摘要：很多情況下，我們在測涂層固化度的時候，在DSC圖譜中都能看到玻璃化溫度的身影，但是這兩個常用指標(biāo)之間有沒有必然聯(lián)系？在現(xiàn)有的文章中很難查到。本文針對這方面的關(guān)聯(lián)進行了探討。

       前言

       隨著環(huán)保的壓力越來越大，汕漆涂料因為VOC的問題，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)借助這樣的機會爭取在市場重新洗牌的過程中占領(lǐng)越來越多的份額。需要市場人員的大力推廣。當(dāng)然也需要技術(shù)人員在這樣的形勢下，提高配方水平和研發(fā)實驗的支持力度。需要技術(shù)人員引入更多的評價標(biāo)準(zhǔn)來對涂料進行綜合的衡量。

       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脂發(fā)生固化交聯(lián)反應(yīng)的程度，即樹脂基體中已發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)的官能團數(shù)目占可固化的官能團總數(shù)的百分比。涉及到涂層性能問題的時候，我們有很多時候想要知道涂層的固化度。通過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、在做耐候測試的過程中，發(fā)現(xiàn)耐候數(shù)據(jù)與預(yù)想的不一致，我們會分析是樹脂耐候不好還是涂層固化不充分？這時需要分析涂層固化度。

       二、在做鹽霧測試的過程中，發(fā)現(xiàn)鹽霧性能與預(yù)想的不一致，我們會分析是樹脂耐鹽霧性能不好還是涂層固化不充分？這時需要分析涂層固化度。

       三、客戶現(xiàn)場涂層附著力不良，我們會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？這時需要分析涂層固化度。

       四、客戶現(xiàn)場涂層彎曲性能不良，我們會分析是樹脂柔韌性不好還是涂層固化不充分？這時需要分析涂層固化度。

       五、客戶現(xiàn)場沖擊不良，我們會分析是樹脂柔韌性不好還是涂層固化不充分？這時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)料一個很重要的參數(shù)，用DSC可以很方便地進行測定，因為固化反應(yīng)一般都是放熱反應(yīng)。放熱的多少與樹脂官能度、參加反應(yīng)的官能團的數(shù)量、固化劑的種類及其用量等有關(guān).但是對于一個配方確定的樹脂體系，固化反應(yīng)熱是一定的。固化度儀公式如下圖：

 

       式中H0是，自全全固化的樹脂體系進行完全固化時所放出的總熱量(J/g)，HR是固化后剩余反應(yīng)熱(J/g)式的計算方法在研究樹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

       從上面的定義中，我們可以看出，要測固化度需要有兩個數(shù)值，一個是粉的放熱量，另一個是涂層的放熱量。那么樣粉沒有了，怎么辦？或者是即便樣粉和涂層都有，實際情況卻是即使涂層固化很不充分，但大部分涂層通過DSC測試，也是沒有放熱量的。那么按照定義是不是涂層沒有放熱顯示就意味著涂層100％固化了呢？

       如下測試結(jié)果，聚酯A標(biāo)準(zhǔn)固化條件為200℃/1Omin，我們分別對其進行200℃/2min和200℃/5min烘烤，之后刮下涂層對涂層進行放熱量測試。很顯然涂層并不能100％固化，但是200℃/2min烘烤的涂層卻并沒有預(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。所以通過測量涂層放熱量來判定涂層有沒有完全固化時，大部分都會都我們的評估產(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

       粉末涂料另外一個常用指標(biāo)是玻璃化溫度。玻璃化溫度是指無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。是無定型聚合物大分子鏈段自由運動的最低溫度，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動。簡單通俗的來說，超過玻璃化溫度，粉末涂料就會從不會粘連的狀態(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％固化時玻璃化溫度達到最高。

       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％固化過程中，粉末固化越來越充分，涂層的玻璃化溫度也越來越接近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Tg2，一定固化條件下涂層的玻璃化溫度為Tg3，涂層100％固化的玻璃化溫度為Tg4，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)計算公式，可以計算出聚酯A在200℃/2min，200℃/5min，200℃/1Omin的固化度α。如下表（4）：

 

       一般我們認為固化度α≥90％的涂層是固化充分的，否則認為涂層沒有充分固化。所以200℃/1Omin時涂層固化是充分的，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)系的進一步探討

       按照這種方式，如果能測出樣粉（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計算得到涂層的固化度α。不過這一方法是否完全正確，我們查閱很多資料，并沒有找到相關(guān)解釋和說明，這一點需要進一步查找理論上的支撐。