涂料千百万种,
原料万百千种,
所以一旦成为涂料人,就开始陷入复杂琐碎中......
老涂料人的教导有2条:
第一条是经验,
第二条是牢记第一条。
所以涂料人一辈子就陷入经验中了。
先进国家上世纪就在开发涂料R&D的电脑专家系统,至今不能上市,这说明涂料看似简单,实则复杂,影响因素非常多,而且难以定量。
所以我们要不断总结,让经验上升为模式、模型,使用它更容易做判断。
所谓,子曰:“学而不思则罔(上升为理论),思而不学则殆(应用理论和不断发现新的经验)”。
就是要把复杂的东西进行简化,才能真正变成自己的东西。
dxw模型是涂料原料分类的一种模型,非常简单,就是说任何一种原料在涂料中都可以简单的归纳为三个参数来表达。
参数 | 名称 | 描述 |
d | 大小 | 就是该原料最大的那个尺寸,如长度或直径。 |
x | 形状 | 就是除了最大的那个尺寸外,还有其他的尺寸一起表达的形状,如宽、高构成的形状等。 密度、极性、氢键、蒸发潜热等是抽象的形状参数。“有其内必有其外”,形状呈现反映了内部结构。 |
w | 位置 | 在某一种涂料中该原料的位置,这个位置既和dx两个参数相关,又和该位置上下左右存在的其他原料相关,还和环境条件相关。 |
如果你没有涂料经验,你是很难读懂这张表的,如果你经验丰富,你是很容易发现这张简单的表就反应了原料、涂料的整体观,又反映了涂料的结构。
因为太简单,又内容丰富,所以很难讲解清楚,你要自己观、悟。
正可谓“道可道,非常道。”
为什么一般不愿意讲涂料模型,正如此。
但是如果你自己多读几遍读懂了,你的功力就上升了一个台阶。
d就是用一维的参数尺寸,一个标量,没有方向,来表示原料的最重要性能。任何原料的性能最简单的性能就是d大小,越简单越容易被忽略。为什么它如此重要呢,因为原料组成(构成)涂料,首先表现为大小的组合,小的围着大的,大的向下走,小的向上走,小的跑得快,大的移动得慢......
涂料的结构首先是物理组合结构。
x形状就是用一维的参数描述2维的信息,这是一个向量,它有方向,来表示次价健、极性、电荷等方面的内容构成的信息,这个作用力比d大。所谓异性相吸、相似相容,就是在描述形状的组合规律,溶解度参数是原料形状的最好描述,有很多描述形状的方法,各展所长。
w位置,既和dx(内因)相关又和涂料中其他原料相关,还和环境如温度相关(外因)。该原料所在的w位置和周围的原料的作用,就是我们讲的涂料的结构。
我们用:
d大小作Y轴,上边小下面大(和一般坐标系是反过来的)
x形状作X轴,用原料的表面张力来代表,左小右大(正常)
dx相交的地方是该配方主树脂的w位置
你可以自己来揣摩涂料的结构和性能的关系。
建立整体观很重要。整体和局部相关,局部和整体也相关,这就是整体观,在心中牢固树立了这个观念,很多事情就好办了。
现在我们用dxw模型来研究水
分子式 | H2O | |
d大小:分子的直径 | 0.4nm | 非常小,在涂料原料中是最小的。 |
x形状:结构式 | H—O—H(两氢氧键间夹角104.5°) | 非常强的极性。 因为偶极子有正极与负极,活像小磁铁。分子的正极吸引邻近分子的负极,从而分子黏在一起。 |
表面张力,18℃ | 72mN/m | 非常高 |
熔点 | 0℃ | 很高(相对其d) |
沸点 | 100 ℃ | 很高(相对其d) |
比热容 | 4.186kJ/(kg·℃) 0.1MPa 15℃ | 很大 |
蒸发潜热 | 2257.2kJ/kg,0.1MPa,100℃ | 很大 |
密度 | 水的密度在4℃时最大,为1×103kg/m3 | 很大 |
水的极限毛细上升高度,15℃ | 粗砂为0.2m 细砂为1.2m 纯粘土则为12m | 很高 |
介电常数,室温下 | 78.5 | 特别大 |
这是我国科学家拍到的水分子的照片
在所有涂料溶剂中水的特点是,d最小,x是三角形强极性,所以水具有了很多不同的特性。(不患无位)
这是常温下水分子的状态示意图
常温下水分子处于缔合转态,每个氧原子周围有4个氢原子存在,远近距离不同。
d最小,导致水无所不在,即使在二甲苯这样的非极性溶剂中也有它的身影,而且w位置一定在原料的极性基团附近,原料的含水量成了一个惯常的指标。
x三角形强极性,导致水这么小的分子,沸点竟然那么高,甲醇比水大很多,但沸点低很多,挥发很快,而水却很慢。
而且熔点也很高,熔点距沸点很近,这说明水的挥发速率受温度影响很大,高温时很快干,低温时很慢干,必须适当处理。(患所以立)
x形状极性很强,造成蒸发潜热巨大,烘干时必须加大功率。
x形状极性很强,造成介电常数很大,这样研究水性漆是可以大量使用离子型分散剂分散颜料,而且很稳定,因为尺寸很小的水的w位置可以包围,可以电离出分散剂的离子,和油性漆有很大的区别。(患所以立)
......
dxw方法可以研究溶剂、树脂、助剂、颜料、填料、特殊原料在涂料中的位置,从而预测其功能,掌握了原料的dxw就可以以简驭繁,建立整体观,脑洞大开。
总编语:
本文得稿费 386元,诚邀你也来投一篇!
阅读次数:508