2.5.1　水的蒸发

空气中有含有水分，水分在空气中的总量称为湿度。在炎热的夏季，人们通过出汗降低身体的温度，但是如果湿度很大，汗的蒸发速度也会变慢，出汗降温的作用就会减弱。水的蒸发潜热是2260kJ/kg，对于这个数值，很难有直观的感受，但是对于1kg的乳液，以60%的固含计算，含有400g的水，蒸发这些水需要904kJ的能量，这就需要600g的聚合物粒子中聚合物降低350℃来提供热量，在实际的干燥过程中也不可能发生这样的现象，聚合物乳液中水分蒸发的热量由周围的环境提供。湿度的定义是：每公斤干空气中含有水的质量，符号H表示湿度。例如在容器中有100kg的空气，包含1kg的水分，总的质量为101kg，湿度H=1/100=0.01kg/kg。

空气中包含的水分是有最大值的，这个上限与温度和压力有关，在达到这个值以后，水分在空气中就达到饱和，水气就凝结成液相。空气中的湿度与在相同压力和温度条件下的最大湿度的比值，叫做相对湿度。例如，在25℃，标准大气压下（1.02×10⁵Pa），空气的饱和湿度是0.02kg/kg，实际的湿度是0.01kg/kg，相对湿度是H₀=0.01/0.02=50%。

单位面积的水的蒸发速度E，与液体表层的蒸发潜能以及本体中对于水分子的作用力有关，蒸发速度的单位是kg/（m²·s¹）。水的表面水蒸气分压是蒸发的主要驱动力，近邻水表面的水蒸气分压是饱和蒸汽压，。远离水表面的水蒸气分压是由湿度来决定的，P_w。水的饱和蒸汽压是由温度和压力确定的，因而蒸发速率可以表达为：

　　（2-44）

式中的M_w是18g/mol。从公式中很明显的可以看到，蒸发速度与-P_w的差值有关，但是调整会关联P_w的变化，因此要尽可能地增加两者差值。气流能明显的增加蒸发速率，原因与减少了水表面的边界层的厚度和增加了质量的传递速率有关，有报道表明在实验室开门与不开门的状态下，能明显的影响气流和蒸发速率^[68]。增加乳液温度，减少空气湿度可以明显地增加聚合物乳液的干燥速度；增加乙二醇，可以减少水的饱和蒸汽压和蒸发速率。需要注意的是高的温度不一定有快的蒸发速率，因为也会产生高的湿度，但是寒冷条件下，蒸发速率一定很慢。