水汔在涂层中的扩散传输行为和存在形式

利用石英晶体微天平（QCM）为主要手段，研究了水汽在醇酸清漆和聚氨酯清漆涂层中的扩散传输行为，当相对湿度（RH）大于30％时，吸附和脱附动力学都符合Fick第二扩散定律，溶解性遵守Henry定律，计算出了平均扩散系数D。当吸水后的样品重新暴露于干燥空气时，总有一部分水残留于涂层中，傅利叶变换红外光谱仪（FTIR）测定表明吸水前和脱水后涂层分子结构发生了变化，残留水与涂层分子中的羰基C＝O形成了氢键，水在涂层中有相当部分可能是以相互转换的链传递方式传输，形成氯键的速度比扩散速度快得多，当RH大于30％时，涂层中水的浓度足以支持其反应，扩散为吸水过程的控制步骤，此时表现为符合Fick第二扩散定律；当RH低于30％时，涂层中水的浓度不足以支持其反应，反应速度降到和扩散速度可相比，此时吸水过程开始偏离Fick第二扩散定律。