有機(jī)硅改性醋丙乳液的制備與性能研究.pdf

1、目前,紙塑膠粘劑普遍存在粘接力不強(qiáng)等技術(shù)難題,通過(guò)采用潤(rùn)濕性良好的有機(jī)硅氧烷單體對(duì)丙烯酸酯、醋酸乙烯酯進(jìn)行改性,以半連續(xù)種子乳液聚合獲得高固含量水性乳液,對(duì)所得到的聚合物進(jìn)行表征與性能測(cè)試,確定其分子結(jié)構(gòu),獲得其關(guān)鍵性能指標(biāo),并摸索出一套較理想的工藝條件；通過(guò)測(cè)試并分析共聚物乳液的表面性能與剝離強(qiáng)度,研究經(jīng)有機(jī)硅改性聚合物的表面性質(zhì)與剝離強(qiáng)度之間的關(guān)系。主要研究分為三部分:
　　 第一部分:采用醋酸乙烯酯(VAC)、丙烯酸丁酯(

2、BA)、丙烯酸(AA)三元共聚體系制備膠粘劑專用水基乳液。實(shí)驗(yàn)采用陰離子和非離子型復(fù)合乳化劑,隨復(fù)合乳化劑用量的增加乳液粘度增加、穩(wěn)定性提高,但用量過(guò)高或過(guò)低均會(huì)降低粘接強(qiáng)度。在復(fù)合乳化劑配比為1:2且用量為單體的6％時(shí),乳液聚合穩(wěn)定性較好。采用過(guò)硫酸鉀為引發(fā)劑,當(dāng)引發(fā)劑用量為單體的0.8％時(shí),聚合反應(yīng)的凝膠率最低,當(dāng)引發(fā)劑用量為單體的0.6％時(shí),單體轉(zhuǎn)化率最高。自由基聚合反應(yīng)中,反應(yīng)時(shí)間越長(zhǎng),單體的轉(zhuǎn)化率就越高,乳液性能越好,但當(dāng)反應(yīng)

3、時(shí)間大于2h時(shí),對(duì)單體轉(zhuǎn)化率的影響已不太大。因此,在生產(chǎn)中控制聚合反應(yīng)在85℃左右,反應(yīng)時(shí)間2h較適宜。軟硬單體配比不同,所得聚合物玻璃化溫度不同,乳液的粘接性能有很大差異。隨著軟硬單體比的增加,乳液對(duì)紙張與雙向拉伸聚丙烯(BOPP)基材的剝離強(qiáng)度均出現(xiàn)先增大后減小的趨勢(shì),在2.0:1.0時(shí)達(dá)到最大值。
　　 第二部分:采用半連續(xù)預(yù)乳化聚合法,制得了對(duì)低表面能材料(聚丙烯膜)有較好粘結(jié)性能的有機(jī)硅改性醋丙乳液,通過(guò)透射電鏡照片可

4、以明顯的看出其核殼結(jié)構(gòu),并且大部分乳膠粒子的直徑約為180納米。將部分VAC單體和引發(fā)劑與全部的乳化劑進(jìn)行預(yù)乳化可提高水相中乳化劑分子的濃度,避免聚合反應(yīng)初期因聚合反應(yīng)速率較低而出現(xiàn)“起泡現(xiàn)象”,保證起始反應(yīng)的正常進(jìn)行,促進(jìn)反應(yīng)體系出現(xiàn)“藍(lán)光”,提高單體滴加階段的聚合穩(wěn)定性。隨著溫度的上升,轉(zhuǎn)化率提高,并且有機(jī)硅單體的水解縮合速率增大,再加上乳膠粒間的碰撞幾率增加,導(dǎo)致凝膠率提高。硅氧烷的添加量控制在10％至30％范圍內(nèi),可使得乳膠膜的

5、粘接性能有較大提升,其中硅氧烷含量為20％時(shí),剝離強(qiáng)度為10N／2.5cm。
　　 第三部分:乳膠膜的表面自由能隨共聚物中有機(jī)硅含量的增加而降低,有機(jī)硅含量為10％時(shí),表面自由能顯著降低;隨著有機(jī)硅含量的增加,表面自由能降低的趨勢(shì)有所減緩,當(dāng)聚硅氧烷含量達(dá)50％時(shí),共聚物膜的表面自由能與有機(jī)硅聚合物的表面自由能(20.8mN／m)接近。含硅共聚物乳液對(duì)BOPP膜進(jìn)行了部分浸潤(rùn),并且隨著有機(jī)硅含量增加,浸潤(rùn)的程度有所加強(qiáng),隨著有機(jī)