第九章 聚合物表面与界面
高分子物理---第九章-聚合物的粘性流动
(5) 熔体结构的影响
当分子量相同时， 当T在160~200℃时，η乳液PVC<η悬浮PVC 当T>200℃时， η乳液PVC≈η悬浮PVC 此时，乳液法PVC中颗粒已完全消失，因而
粘度差别不大。
影响熔体粘度的因素
9.1.6 高聚物流体流动中的弹性表现
②高聚物在模孔内流动时，由于切应力的作用，产生法 向应力效应，由法向应力差所产生的弹性形变在出口模 后回复，因而挤出物直径涨大。
三 、不稳定流动—熔体破裂(melt fracture)现象
所谓熔体破裂现象是高聚物熔体 在挤出时，如果剪切速度过大， 超过某一极限值时，从口模出来 的挤出物不再是平滑的，会出现 表面粗糙、起伏不平、螺旋皱纹、 挤出物扭曲甚至破碎等现象，也 称为不稳定流动。
实际中应避免不稳定流动。
四、 影响高聚物熔体弹性的因素 1.剪切速率：随剪切速率增大，熔体弹性效应增大。
* * 0 ei 0 (cos i sin ) 0 sin i20 cos i
* i0
i0
0
i
B
2.温度：温度↑，大分子松弛时间τ变短，高聚物熔体弹 性↓。
3.分子量及分子量分布
2F2B
表示改性情况
表示密度范围 1.ρ<0.922 2.=0.923~0.946
MFR=2
用途 Film
门尼粘度（Mooney Viscosity）
测定橡胶半成品或生胶的粘度大小的一种方法。门尼粘
度通常是在 100℃和一定的转子转速（2 r/min），测定
橡胶的阻力。
表示方法
ML
100 1+4
50
定为, 称牛顿极限粘度, 又类似牛顿流体行为。
中南大学版材料科学基础部分名词解释
第六章空位与位错一、名词解释空位平衡浓度：金属晶体中，空位是热力学稳定的晶体缺陷，在一定的空位下对应一定的空位浓度，通常用金属晶体中空位总数与结点总数的比值来表示。
位错：晶体中的一种原子排列不规则的缺陷，它在某一个方向上的尺寸很大，另两个方向上尺寸很小。
柏氏回路：确定柏氏族矢量的过程中围绕位错线作的一个闭合回路，回路的每一步均移动一个原子间距，使起点与终点重合。
P-N力：周期点阵中移动单个位错时，克服位错移动阻力所需的临界切应力扩展位错：两个不全位错之间夹有层错的位错组态堆垛层错：密排晶体结构中整层密排面上原子发生滑移错排而形成的一种晶体缺陷。
弗兰克-瑞德位错源：两个结点被钉扎的位错线段在外力的作用下不断弯曲弓出后，互相邻近的位错线抵消后产生新位错，原被钉扎错位线段恢复到原状，不断重复产生新位错的，这个不断产生新位错、被钉扎的位错线即为弗兰克-瑞德位错源。
Orowan机制：合金相中与基体非共格的较硬第二相粒子与位错线作用时不变形，位错绕过粒子，在粒子周围留下一个位错环使材料得到强化的机制。
科垂尔气团：围绕刃型位错形成的溶质原子聚集物，通常阻碍位错运动，产生固溶强化效果。
铃木气团：溶质原子在层错区偏聚，由于形成化学交互作用使金属强度升高。
面角位错：在fcc晶体中形成于两个{111}面的夹角上，由三个不全位错和两个层错构成的不能运动的位错组态。
多边形化：连续弯曲的单晶体中由于在加热中通过位错的滑移和攀移运动，形成规律的位错壁，成为小角度倾斜晶界，单晶体因而变成多边形的过程。
第七章金属塑性变形一名词固溶强化：固溶体中的溶质原子溶入基体金属后使合金变形抗力提高，应力－应变曲线升高，塑性下降的现象；应变时效：具有屈服现象的金属材料在受到拉伸等变形发生屈服后，在室温停留或低温加热后重新拉伸又出现屈服效应的情况；孪生：金属塑性变形的重要方式。
晶体在切应力作用下一部分晶体沿着一定的晶面（孪晶面）和一定的晶向（孪生方向）相对于另外一部分晶体作均匀的切变，使相邻两部分的晶体取向不同，以孪晶面为对称面形成镜像对称，孪晶面的两边的晶体部分称为孪晶。
聚合物表面与界面技术.1
第1章聚合物表面的表征物体的表面是物质存在的一种客观形式，固体从体相延伸到表面，最终在表面形成原子及其电子分布的终端，从而导致表面具有体相所不具备的新的特点和新的特征。
同时也破坏了物体的连续性，因此，研究物体的表面比研究物体的体相有更大的难度。
在表面分析中，由于表面层的光学干涉、表面缺陷、粒度大小等表面变化为微观变化，实测结果往往与常规观察的判断有很大的区别。
表面分析实际上是物质的近表面区域的分析(表面分析、薄膜分析和体相分析)。
聚合物因自身的特点，其表面的特性在许多技术中都是非常重要的。
就聚合物商品的最终用途而言，许多情况下表面性质是关键，其中包括黏结性能、电性能、光学性能和生物体的相容性，以及透气性、化学反映能力等。
这些性质的优劣将取决于聚合物表面具有的物理和化学结构。
而理解表面特性就需要对聚合物的表面从成分和结构上进行表征，对聚合物进行改性及加入添加剂以满足所需的要求同样需要对聚合物表面进行分析。
聚合物表面分析研究的范围很广，主要包括：①表面的组成和表面状态的研究，即对表面上的元素定性、定量分析、元素存在的价态及化学键的研究；②表面电子结构和几何结构的研究；③聚合物的黏性、改性、老化、接枝等的性能和结构方面的信息。
现在应用于聚合物表面分析的技术有很多，基于一个时期以来谱仪的开发，仪器性能及谱图阐释方面的诸多进展，许多表面表征方法趋于成熟。
本章将分别介绍红外光谱、X射线能谱、二次质子离谱、扫描电镜显微镜、透射电子显微镜、原子力显微镜等技术在聚合物表面表征方面的应用。
1.1 红外光谱1．1．1 红外光谱基本原理红外光谱简称IR。
通过红外光照射到物质分子只能激发分子内原子核之间的振动和转动能级的跃迁，因此红外光谱是通过测定这两种能级跃迁的信息来研究分子结构。
在红外光谱中，以波长或波数为横坐标，以强度或其他随波长变化的性质为纵坐标。
红外辐射光的波数可分为近红外区(10000—4000cm-1)、中红外区(4000—400cm-1)和远红外区(400—10 cm-1)。
高分子物理课件11聚合物表面与界面
§11.1 聚合物表面与界面
表面（surface):暴露于真空的材料最外层部分。 界面（inteface):不同物体或相同物质不同相间相互接触
的过渡部分。 表面处理：用化学或物理方法改变表面分子的化学结构， 来提高或聚合物表面张力
11 聚合物的表面与界面
§11.2 聚合物表面与界面的热力学
三、粘结薄弱层及内应力 1、薄弱层：低内聚强度。 2、内应力的产生： （1）固化过程中胶粘剂体积收缩； （2）胶粘剂与基体线形膨胀系数不同。
11 聚合物的表面与界面
3、减小内应力的措施 （1）降低固化过程的收缩率； （2）提高内应力松弛速率，如加增塑剂或与弹性体混 合来降低弹性模量； （3）消除胶粘剂同基体间线形膨胀系数的差异； （4）用热处理消除热应力。 四、结构胶粘剂 内聚强度高，可达6.9MPa，用来粘结结构材料。常用 热固性交联聚合物。
11 聚合物的表面与界面
4、界面张力（与共混体系有关） （1）存在上临界共溶温度的体系，随温度升高，界面 张力降低。 （2）存在下临界共溶温度的体系，随温度降低，界面 张力降低。 （二）润湿
sv sl lv cos
（1）θ＜90°，润湿。 （2） θ＞ 90°不润湿。
11 聚合物的表面与界面
11 聚合物的表面与界面
五、弹性体胶粘剂 日常生活中使用最广泛，如压敏胶带。 具有干粘性与永久粘性，只需用手指的压力即可粘
结，不需要其他能源来活化，具有足够的粘结强度粘结 在被粘物上，具有足够的内聚强度，能够完全从被粘物 上剥离。
其粘性是通过向弹性体中加某种小分子物质产生的， 小分子物质称为增粘剂。
11 聚合物的表面与界面
§11.8 粘接
一、胶粘剂的分类 1、通过溶剂蒸发固化。如动物胶、淀粉、PVA、聚乙 酸乙烯酯。 2、通过化学反应固化，如环氧树脂、酚醛树脂。 3、通过相转变固化，如聚乙酸乙烯酯热熔胶。 二、粘结理论与机理 1、机械粘接，起辅助作用。
聚合物的表面与界面
1、聚合物表面张力大小的影响因素：
（1）温度影响聚合物材料表面张力，一般情况下，表面张力随着温度升高而降低，而且近似一种线性关系。
（2）相对分子质量影响表面张力，一般情况，表面张力随分子量增大而降低。
（3）聚合物种类、聚合物物态、内聚能、溶解度参数。
界面张力小的含义：聚合物与聚合物相容性较好、界面层厚度较厚、溶解度参数接近。
反之，界面之间张力越大，两相之间相容性越差。
两相质点间结合力越大，界面能越小，界面张力就越小；两相间结合力小，界面张力就大。
相反，同一金属（或合金）液固之间，由于两者容易结合，界面张力就小
9．表面张力与界面张力有何异同点？界面张力与界面两侧（两相）质点间结合力的大小有何关系？答：界面张力与界面自由能的关系相当于表面张力与表面自由能的关系，即界面张力与界面自由能的大小和单位也都相同。
表面与界面的差别在于后者泛指两相之间的交界面，而前者特指液体或固体与气体之间的交界面，但更严格说，应该是指液体或固体与其蒸汽的界面。
广义上说，物体（液体或固体）与气相之间的界面能和界面张力为物体的表面能和表面张力。
当两个相共同组成一个界面时，其界面张力的大小与界面两侧（两相）质点间结合力的大小成反比，两相质点间结合力
越大，界面能越小，界面张力就越小；两相间结合力小，界面张力就大。
相反，同一金属（或合金）液固之间，由于两者容易结合，界面张力就小。
物体的界面张力不变,界面自由能不变,界面结合力不变。
九-聚合物合金
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9.3 聚合物共混物的形态结构
聚合物合金形态结构的基本类型
均相体系，如果共混的聚合物之间形成了分子水平的相 容，在热力学上是完全相容的，则就会形成均一的，不分 相的体系。
单相连续结构，是指聚合物共混物中两相或多相结构中 只有一相是连续的，称为基体，其他的相分散在连续相中， 称为分散相。由于相之间的交错，分散的相会被分为许多 微小的区域，这种区域称作相畴或微区。单相连续的形态 结构又因分散相含量和相畴的形状、大小以及与连续相的 结合情况不同而表现为多种形式。
完全相容、部分相容、不相容 热力学相容指的是相混合的两种化合物形成均相体系的
能力，判断依据是混合过程中自由能的变化是否小于零。 小于零，则完全相容，形成稳定的、无规的、分子混合的 均相体系；
完全不相容，则形成两个完全分离的区域结构 ；
部分相容则会形成分相但不分离的结构。
.
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聚合物共混物的相容性
当聚合物共混物形成了链段水平或分子水平均匀混合， 则认为是完全相容的体系。
选用含卤素的难燃性树脂与其他树脂共混则可提高其耐燃性
选用光学性能相差较大的树脂进行共混则可以赋予聚合物 合金材料表面以光泽
选用硅树脂和其他树脂共混则可以使其成为具有自润滑性 的材料
选用耐磨性能好的聚四氟乙烯或超高分子量聚乙烯等树脂 与其他树脂进行共混，则可以提高其耐磨性能等
.
15
9.2 聚合物共混物的相容性
缺点：可靠性差，溶剂选择困难。 二、透明性法
将聚合物共混物通过溶液浇铸或模压的方法制成薄膜，然后 根据薄膜的透明度判断体系的相容性。
优点：操作简单
缺点：不适用于含有结晶组分和组分间折光指数差 小的体系。
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聚合物表面与界面科学
聚合物表面与界面科学
2013年8月1日12时20分
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表面张力=分子间作用力(关系以下讨论) 晶态分子间力>非晶态 因此，晶态表面张力>非晶态表面张力 如PE，晶态σ=66.8mN/m(20℃)，非晶态 σ=35.7mN/m(20℃)。但控制和测定聚合物 的表面结晶态并不容易。(p66，PE在不同表 面上结晶) 为了保持低能量状态，晶相会自动转入内部
多元体系中，表面张力低的级份优先吸附(迁 移)到表面(以降低表面能[张力])
聚合物表面与界面科学
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表面张力符合线性加合规则： σ=σ1x1+σ2x2
σ、σ1、σ2--分别为共聚物、组分1和组分2的 表面张力 x1、x2--分别为组分1和组分2的主要摩尔分 数 无规共聚物都是短链，在分子链的牵制下无 法迁移到表面
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表面张力=凝聚态自身分子间力-凝聚态分子 与气态分子作用力 分子间力∝（分子间距）-7 气态分子间距大，与凝聚态物质作用可以忽略， 因此，表面张力=凝聚态物质自身分子间力 物质表面积增加=将一部分分子移到表面=克服 表面张力做功=能量提高=不稳定=物质有自动 减小表面积的趋势
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按照物质的三态，气、液、固，互相和自身之 间都有界面，应该有六种界面。但所有气体 之间都是可以互溶的，即不存在气-气界面。 所以，剩下五种分为两类： 表面：液-气、固-气 界面： 液-液、液-固、固-固
高分子物理课件11聚合物表面与界面
11 聚合物的表面与界面 当d＜2L时，会引起两颗粒间高分子浓度局部升高，
高分子间相互排斥，使体系混合自由能增大；当d＜L时， 颗粒上高分子链被另一颗粒挤压，引起弹性形变，产生 弹性排斥力，这两种因素对胶体颗粒产生位阻排斥力， 有利于提高胶体稳定性。 （2）溶解于胶体分散介质中的高分子
11 聚合物的表面与界面
1、酚醛树脂：由甲醛和苯酚合成，用于家具材料粘结， 强度高，但固化温度高，较脆。 2、蛋白质：血液、乳液、结缔组织及黄豆。胶原基胶 粘剂。无法忍受恶劣环境，如室外。 3、环氧树脂：由酚与环氧氯丙烷合成，用胺类作固化 剂，最广泛，较脆。 4、聚氨酯树脂：能吸收大量能量，可迅速固化，粘结 强度较高。
的过渡部分。 表面处理：用化学或物理方法改变表面分子的化学结构， 来提高或聚合物表面张力
11 聚合物的表面与界面
§11.2 聚合物表面与界面的热力学
一、表面张力与润湿 （一）表面张力 1、定义： 表面层分子受到不对称力场的作用，产生总 的合力表现为指向体相内部的拉力。使液体表面紧缩， 沿液体表面，垂直作用于单位长度的力。方向与物体表 面平行，对于弯曲表面则与表面相切。 2、比表面功：增加单位面积所需的可逆非体积功。
11 聚合物的表面与界面
3、影响表面张力因素 （1）温度：温度越高，表面张力降低，温度高时表面 张力接近，甚至接近于小分子的液态。P302表11-1 （2）聚集态：固态表面张力大于液态。 （3）分子间作用力：越大，表面张力越大。 （4）基团极性：具有极性基团聚合物的表面张力 大于 非极性的。 （5）分子量：一般分子量越大，表面张力越大。 （6）聚合物密度：密度越大，表面张力越大。
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• 表面物理性能：接触角，表面张力的测试； • 表面形貌：电子显微镜观察； • 表面化学组成：ESCA（XPS）； • 表面处理效果：性能的改进（粘结强度，印 刷性、染色性等）。
电晕放电处理
• 聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃是非极性材料， 有高度的结晶性，其表面的印刷、粘接、 涂层非常困难。电晕放电因简便易行，处 理效果好，是聚烯烃薄膜中最常用的表面 处理方法。 • 电晕放电装置示意图
第9章 聚合物表面与界面
9.1 表界面的定义
定义： 表界面是由一个相过渡到另一个相的过渡区域。 表界面区的结构、能量、组成等都呈现连续的梯 度变化。
五类表界面： 固－气 固－液 液－气 液－液 固－固
9.2 表面张力和表面自由能
• 处于液体表面的分子所受的力场是不平衡的， 受到指向液体内部并垂直表面的力，从而产生 表面张力(单位N/m)。
.
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ..
（Ⅱ）光敏剂引发
• 第1类：光敏剂吸收光能后自身可 分解为自由基，引发单体聚合：
G uv
G + PH P + nM
.
G
.
.P
P-
+ GH M
• 第2类光敏剂吸收光能后，本身不直接 形成自由基，而是产生激发态分子， 激发态分子再和聚合物反应，在表面 形成大分子自由基。
2) 偶合接枝法
A A A A A B AB AB A B A B AB
9.3.2 粘附功
α-β相的分离
• 如图所示，在这一过程中，外界所做的功Wa为:
-∆G=γl+γs-γls=Wa • Wa是将结合在一起的两相分离成独立的两相外 界所做的功，称作粘附功。
9.4 接触角的测定方法
停滴法 将液滴视作球形的一部分，测出液滴高度h和 2r，由简单几何分析求出θ：
2hr sin = 2 2 h r 2hr tan = 2 2 r h
聚烯烃的液态氧化处理 • 聚乙烯和聚丙烯是大品种通用高分子材料，但 他们的表面能低，为提高聚烯烃的表面活性， 通常需要他们进行表面改性。液态氧化是聚烯 烃的表面改性方法之一。 • 铬酸液是最重要的液态氧化体系。除了铬酸系 统外，其他氧化液体系有硫酸铵 - 硫酸银溶液； 双氧水，高锰酸钾-硝酸；氯磺酸；王水等。
P + nM
.
P
M
若在有氧等离子处理中，大分子自由 基与氧作用，生成过氧化物：
. POO.+ P.
P + O2
.
POO
.
POO + PH
POOH + P POOP
.
在乙烯基单体存在下，过氧化物分解产 生的自由基就会引发单体发生接枝聚合 反应：
热分解
POOR
PO
.
P-OM
热聚合
PO + nM
.
等离子处理后HDPE的丙烯腈 接枝聚合
（Ⅱ）前辐照法
• 前辐照法是先将聚合物A进行预辐照，使其 表面产生活性中心，然后将其放入单体 M 中进行接枝聚合。 • 优点：辐照和接枝是分步进行的，因而大 大减少了均聚物的的生成。 • 缺点：由于产生的活性中心寿命不长，接 枝效率较低。
无氧辐照
• 将聚合物在真空或惰性气氛中进行预 辐照，使聚合物表面产生自由基，然 后在同样无氧的条件下引入单体，在 适当温度下，聚合物基材上的自由基 引发单体反应形成接枝聚合物。
剥离强度与铬酸酸蚀时间的关系
臭氧氧化
臭氧氧化前后聚丙烯表面性能的变化
• 性 能 未处理 臭氧处理后
有 有 有，臭氧浓度高时消失 67 36.0 36.7～520 1000～1255 （进一步用溶剂处理） ATR-IR 3400cm-1羟基峰 无 1710cm-1羰基峰 无 1648cm-1 -C＝C- 峰 无 与水接触角 （度） 97 临界表面张力（×10-3N/m）29.5 剥 离 强 度 （N/m） 20
. . .
A
M
M M M
. . .
nM
A
MM MM MM
M. M. M.
A
M M M
• 常用单体有苯乙烯类、（甲基）丙烯酸酯 类、丙烯腈类、丙烯酰胺、乙烯吡啶等。 • 影响接枝的因素有单体对辐照的敏感度、单 体浓度、辐照剂量、溶剂、温度，氧等。 • 优点是辐照与接枝过程同时进行，操作比较 简便。 • 缺点是体系在发生接枝聚合的同时也会发生 单体的均聚反应，降低了接枝效率 。
• 把液体内部的分子移到表面，要克服分子引力 做功，系统增加单位面积所作的可逆功即为表 面自由能，简称表面能(单位J/m2)。
9.3 润湿现象
把液体和固体接 触后体系吉布斯 自由能降低的现 象叫润湿。
可以用自由能降 低的多少来表示 润湿程度。
接触角
9.3.1 Young 方程和接触角
• 在三相交界处自固-液界面经过液体内部到气-液 界面的夹角叫接触角，以θ表示：
氧化乙烯-氧化丙烯共聚物的表面张力
A 氧化乙烯
B 氧化丙烯
嵌段与接枝共聚
• 对于嵌段共聚物，若A嵌段有高表面能,B 嵌段有低表面能，则形成共聚物时，B嵌段 优先在表面上吸附，使体系的表面张力明 显下降。B嵌段到一定量，表面张力下降到 B嵌段均聚物水平。 • 接枝共聚物情况与嵌段共聚物相似，但表 面张力减少的程度则轻一些。
等技术，是聚合物表面产生活性中心，引发乙烯基单体在 聚合物表面接枝聚合，或利用聚合物表面的活性基团通过 化学反应接枝。 表面接枝的方法可归类为三类：表面接枝聚合，大分子偶 合反应，以及添加接枝共聚物。
典型的表面接枝法
1) 表面接枝聚合法
* * * * *
nM
M M M M M
（a） 射线辐照法
电晕放电处理装置示意图
当施加高压电时，局部发光放电，产生电 子、正离子、负离子。结果在阳极和阴极之 间产生电晕。 这些高能粒子与聚合物表面作用，使聚合表 面产生自由基和离子，在空气中氧的作用下， 聚合物表面可形成各种极性基团，因而改善 了聚合物的粘接性和润湿性。电晕处理可使 薄膜的润湿性提高，对印刷油墨的附着力显 著改善。
嵌段共聚物组成对表面张力的影响
高韧性PP冲击试样切面的AFM图像
共 混 • 在均聚物共混中，低表面能的组分在 表面上被优先吸附，使体系表面张力 下降。氧化乙烯和氧化丙烯均聚物的 共混结果所示，随低表面能氧化丙烯 均聚物的增加，共混体系的表面能明 显下降，而且这种行为随分子量的增 加而加剧。
氧化乙烯-氧化丙烯共混物的表面张力
9.7 高聚物的表面改性
高聚物表面因表面能低、化学惰性、表面污染
及存在弱边界层等原因，往往难以润湿和粘 合。因此，常常要对高聚物进行表面处理。
表面处理的目的就是改变表面化学组成，增加表
面能，改善结晶形态和表面的几何性质，清除杂 质或脆弱的边界层等，以提高聚合物表面的润湿 性和粘合性等。高聚物表面处理后的表面化学、 物理结构发生了变化，表面处理的效果往往由材 料使用性能评估。
9.5 表面活性剂
表面活性剂 分子由两种 不同性质的 基团所组成， 一种是非极 性的亲油基 团，另一种 是极性的亲 水基团。
表面活性剂分子模型
溶质的浓度对溶剂表面张力的影响有三种： 1）物质的加入会使溶剂表面张力略微升高，属于 此类物质的强电解质有无机盐、酸、碱等。 2）物质的加入会使溶剂的表面张力逐渐下降，如 低碳醇、羧酸等有机化合物。 3）物质少量加入就会使溶剂表面张力急剧下降， 但降到一定程度后，就变得很慢或几乎不下降。
• α射线，β射线，Υ射线，加速电子束，
X射线等高能电离性射线。
• 60Co作为放射线源的Υ射线应用最广。
• 可分为同时照射法和前照射法。
（Ⅰ）同时照射法
• 同时照射法是将接枝聚合物 A 和乙 烯基单体 M 充分接触，在辐照源中 同时接受辐照 。 • 也称为共同辐照法或直接辐照法
辐照接枝的原理
A hv A
聚丙烯表面聚丙烯酰胺接枝量 与辉光放电时间的关系
辉光放电时间与聚合活性种浓度的关系
（c） 光化学接枝法
• 紫外光直接照射下引发接枝聚合 • 加入光敏剂再进行紫外接枝
（Ⅰ）直接光引发
P oxidation POOR (R=( P or H ) PO + OR P-OM
hv POOR PO + nM
等离子体表面改性
聚乙烯的红外羰基吸收带
经Ar或N2等离子处理PE光电子能谱
经Ar或N2等离子处理的聚四氟乙烯 光电子能谱
等离子处理对接触角的影响
铝/环氧粘结剂/聚乙烯的搭接剪切强度 随He等离子处理时间的变化
表面接枝
• 高聚物表面的接枝聚合，是聚合物表面改性的有效方法， 受到人们越来越大的重视和研究。 表面接枝是通过紫外光、高能辐射、电子束、等离子体
(1-53) (1-54)
停滴法测接触角
吊片法 • 将表面光滑、均匀的固体薄片垂直插入液体 中，如果液体能够润湿此固体，则将沿薄片 平面上升。升高值h与接触角θ之间的关系为:
gh sin =12 LG
2
(1-55)
吊片法测接触角
电子天平法 • 设一根纤维浸在某液体中，纤维的另一端 挂在电子天平的测量臂上。用升降装置使 液面逐渐下降。纤维经（b）状态脱离液面 的瞬间，电子天平测出该变化过程中力的 变化∆P，由记录仪记下曲线。
电子天平法测接触角
电子天平测得的力变化∆P
如果液体完全润湿纤维，则：
P 2 r L
(1-56)
式中r为纤维半径 • 如果液体与纤维之间的接触角为θ，则有：
P 2 r L cos
(1-57)
• 若纤维的半径r和液体表面张力σ L已知，则 用电子天平法测出∆P后，即可求出接触角 θ。
高聚物中的抗氧剂对火焰和等离子氧化无影响，但 它能阻止热氧化。 • 典型的火焰接触时间是0.01-0.1s。聚合物表面被 氧化的深度约 4nm-9nm. 光电子能谱分析表明， 用火焰法处理聚乙烯时，在其表面引入了羟基、羰 基、羧基和胺基。由于引入了表面极性基团，因而 润湿性和粘结性得到改善。 • 热处理是将聚合物暴露在热空气（500℃）中。聚 乙烯经热空气处理后，表面上被引进羰基、羧基和 某些胺基，也生成某些烃类的过氧化物，从而获得 可润湿性和粘结性。