表面层单表面层L F L F αα 上式中，α称为表面张力系数。α与液体的种类、温度等因素有关。不同的液体，α不同；同一种液体，α随温度升高而减小。另外，α也与液体中的杂质有关。因此，当人体使用了某些药物后，血液或尿液的表面张力系数则会发生变化。 在生活中有许多与表面张力有关的现象。例如，对人来说，重力有时会造成很大的麻烦。人若不慎从高处落下，可能会被摔得不轻。而小昆虫一点也不害怕重力，它在落下时一点危险也没有。但表面张力对某些昆虫来说则有可能造成很大威胁，小昆虫有时最怕表面张力。当一个成人从浴池中站起时，他身上会带起厚约mm 2.0的一层水，这些水大约kg 5.0，不到人体重的%1，这对人来说不会感到有什么负担。即使是人的全身涂满了肥皂泡沫，其表面张力对人也不会产生任何威胁。而一只蚊子一旦被肥皂泡沫弄湿，它将很危险。这时蚊子将难逃表面张力“法网”。
水表面张力介绍 表面张力 表面张力，是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。通常，处于液体表面层的分子较为稀薄，其分子间距较大，液体分子之间的引力大于斥力，合力表现为平行于液体界面的引力。表面张力是物质的特性，其大小与温度和界面两相物质的性质有关。 1基本信息 多相体系中相之间存在着界面（interface）。习惯上人们仅将气-液，气-固界面称为表面(surface）。 表面张力，是液体表面层由于分子引力不均衡而产生的沿表面作用于任一界线上的张力。将水分散成雾滴，即扩大其表面，有许多内部水分子移到表面，就必须克服这种力对体系做功——表面功。显然这样的分散体系便储存着较多的表面能(surface energy）。 2相关数据 在293K下水的表面张力系数为72.75×10-3N·m-1，乙醇为22.32×10-3N·m-1，正丁醇为24.6×10-3N·m-1，而水-正丁醇（4.1‰）的界面张力为34×10-3N·m-1。 表面张力的测值通常有多种方法，实验室及教科书中，通常采用的测试方法为最大气泡压法。由于其器材易得，操作方法相对易于学生理解表面张力的原理，因而长期以来是教学的必备方法。 作为表面张力测试仪器的测试方法，通常有白金板法（du Nouy method)\白金环法（Wilhelmy plate method)\悬滴法\滴体积法\最大气泡压法等。 3测定方法 (1)表面张力法。表面张力测定法适合于离子表面活性剂和非离子表面活性剂临界胶束浓度的测定，无机离子的存在也不影响测定结果。在表面活性剂浓度较低时，随着浓度的增加，溶液的表面张力急剧下降，当到达临界胶束浓度时，表面张力的下降则很缓慢或停止。以表面张力对表面活性剂浓度的对数作图，曲线转折点相对应的浓度即为CMC。如果在表面活性剂中或溶液中含有少量长链醇、高级胺、脂肪酸等高表面活性的极性有机物时，溶液的表面张力-浓度对数曲线上的转折可能变得不明显，但出现一个最低值(图2—15)。这也是用以鉴别表面活性剂纯度的方法之一。 (2)电导法。本法仅适合于表面活性较强的离子表面活性剂CMC的测定，以表面活性剂溶液电导率或摩尔电导率对浓度或浓度的平方根作图，曲线的转折点即CMC。溶液中若含有无机离子时，方法的灵敏度大大下降。 (3)光散射法。光线通过表面活性剂溶液时，如果溶液中有胶束粒子存在，则一部分光线将被胶束粒子所散射，因此测定散射光强度即浊度可反映溶液中表面活性剂胶束形成。以溶液浊度对表面活性剂浓度作图，在到达CMC时，浊度将急剧上升，因此曲线转折点即为CMC。利用光散射法还可测定胶束大小(水合直径)，推测其缔合数等。但测定时应注意环境的洁净，避免灰尘的污染。 (4)染料法。一些有机染料在被胶团增溶时。其吸收光谱与未增溶时发生明显改变，例如频那氰醇溶液为紫红色，被表面活性剂增溶后成为蓝色。所以只要在大于CMC的表面活性剂
丙烯酸树脂生产异常现象技术分析及处理 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020
丙烯酸树脂生产异常现象技术分析及处理 摘要：丙烯酸树脂涂料在国民生产中具有重要的地位,在树脂的合成过程中因种种原因导致出现异常现象,是各树脂厂家感到棘手的实际问题。丙烯酸树脂生产中异常现象应急处理方案,对今后我国涂料用丙烯酸树脂的生产及指导意义十分重大和宝贵。 关键词：丙烯酸树脂;配方设计;实际生产;异常现象 0前言 丙烯酸涂料因具有优异的耐候性、颜色浅、保光保色性好、价格便宜、国内技术日趋成熟、原料(丙烯酸单体)等供应充足等优势,且其用途广泛,越来越被用户接受,因此其数量增加越来越多,品种越来越齐全,应用施工技术也逐渐成熟。近几年成为发展最迅速的涂料品种之一。由于丙烯酸涂料的生命力很强,发展趋势和前景非常喜人,因此,涂料行业包括树脂生产企业对该品种也越来越重视,生产厂家越来越多。但是,要想生产出好的丙烯酸涂料,首先必须保证生产出品质优良、适销对路的涂料用丙烯酸树脂。认真总结生产中的经验教训,特别是丙烯酸树脂生产中异常现象应急处理方案,对今后我国涂料用丙烯酸树脂的生产及指导意义是十分重大和宝贵的。下面就从理论和生产实践大量数据中加以总结,从丙烯酸树脂生产中涉及到的树脂液聚合反应机理、工艺配方设计、所用原材料(丙烯酸单体、溶剂、引发剂、助剂等)、生产设备及设计规划、计量仪器、生产操作、中控、质检、包装等多个环节加以剖析,尽可能地从原因上加以分析,提出解决问题的方案和措施,以确保生产中这些问题不再重复发生,避免给
水的表面张力 表面张力是一种特殊的力，它是液体（纯净液体、溶液）性质的一种表现．从微观上看，表面张力是因液体麦面薄层（约10-9米，并非几何面）内分子间的相互作用，它不同于液体内部分子间的相互作用，从而使液体表面层具有一种特殊性质．表面张力是分子力的一种宏观表现，在内聚力的作用下，表面层液体分子的移动总是尽量地使表面积减小．在液体表面形成一层弹性薄膜，这样便出现了表面张力．表面张力起源于分子引力，从其作用效果来看，它属一种拉力． 液体表面具有收缩趋势的微观解释 从力的角度分析：由于液体表面层分子显著地受到液体内部分子引力的作用（这其间也存在着分子斥力，只是分子引力占了优势）．表面层外气体或其它液体分子的作用很小．于是，表面层内分子受力上、下不均，所以表面层分子仅受到了一指向液体内部的合引力，这一引力导致了表面层分子有向液体内部运动的趋势，宏观上便表现出液体表面具有自动收缩的趋势． 从能量的角度分析：由于液体表面层内出现了一个指向液体内部、自液面而下逐渐增强的分子引力场．液体分子由液体内部进入分子引力场，需要外力做功，其分子势能将增大（类似重力场中举起重物），而液体分子由表面进入液体内部，其势能会减小（类似重力场中下落物体）．因任何物体的势能总有减小的倾向，以便使其稳定（势能最小原理），所以表面层的分子总想进入液体内部以获得“安稳”，从而使表面层分子的总势能尽可能减小．这一趋势宏观上使表面积趋于减小，即液面具有自动收缩的趋势． 表面张力和分子引力联系的解释 众所周知，表面张力及其形成和分子引力有着密切的关系．那么，与液面共面相切的宏观力——表面张力，和垂直液面指向液体内部的微观力——分子引力合力，二者的联系如何理解？ 如前所述，液体表面层的分子因受到指向液体内部的拉力——分子引力的作用．表面层分子总要尽可能地向液体内部钻．这样一来，宏观上整个液面就会处在一种张紧的状态，表面上出现张力，即和液体表面共面且相切的表面张力．分子引力、表面张力的联系可用下面的事例说明类比：一直位于水平面上的小车，通过一个定滑轮在垂直向下的拉力作用下，该车上便会有一沿水平方向的力．分子引力和表面张力的关系是：前者为因，后者为果 表面张力和温度的关系 表面张力一般随温度升高而减小，因为温度升高，分子热运动加剧，液体分子之间距离增大．相互吸引力将减小，所以表面张力要相应地减小．到达临界温度（物质以液态形态出现
丙烯酸树脂涂料化学工程与工艺一班） 摘要：介绍了丙烯酸树脂涂料的用途；简述了丙烯酸树脂改性方法，展望了丙烯酸树脂的发展前景。 关键词：丙烯酸树脂纳米材料杂化改性UV固化 1、前言 丙烯酸涂料是由丙烯酸树脂、溶剂和颜料、填料以及助剂组成。丙烯酸树脂是由甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸、苯乙烯等单体聚合而成，丙烯酸树脂具有色浅、透明度高、光亮丰满、涂膜坚韧、附着力强、耐腐蚀等特点，是常用的涂层材料。由于丙烯酸树脂在特定场合存在一定的缺陷，如硬度、抗污染性、耐溶剂性、机械性能不够好以及成本偏高等，限制了它的进一步应用，因此国内外学者进行大量深入研究，有众多改性方法[1]。2010 年国内丙烯酸及酯的产能分别达到117.9 万t/a、172.8 万t/a，我国已成为世界丙烯酸及酯的最大产国[2]，丙烯酸树脂及涂料产量也将居世界首位。 2、丙烯酸树脂涂料的用途 2.1 用于建筑涂料 如丙烯酸树脂建筑用乳胶漆，聚丙烯酸酯彩色涂料，防水涂料和外墙涂料。 聚丙烯酸酯彩色涂料的基料可用于制备清漆或者色漆，其制得的清漆或者色漆适合于内外墙装饰，具有色彩艳丽，耐水性，耐恶劣气候性强，漆膜柔韧，对环境无污染等特点。 2 ，2用于制备防腐涂料 水性铁红丙烯酸防锈漆，水性自交联丙烯酸防腐涂料，耐酸雨有机硅改性丙烯酸涂料，水性聚氨酯改性丙烯酸木器涂料。 水性铁红丙烯酸防锈漆是自干型涂料，其性能优于红丹酚醛防锈漆和红丹醇酸防锈漆。该漆具有优良的耐盐水性，耐腐蚀性，漆膜附着力强，坚韧牢固，可与各类面漆配套使用，且无毒害，不燃不爆，对坏，境污染少，便于储藏运算和施工涂料。该涂料主要应用于大型机械车辆船舶与小型仪器仪表的涂装。 2，3 用于导电功能丙烯酸涂料 丙烯酸--石墨导电涂料，丙烯酸—聚苯胺防腐导电涂料，塑料制品用丙烯酸防静电涂料 丙烯酸—石墨导电性涂料具有良好的导电性，对陶瓷表面具有良好的附着力，其优点在于不污染环境价格低廉，主要用于电磁屏蔽的涂覆。 ,2，4 光学涂料
三、温度和压力对表面张力的影响 可以从两个方面解释温度对表面张力的影响。一是温度对液体分子间相互作用力的影响。随着温度升高，分子热运动加剧，动能增加，分子间引力减弱，从而使得液体分子由内部到表面所需的能量减少。二是温度变化对表面两侧的体相密度的影响。温度升高，与表面层相邻的两体相的密度差变小，故表面张力减少。此二因素在宏观上均表现为温度升高表面张力下降。表12-1列出一些纯液体在不同温度下的表面格力温度系数值。 表示液体表面张力与温度关系的经验公式是 (12-10) 其中T为绝对温度。γ。可视为绝对零度时的表面张力，是一与体系有关的经验常数。b也是一个随体系而变的常数，其值与液体的临界温度有关。由于在临界温度T c时，界面消失， 表面张力为零，因此代入（12-10）得 (12-11) 考虑到一般液体在低于临界温度时表面张力已变为零，Ramsay 和 Shields 建议改用下列经验公式： (12-12) 其中M为液体的摩尔质量，υ为比容，k为常数。 Van der Walls 从热力学角度改进了（12-11），得出 (12-13) 指数n一般为接近 1 的常数。液体金属的n为 1，有机物的n约为 1.21 。 另一类表面张力-温度关系表达式为多项式，
(12-14) 例如，Harkins 测定的水表面张力和力与温度关系被表示为 (12-15) 式中t为摄氏温度。此式的适用温度范围是 10－60℃。 由于表面张力与压力关系的实验研究不易进行，因此，压力对表面张力的影响问题要复杂得多。一般情况下，增加体系的压力，气体在液体表面上的吸附和在液体中溶解度增大，因此，表面张力下降。
液体表面张力系数的测量 表面现象广泛见诸于钢铁生产，焊接，印刷，复合材料的制备等过程中。液体表面张力系数是表征液体性质的一个重要参数。测量液体表面张力系数有多种方法，如最大泡压法，毛细管法，拉脱法。 许多现象表明液体表面具有收缩到尽可能小的趋势，这是液体分子间存在相互作用力的宏观表现。从微观角度看，液体表面具有厚度为分子吸引力有效半径的表面层，处于表面层内的分子比液体内部的分子少了一部分能与之吸引的分子，因此出现了一个指向液体内部的吸引力，使得这些分子具有向液体内部收缩的趋势。而从能度看，任何内部分子欲进入表面层就要克服这个吸引力而做功。显见，表面层有着比液体内部更大的势能（表面能），且液体表面积越大，表面能也越大。而任何体系总以势能最小的状态最为稳定，所以液体要处于稳定状态，液面就必须缩小，以使其表面能尽可能小，宏观上就表现为液体表面层内的表面张力。 我们想象在液体表面画一条直线，表面张力就表现为线段两边的液面以一定的拉力α相互作用，而力的方向与线段垂直，力的大小与该段直线的长度L成正比，即f L =（1） a 其中，比例系数α称为液体的表面张力系数，单位为N/m。当液体表面与其蒸汽或空气相接触时，表面张力仅与液体本身的性质及其温度有关。一般情况下，密度小、容易蒸发的液体，其α较小；而熔融金属的α则很大。对于同种液体，温度越高，其α越小。当液体与固体相接触时，不仅取决于液体自身的内聚力，而且取决于液体分子与其接触的固体分子之间的吸引力（称为附着力）。当这个附着力大于内聚力时，液体就会沿固体表面扩展，这种现象称为润湿。当这个附着力小于内聚力时，液体就不会在固体表面扩展，称为不润湿。润湿与不润湿取决于液体、固体的性质，如纯水能完全润湿干净的玻璃，但不能润湿石蜡；水银不能润湿玻璃，却能润湿干净的铜、铁等。润
实验1 纯液体表面张力测定及温度对表面张力的影响 一、实验目的 1. 学习并掌握用吊环法测定纯液体表面张力的原理和方法； 2. 测定不同温度下纯液体的表面张力，讨论温度对纯液体表面张力的影响。 二、基本原理 液体中各分子间相互吸引，在液体内部，每个分子所受的各方面的力是一样的，即受力平衡，靠近表面的分子则不同，液体内部对它的吸引力大于外部（通常指空气）对它的引力，故表面分子受到向内的拉力，表面产生自动缩小的趋势。要扩大液体表面，即把一部分分子从内部移到表面上就必须对抗拉力而作功。在等温等压下增加单位表面积所需的功称表面自由能，单位为（N·m -1）。即沿着液体表面，垂直作用于单位长度上的紧缩力，定义为表面张力，用γ表示。 测表面张力的方法有很多种，有毛细管上升法，滴体积法，最大气泡压力法，吊环法等。 吊环法是将吊环浸入溶液中，然后缓缓将吊环拉出溶液，在快要离开溶液表面时，溶液在吊环的金属环上形成一层薄膜，随着吊环被拉出液面，溶液的表面张力将阻止吊环被拉出，当液膜破裂时，吊环的拉力将达到最大值。自动界面张力仪将记录这个最大值P。 液体表面张力与温度关系的研究虽已有一个世纪之久，但尚无准确的理论关系。已建立了一些经验关系，在一定范围内可代表实验结果，也可满意地用于内插之类的数据处理。最简单的经验公式是 γ = γ0(1-bT ) (1) 其中T 为绝对温度。γ0和b 为随体系而变的经验常数。由于在液体临界温度时气-液界面将不存在，这时表面张力应该为零，故γ –T 关系可用对比温度表示： ??? ???? ??=c 01T T γγ (2) 其中T c 为液体临界温度。 考虑到一般液体在低于临界温度时表面张力已变为零，Ramsay 和 Shieds 建议改用下列经验公式： ()(6c 3 2??=T T k M νγ) (3) 其中M 为分子量，υ为比容，k 为常数。 van der Waals 从热力学角度改进了式(2)，得出 n T T ?????????=c 01γγ (4) 常用多项式来代表表面张力随温度变化的实验结果，一般形式为
浙江万里学院生物与环境学院 化学工程实验技术实验报告 实验名称：溶液表面张力的测定 （1）实验目的 1、掌握最大气泡法测定表面张力的原理和技术 2、通过对不同浓度正丁醇溶液表面张力的测定，加深对表面张力、表面自由能和表面吸附量关系的理解 3、学习使用Matlab 处理实验数据 （2） 实验原理 1、 表面自由能：从热力学观点看，液体表面缩小是一个自发过程，这是使体系总的自由能减小的过程。如欲使液体产生新的表面A ?，则需要对其做功。功的大小应与A ?成正比：-W=σA ? 2、 溶液的表面吸附：根据能量最低原理，溶质能降低溶液的表面张力时，表面层中溶质的浓度应比 溶液内部大，反之，溶质使溶液的表面张力升高时，它在表面层中的浓度比在内部的浓度低。这种表面浓度与溶液里面浓度不同的现象叫“吸附”。显然，在指定温度和压力下，吸附与溶液的表面张力及溶液的浓度有关。Gibbs 用热力学的方法推导出它们间的关系式 T c RT c )(??- =Γσ (1)当00，溶质能减少溶剂的表面张力，溶液表面层的浓度大于内部的浓度，称为正吸附，此类物质叫表面活性物质。（2）当0>??? ????T c σ时，Γ<0，溶质能增加溶剂的表面张力，溶 液表面层的浓度小于内部的浓度，称为负吸附，此类物质叫非表面活性物质。由 T c RT c )(??- =Γσ 可知：通过测定溶液的浓度随表面张力的变化关系可以求得不同浓度下溶液的表面吸附量。 3、 饱和吸附与溶质分子的横截面积：吸附量Γ浓度c 之间的关系，有Langmuir 等温方程 式表示：c K c K ·1·+Γ=Γ ∞
液体表面张力系数的测量实验 液体沿表面总是存在着使液面紧张且向液体内收缩的力称为表面张力。液体的许多现象，如毛细管现象、湿润现象、泡沫的形成等，都与表面张力有关。表面张力系数是液体表面的重要力学性质：对于不同种类的液体，其表面张力不同，而对于同一种液体，其表面张力系数随着温度及其所含杂志的改变而增大或减小。这些性质广泛应用于工业生产中，如浮法选矿、液体的传输技术、化工生产线的设计等等都要对液体的表面张力进行研究。 测定液体表面张力系数的方法很多。常用的有拉脱法和毛细管升高法。本次实验介绍用拉脱法测定液体表面张力系数。 一、实验目的 1．用砝码对硅压阻力敏传感器进行定标,计算该传感器的灵敏度,学习传感器的定标方法； 2．观察拉脱法测量表面张力的过程，并用物理学基本概念进行分析，加深对物理规律的认识； 3．测量纯水和其它液体（如：甘油）的表面张力系数。 二、实验仪器 实验仪器主要由液体表面张力系数测量实验仪主机以及实验装置以及镊子、砝码组成。应用电脑采集测量时需要壹根串口转USB 连接线、电脑和采集软件，仪器装置见下图。 三、实验原理 一个金属环固定在传感器上，将该环浸没于液体中，并渐渐拉起圆环，当它从液面拉脱瞬间传感器受到的拉力差值f 为 απ)(21D D f += （1） 式中： 1D 、2D 分别为圆环外径和内径，α为液体表面张力系数，g 为重力加速度，所以液体表面张力系数为：
)](/[21D D f +=πα （2） 实验中，液体表面张力可以由下式得到： B U U f /)(21-= （3） B 为力敏传感器灵敏度，单位V/N 。1U ,2U 分别为即将拉断水柱时数字电压表读数以及拉 断时数字电压表的读数。 四、实验步骤 1．连接硅压阻力敏传感器，并开机预热15～20分钟。测量吊环内外直径，然后清洗玻璃器皿（盛装待测液体）和吊环，给实验装置加水（注意加水量不可过多，可以参考装置外壁加水刻度线）； 2．将吊环挂在力敏传感器的钩上，将力敏传感器转至水容器外部，这样取放砝码比较方便。待吊环晃动较小时，对仪器进行调零，然后用镊子安放砝码对传感器进行定标，取放砝码时应尽量轻； 3．将待测液体倒入玻璃器皿后，再将盛有待测液体的玻璃器皿小心地放入空的塑料容器，并一起放入实验圆筒内；将力敏传感器转至容器内，并轻轻挂上吊环，可以轻触吊环，让其晃动 说明：之所以不将测量液体直接倒入塑料容器内进行测量，是防止某些待测液体与塑料容器发生化学反应而影响测量结果。 4．关闭橡皮球阀门，反复挤压橡皮球使装置内部液体液面上升，当吊环下沿部分均浸入待测液体中时，及时松开橡皮球的阀门，这时液面缓慢下降，观察环浸入液体中及从液体中拉起时的物理过程和现象。特别应注意吊环即将拉断液柱前一瞬间数字电压表读数值为U 1，拉断后数字电压表读数为U 2。记下这两个数值。 5.用计算机采集时，在环接触液面开始下降时点开始采集按钮，可以通过软件实时采集传感器输出电压值的变化过程，通过鼠标移动测量拉脱瞬间的电压值以及拉断后的电压值，计算测量液体的表面张力，并与手动测量的结果进行比较。 五、注意事项 1．实验前，吊环须严格处理干净：可用NaOH 溶液洗净油污或杂质后，用纯水冲洗干净，并用热吹风烘干；
丙烯酸树脂的应用领域 1涂料 丙烯酸聚合物乳液和溶液涂料的使用是很不同的，讨论丙烯酸聚合物在这些领域可能被使用之前，首先让我们考虑确定使用涂料的根本原因，使被涂覆的基材免受环境的破坏。另外其他的原因要取决于最终应用领域。 一旦决定需要一种涂料，那么进一步的要求是显而易见的：涂料必须附着在被涂物表面上，为了装饰和保护表面，涂料必须保持在适当的位置，这种现象称为附着。另外要考虑的一点是严格按配方制造的水性丙烯酸聚合物的空气中干性。正如前面所讨论的那样，涂料的所有性能不是通过长的热固化时间，而是通过采用成膜助剂的室温干燥来得到。在可以使用加热的情况下，通过添加交联剂可以获得耐溶剂性耐用消费品热性涂料。 为了获得应用所需的特性每种使用产品表面要求有些特殊的性能特征：被涂基材的类型和部件使用的方法决定了其性能要求。显然塑料不需要一种耐腐蚀性涂料，因此为塑料设计的涂料有不同于为金属所设计的涂料的性能要求。同时，对任何基材都重要的涂料附着力是一个关键特性。 然而，对任何特定基材的附着，对产品的要求完全不同。对金属附着的材料不能附着在塑料上，为了获得理想的性能，金属用涂料必须显著地不同于塑料或木材用涂料。因此，每种基材需要设计一种特定的涂料以满足指定的使用要求。 就丙烯酸聚合物在涂料方面的应用研究，将集中讨论五个主要方面：汽车涂料、一般金属用涂料、维修涂料、木材涂料、商业机器涂料。 1.1汽车涂料 随着塑料在汽车中的应用不断增多，涂料的使用已经成为当务之急。涂料塑料以改善耐化学性、耐溶剂性、耐紫外线光、耐磨性以及户外耐用性。涂料
的其他应用包括发电机的搪瓷部分，车身底板以及轿车的表面闭合。所魂牵梦萦的性能包括耐油脂性、耐用性以及对含有油的金属表面的会着力。 1.2金属用涂料 金属汽缸和变压器需要涂料。对这些涂料的要求包括耐化学性、硬度以及耐蚀性和润湿性。因为常采用钢，所以重要的是需要有保护金属免受腐蚀的能力。 1.3维修涂料 桥梁和贮存箱所需的涂料，在这里，要求涂料具有耐蚀性和耐湿性。 1.4木材涂料 用于家具和厨房柜橱中的板材使用的涂料，需要抗黏着性和抗洗涤性、耐磨性及抵抗木纹翘起。 1.5商业机器 计算机、打字机、复印机和分析仪器的涂料是商业机器类常见的例子。所需要的涂料性能包括需化学性和耐溶剂性以及对塑料[例如，聚碳酸酯、对聚苯氧、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）共聚物]的附着力。 2黏合剂 溶剂型和乳液型丙烯酸黏合剂在工业上有着广泛的用途，但在讨论黏合剂之前，我们必须谈到涂料和黏合剂之间的根本区别。涂料只须能附着在一种基材上；而黏合剂必须会市面上到一种基材，然后再与第二种基材相黏结。涂料一旦使用就会暴露在自然环境中，且必须耐磨、耐擦、耐溶剂、耐水和耐热。涂料还要求高光泽和其他特殊性能。 在一定程度上，黏合剂是*将其夹在两基材之间得到保护的。因此，它不必具有涂料的些性能。理想地是它必须有一个高的黏合强度，足以破坏或撕裂至少其中一种基材。在许多情况下，黏接强度实际上不受热、溶剂或水的影响。因此，一种黏合剂不仅必须具有对两种
液体表面张力研究 报告
对液体表面张力系数测定实验的改进 （邓丹萍，王亚慧，杜庆玉） 指导老师：马国利 （滨州学院物理与电子科学系） 一.引言 液体表面张力仅存在于极薄的表面层内，是液体表面分子力作用的结果。测量液体表面张力的方法有很多，常见的有拉脱法、毛细血管法、液滴测量法和最大气泡压力法。拉脱法是指测量一个已知周长的金属片从待测液体表面脱离时需要的力，从而得到液体表面张力系数。现在实验室多用拉脱法测量液体表面张力。用拉脱法测量液体表面张力对仪器精度要求高。现用硅压阻式力敏传感张力测定仪，正好能满足测量液体表面张力的需要。 实验过程中若金属片为吊环片，可采用一级近似，能够认为脱离力为表面张力系数乘上脱离表面的周长，即： F=aπ(R1+R2) 其中F为拉脱力，R1和R2为圆环的内经和外径，a为液体表面张力系数。 由于每个力敏传感器的灵敏度有所不同，开始实验要对力敏传感器进行定标，然后经过定标过程中所记录的数据求出传感器的灵敏度k。 原来的实验过程中，首先在玻璃皿内放入被测液体并安放在
实验台上；其次用镊子将金属吊环片拉在传感器的小钩上，调节升降台，将液体升至靠近环片的下沿，观察环片下沿与待测液面是否平行，如果不平行，将金属片取下后，调节吊环上的细丝，使吊环与待测液面平行，然后调节容器下的升降台，使其渐渐上升，将吊环的下沿部分全部浸没与待测液体，然后反向调节升降台，使其液面渐渐下降，这时金属片与液面间形成一层环形液膜，使液面继续下降，测出环形液膜即将拉断前一瞬间数字电压表读数值U1和环形液膜即将拉断后一瞬间数字电压表读数值U2，ΔU= U1- U2,最后将所得数据代入相关公式，求出液体表面张力系数，并与标准值进行比较。 我认为原实验存在以下问题和不足，具体如下： 1. 对于液体表面张力系数的测量仪附件吊环水平调试仅凭感觉是否水平，而对于吊环水平的调节仅依赖于三根金属丝，这种方法既原始也不科学且没有判断依据。对实验造成较大误差。 2. 原有仪器利用人工控制升降台来改变液面高度，但在旋转过程中，由于手工升降的不稳定性，可能造成液面高度调节过程中水面波动，从而给实验结果造成误差。不但如此，实验过程中我们需要记录拉断前一瞬间数字电压表读数值U1和环形液膜即将拉断后一瞬间数字电压表读数值U2，那么我们使用人工手动调节就更不满足这一要求。 3.原有实验仪器只能测量当前室温下水的液体表面张力系数，然而在实际生活和科研中，研究同种液体在不同环境下表面
丙烯酸树脂生产异常现象技术分析及处理 摘要：丙烯酸树脂涂料在国民生产中具有重要的地位,在树脂的合成过程中因种种原因导致出现异常现象,是各树脂厂家感到棘手的实际问题。丙烯酸树脂生产中异常现象应急处理方案,对今后我国涂料用丙烯酸树脂的生产及指导意义十分重大和宝贵。 关键词：丙烯酸树脂;配方设计;实际生产;异常现象 0前言 丙烯酸涂料因具有优异的耐候性、颜色浅、保光保色性好、价格便宜、国内技术日趋成熟、原料(丙烯酸单体)等供应充足等优势,且其用途广泛,越来越被用户接受,因此其数量增加越来越多,品种越来越齐全,应用施工技术也逐渐成熟。近几年成为发展最迅速的涂料品种之一。由于丙烯酸涂料的生命力很强,发展趋势和前景非常喜人,因此,涂料行业包括树脂生产企业对该品种也越来越重视,生产厂家越来越多。但是,要想生产出好的丙烯酸涂料,首先必须保证生产出品质优良、适销对路的涂料用丙烯酸树脂。认真总结生产中的经验教训,特别是丙烯酸树脂生产中异常现象应急处理方案,对今后我国涂料用丙烯酸树脂的生产及指导意义是十分重大和宝贵的。下面就从理论和生产实践大量数据中加以总结,从丙烯酸树脂生产中涉及到的树脂液聚合反应机理、工艺配方设计、所用原材料(丙烯酸单体、溶剂、引发剂、助剂等)、生产设备及设计规划、计量仪器、生产操作、中控、质检、包装等多个环节加以剖析,尽可能地从原因上加以分析,提出解决问题的方案和措施,以确保生产中这些问题不再重复发生,避免给生产造成损失。丙烯酸树脂生产中由于影响因素很多,所以出现问题在所难免。关键是能否及时正
确处理,避免生产中造成损失,保证产品合格。有些异常现象,如出现树脂黏度偏高或偏低、转化率不够等,只要能够找到原因,通过采取有效措施进行调整,可使指标不合格的产品变为合格,这一类现象属于可逆转的。第二种情况却很难处理,甚至无法挽救,属于不可逆转的异常现象。如树脂生产出来色相不是水白透明而是黄色,甚至有时呈红相,或者颜色很深,树脂外观出现发乳发浑等。涂料用丙烯酸树脂的生产是通过聚合方法获得的高分子聚合反应的聚合物,其化学反应原理是单体的自由基聚合,包括链的引发、链的增长、链的终止。其反应理论较为复杂。下面就从几个大的方面加以分析。 1原材料的影响 溶液聚合中,其原材料对聚合反应工艺,影响十分敏感,因此对原材料要求很高。 1.1引发剂 影响较为显著的一种。目前国内生产丙烯酸树脂最常用的引发剂是BPO(过氧化二苯甲酰),使用就注意以下几个方面： (1)最好用一等品,含量应≥98.2%,且活性氧和含氯量都达标。使用不合格的BPO易造成生产出的丙烯酸树脂外观发浑、发乳,转化率低,而这些不合格的树脂很难改造。(2)BPO储放时间过长(半年以上),用此引发剂生产的树脂往往会使颜色变黄,达不到水白透明的外观要求。所以BPO最好现买现用,并按要求正确储存和使用。(3)用国产的引发剂TBPB(过氧化苯甲酸叔丁酯)生产汽车涂料用高固体分低黏度的树脂,很难生产出水白透明的树脂,其用量越多颜色越黄。
物理实验报告 实验名称：液体表面张力系数的测定学院：水利科学与工程学院 专业班级：水工1801 学号：201802979 学生姓名：周柱伟
实验成绩 实验预习题成绩： 1.什么是液体的表面？ 接触的表面存在一个薄层 2.液体表面的分子具有什么特点(表面张力产生的原因)？ 液体层里的分子比液体内部稀疏，分子间的距离比液体内部大一些，分子间的相互作用表现为引力。就象你要把弹簧拉开些，弹簧反而表现具有收缩的趋势3.液体表面张力系数是怎么定义的？ 表面张力系数σ是在温度T和压力p不变的情况下吉布斯自由能G对面积S的偏导数 4.液体表面张力系数与哪些因素有关？ 表面张力系数与液体性质，温度，液体所含杂质，相邻物质的化学性质有关5.简述拉脱法测量液体表面张力系数的原理(用矩形金属薄片或金 属环时，表面张力系数的具体表达式)。 测量一个已知周长的金属圆环或者金属片从待测液体表面脱离时所需的拉力，从而求得该液体表面张力系数的方法称为拉脱法。 6.焦利氏秤和普通的弹簧秤有所不同？
焦利氏秤实际上是一个特殊结构的弹簧秤，是用来测量铅直方向微小力的仪器之一。 一般的弹簧秤，弹簧的上端固定不动，在弹簧下端挂重物时，弹簧则伸长，物体重量可由指针所指示的标尺直接标出。而焦利氏秤上的弹簧是挂在可以上下移动的有刻度的管子上的，管外面套有外管，外管上有游标，旋转旋钮即可使管上下移动。 7.“三线对齐”是那三线？为什么要这样做？ 指标镜上的刻线，玻璃管上的刻线和玻璃管上刻线在镜中的像 水的表面张力近似为液膜破裂瞬间的拉力,保持“三线对齐”是为了能够使水膜破裂瞬间近似“三线对齐”,从而得到水膜破裂时精确的拉力。使能准确测出该拉力大小减少实验误差 8.焦利氏秤测定液体的表面张力有什么优点？ 测定表面张力F’，用普通的弹簧是很难迅速测出液膜即将破裂时的 F 的，应用焦利氏秤则克服了这一困难，可以方便地测量表面张力F’，并且焦利氏秤的劲度系数较小，有游标卡尺式的读数尺，故测量精度高。 9.千分尺是否存在系统误差如何判断？如何调零？ 千分尺使用前，使移动测砧与固定测砧接触，观察微分筒上的棱边是否与固 定套筒上的零刻线重合，如果不重合即存在系统误差。当套筒上零刻线位于微分筒0～5方向上时即为正值，计算时需要减去其绝对值，相反方向即为负值，需要加上其绝对值。 10.比较逐差法与图解法处理实验数据的不同点。 在对某些函数关系并不明确的物理量进行测量时,常用作图法.数据点是离散的,
1、物体的表面张力 液体内部任一分子受到4面分子力大小平衡，合力为另 液体表面分子受到其相内分子的作用力较外部大，表面分子受到一个向内收缩的力既表面张力 2、湿润现象 液体对固体的湿润主要取决于液体-固体-液体的分子吸引力。当液体-固体之间的分子吸引力大于液体自身的分子吸引力，产生湿润。 改变固体的表面状态即表面张力，就能改变湿润程度。 3、极性或非极性聚合物 分子中原子核正电荷和电子负电荷的作用中心可能不重合，其距离为偶极矩。形成极性基团。不同的极性分子，其分子偶极矩不等，所表现的极性强度不同 μ=0.0 非极性分子：聚乙烯（PE）、聚炳烯（PP） μ<0.5 弱极性分子：聚笨乙烯（PS） μ>0.5 极性分子：聚氯乙烯（PVC） μ>0.7 强极性分子：聚酯（PET） 4、非极性聚合物具有较低的表面张力。 5、临界表面张力：塑料表面恰好被液体完全湿润时，该液体的表面张力。 常见塑料临界表面张力一览表 6、塑料薄膜的印刷性及可加工性 （1）、印刷：凹版印刷为主、多用于PE、PP、PET、PVC等 一般要求表面张力38dyn/cm以上 （2）、复合：干式复合为主、多用于PE、PP、PET、PVC、PVDC、PA、等一般要求表面张力38dyn/cm以上 （3）、镀铝：高阻隔复合软包装材料、多用于PP、PET等等 一般要求表面张力38dyn/cm以上 7、当前提高表面张力办法 （1）、电晕处理 （2）、化学处理 8、电晕处理的原理： （1）、电冲击或击穿：在高压电场下对薄膜进行强有力的冲击，使薄膜表面起毛，变得粗糙，增加表面积，产生湿润效果。物理作用的解释。 （2）、高压电场下，空气中的氧气变成臭氧—氧气+氧原子。氧原子的氧化剂作用使薄膜表面分子极性增大。 高倍数放大镜下，薄膜表面变得毛糙。 9、存在问题 （1）、电晕处理表面张力的不均匀性（有高有低、成片或成段） （2）、电晕处理表面张力的随时间衰减性（随时间而下降） （3）、电晕处理表面张力对薄膜表层造成物理性强度下降（有些应用在高于48mN/m后表面可加工性反而下降） （4）、无法进一步得到表面张力更高（58mN/m以上）的薄膜。 、常发生无法解释的因表面张力问题导致的产品质量事故。 10、化学处理的原理 （1）、在薄膜表层涂布一层化学物质（也叫底层），这层化学物质改变了薄膜表面的化
第29卷第5期2014年10月 大学化学 UNIVERSITY CHEMISTRY Vol.29No.5 Oct.2014 液滴尺寸与表面张力 刘引烽* 房嫄 赵凯凯 李琛骏 杨小瑞 周海堤 王宇翔 朱逸莉 徐华根 (上海大学材料科学与工程学院高分子材料系 上海200444) 摘要 液体的滴数问题是化学实验等实际工作中经常遇到的界面问题三液滴体积与液体的表面张力有关,因此一定体积的液体所具有的液滴数也与表面张力有关三但若仅考虑表面张力的影响而忽视密度的作用,则有可能得出不正确的结论三本文从一道考题入手,讨论了表面张力二密度等因素对液滴大小的影响,对考题答案进行了分析三 关键词 界面化学 液滴大小 表面张力 密度 液体的滴数问题是界面化学在化学实验等实际工作中经常遇到的问题三一滴液滴的大小与液体的表面张力有关,因此一定体积的液体所具有的液滴数也与表面张力有关三学生在课程学习和复习迎考时,往往会从各种复习资料中搜集试题来加以练习和巩固三我们注意到,关于胶体化学或界面化学课程,常有关于滴数的考题三有些参考试题及其解答是正确的,有些则有误三本文通过对一个考题的分析来辨析一些基本概念三 在某大学物理化学考试试卷中有以下一道考题:在同一条件下,用同一滴管分别滴下同体积的3种液体 水二硫酸水溶液二丁醇水溶液,则它们的滴数为( )三 A.一样多 B.水的最多,丁醇水溶液最少 C.硫酸水溶液最多,丁醇水溶液最少 D.丁醇水溶液最多,硫酸水溶液最少 资料中给出的答案是D,其原因分析是:因为硫酸溶液表面张力最大,可以托住的液滴质量最大,所以滴数最少;丁醇表面张力最小,可以托住的液滴质量最小,所以滴数最多三 这道考题能结合实际当然很好,但它的结论是正确的吗?我们将在下面进行分析三 表面张力与液滴大小密切相关三在表面张力的测定方法中,有一种就是采用滴重法来进行的三根据滴重法测定液体表面张力原理(Tate定律),对于表面张力为γ二半径为r二质量为m的液滴,应满足以下关系: 2πrγ=mg 但由于液滴滴落时并非完美的球形,而是会被拉长成椭球并产生一定的液柱,部分液柱会残留于毛细管底部并不下落,因此,该式在应用时需要进行校正三校正后的方程应该是: 2πrγf=mg 式中f是校正因子三于是,Tate方程可以写成: r=mg2πγf(1) 对于不同的物质,每一滴的质量并不一样,它与液滴体积(V)和密度(ρ)有关,因此: *通讯联系人,E?mail:liuyf@https://www.doczj.com/doc/d216331403.html,
《观察水的表面张力》教学设计 河北师范大学化学学院 教学目标：1.知道水有表面张力。 准备的材料有：一元硬币、滴管、纸杯、玻璃球、水。 将一元硬币平放在桌面上，让学生猜测究竟能撑多少滴水 小心的用滴管并记录下滴的数量 想不到吧，滴了44滴。硬币上的水才溢了出来。一元硬币上可以容纳43滴水。观察硬币上的水，你可以发现，硬币上的水象个小山包，里面好像有什么力量把水滴聚集在一起，这就是水的表面张力啦。从水漕里取出一本水，看看这一本水还能再加东西吗向里面慢慢放玻璃球，可以放多少呢让我们小心地试试看，直到加到第10个玻璃球，水才溢出去。现在，玻璃球已经装满半杯了，真不可思议。 由此可见，水分子之间的间隙并不是我们想象那样，密不可分， 科学探究：科学知识：1.认识水的表面存在着一股收缩的力——表面张力，表面张力可以改变。2.了解生活中水的表面张力
现象。情感态度、价值观：1.培养学生细 致观察、大胆预测、认真实验科学的习惯。 2.体验大自然的奥秘，进一步热爱科学探 究活动。教学准备：1.收集水的表面张力 材料。2.分组材料：玻璃杯两个、玻璃球、硬币、大头针、小块滤纸、滴管、洗洁精。教学过程：一、激趣导入1.谈话：看到我 们桌上的研究材料，聪明的同学一定能猜 到我们今天的研究内容和水有关。说到水，相信同学们一定不陌生，那么你们知道水 的哪些特点呢还知道水有什么特点吗（大 家的科学知识真不少！）今天的我们还要 继续来研究水的一个新的特点。如果不借 助船、木筏等工具，你们能在水面上悠闲 自在的散步吗对，肯定不行，只有在一些 武侠片中，我们才能看到一些轻功高手在 水面上疾驰如飞，不过这都是虚构的。但 是在自然界中却有一些动物能在水面上悠 闲自在的散步，你们见过吗想不想来看一 下2.（出示：水黾等的图片。）水黾的本领 大吧！看来它可是真正的轻功高手了。水黾 怎么可以在水面上而不沉下去呢想不想揭 开其中的奥秘。二、认识水的表面张力现 象1.讲述：我们首先借助大头钉来研究。
温度和压力对表面张 力的影响
三、温度和压力对表面张力的影响 可以从两个方面解释温度对表面张力的影响。一是温度对液体分子间相互作用力的影响。随着温度升高，分子热运动加剧，动能增加，分子间引力减弱，从而使得液体分子由内部到表面所需的能量减少。二是温度变化对表面两侧的体相密度的影响。温度升高，与表面层相邻的两体相的密度差变小，故表面张力减少。此二因素在宏观上均表现为温度升高表面张力下降。表12-1列出一些纯 液体在不同温度下的表面格力温度系数值。 表示液体表面张力与温度关系的经验公式是 尸亦1-旳）（12-10） 其中T为绝对温度。Y。可视为绝对零度时的表面张力，是一与体系有关的经验常 数。b也是一个随体系而变的常数，其值与液体的临界温度有关。由于在 臼=￡昴声0） 临界温度T c时，界面消失，表面张力为零，因此△代入（12- 10）得 r=/o 1J 考虑到一般液体在低于临界温度时表面张力已变为零, 议改用下列经验公式： 1 =k{T^-T-6) 其中M为液体的摩尔质量，u 为比容，k为常数 Van der Walls 从热力学角度改进了（12-11），得出 (12-11) Ramsay 和Shields 建 (12-12) (12-13)
指数n —般为接近1的常数。液体金属的n为1，有机物的n约为1.21 。 另一类表面张力-温度关系表达式为多项式， 厂二氏 + +dr3 +cT3(12-14) 例如，Harkins测定的水表面张力和力与温度关系被表示为 Y = 75.796-0.145t-0,00024-z-1(12-15)式中t为摄氏温度。此式的适用温度范围是10 —60C 由于表面张力与压力关系的实 验研究不易进行，因此，压力对表面张力的影响问题要复杂得多。一般情况下，增加体系的压力，气体在液体表面上的吸附和在液体中溶解度增大，因此，表面张力下降。
水的表面张力测定及影响因素的分析 实验目的: 1.掌握表面张力仪的使用方法 2.分析影响水表面张力的因素 实验原理： 白金板法 当感测白金板浸入到被测液体后,白金板周围就会受到表面张力的作用,液体的表面张力会将白金板尽量地往下拉.当液体表面张力及其他相关的力与平衡力达到均衡时,感测白金板就会停止向液体内部浸入.这时候,仪器的平衡感应器就会测量浸入深度,并将它转化为液体的表面张力值.具体测试过程中,白金板法的测试步骤为:(1)将白金板浸入液体内;(2)在浸入状态下,由感应器感测平衡值;(3)将感应到的平衡值转化为表面张力值,并显示出来. 表面张力平衡值 1) 感测白金板的表面张力将远大于液体的表面张力,以便于液体有效润湿白金板及在板上爬升; 2) 液体会在白金板周围形成一个角度的弧形液面; 3) 表面的分子力发生作用,并将白金板往下拉. P = mg + Lγ cosθ –shρg 平衡力= 白金板的重力+ 表面张力总和- 白金板受到的浮力 (向上) (向下) (向上) m : 白金板的重量，g : 重力(9.8N/ Kg) ，L : 白金板的周长，γ: 液体的表面张力 θ: 液体与白金板间的接触角，s : 白金板横切面面积，h : 白金板浸入的深度 ρ: 液体的密度 仪器和试剂 BZY-1型表面张力仪，蒸馏水，NaCl，十二烷基硫酸钠 表面张力仪操作步骤 一、仪器方面 1.测试前应确保主机已经预热30分钟，即在正式测试前先将主机打开30分钟，等表面张
力仪测量系统稳定后即可使用。 2.设定修正值，低粘度为5.0. 3.使用前将吊钩、白金板挂好，按“去皮”归零。 4.每次测定前确保白金板和玻璃皿干净。 在通常情况下用流水清洗再用酒精灯烧白金板，当整个板微红时（20-30s），挂好待用。 5.第一次使用或者使用一段时间可对表面张力仪进行校正： （1）将吊钩和白金板挂好 （2）去“皮重”操作，显示为0.0 （3）按校正，显示“CAL”挂上400mN的标准砝码 （4）10秒钟左右出现“400.0”，听到“嘟”的声音后校正结束。 6.在样品皿中加入测量的液体，将样品放于样品台上。 7.按去皮键，清零处理 8.手动灯暗，自动灯亮，调成自动状态，按上升。 9.测试停止，显示表面张力值。 10.按向下，样品台逐渐下降，白金板脱离样品后，按“停止”键。 11.重复进行测试。 实验步骤 1.溶剂的准备： 配制一定浓度的Nacl溶液和十二烷基硫酸钠溶液 2.分别测定水，NaCl溶液，SDS溶液的表面张力 思考题 1.液体具有表面张力的原因是什么？ 2.根据所测表面张力的大小，分析产生的原因。