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设计性实验开题报告 研究课题 多元丙烯酸酯乳液聚合和压敏胶粘剂的制备、表征 专业班级 理学院应用化学系1002、1003班 指导老师 巫辉 小组组长 杨子陆 小组成员 刘刚 潘辉 李亚波多元丙烯酸酯乳液聚合和压敏胶粘剂的制备、表征 摘要:本次综合实验使用丙烯酸酯乳液聚合滴加法制备压敏胶使用乳液聚合方法制备丙烯酸酯乳液压敏胶,最后采用DSC、傅里叶变换红外光谱仪、粘度计等仪器对压敏胶的性能进行测试。关键词:压敏胶、初粘性、持粘性、丙烯酸酯乳液聚合、玻璃化温度一压敏胶定义、组成、性能以及工业背景1.压敏胶的定义压敏胶黏剂(pressure-sensitive adhesive,PSA)是一类对压力有敏感性的胶黏剂,它是一类无需借助于溶剂、热或其他手段,只需施加轻度压力,即可与被粘物牢固粘合的胶黏剂。压敏胶是一种同时具备着液体的粘性性质和固体的弹性性质的粘弹性体;这种粘弹性体同时具备着能够承受粘接的接触过程和破坏过程两方面的影响因素和性质1。压敏胶通常是由压敏胶粘剂、基材、底层处理剂、背面处理剂和隔离纸等组成。(1)压敏胶粘剂的主要作用是使胶粘制品具有对压力敏感的黏附性能。(2)基材是支撑压敏胶粘剂的基础材料,要求有较好的机械强度,较小的伸缩性,厚度均匀及能被胶粘剂润湿等(3)底层处理剂亦称底涂剂,其作用是增加胶粘剂和基材之间的黏合力,在揭除胶粘带时不会导致胶粘剂和基材脱开而沾污被粘表面(4)背面处理剂(隔离剂),通常是热固化或光固化的有机硅树脂(5)隔离纸(防粘纸)是双面压敏胶粘带压敏胶粘片材的制造中不可缺少的材料,防止胶粘制品胶层之间或胶层与其他物品之间相互粘连2。2.压敏胶的组成 3 表1 压敏胶的组成组成聚合物增粘剂增塑剂填料粘度调节剂防老剂硫化剂溶剂用量()30-5020-400-100-100-100-20-2适量作用给予胶层足够内聚强度和粘接力增加胶层粘附力增加胶层快粘性增加胶层内聚强度,降低成本调节胶层粘度提高使用寿命增加胶层内聚强度,耐热性便于涂布施工常用原料各种橡胶、无规聚丙烯、聚乙烯基醚、氟树脂等松香、石油树脂苯二甲酸酯ZnO、TiO2、MnO2、粘土大豆油、液体石蜡、机油防老剂甲、防老剂丁硫磺、过氧化物汽油、甲苯、乙酸乙酯、丙酮3.压敏胶粘剂的工业背景以及类型压敏胶粘剂的特点是粘之容易、揭之不难、剥而不损,在较长时间内胶层不会干涸,因而压敏胶粘剂也称为不干胶。目前,美国、西欧、日本、中国等国家及中国台湾地区的压敏胶粘剂的销售量在1000kt以上。据统计,2006年中国大陆压敏胶制品( 包括压敏胶粘带和胶粘标签纸) 的销售量为59.2108m2。市场分布,包装胶粘带:32.68108m2;电器绝缘胶带:100108m2;双面胶带:278108m2;文具胶带:064108m2;胶粘标签纸:14.00108m2;其他:052108m2。目前,世界压敏胶制品共计1000种。据统计,2000年世界压敏胶黏剂年总产量108.9108t,压敏胶制品的总产量326108m2其中压敏胶带产量为215108m2,胶粘标签纸总产量为111108m2。由于高速操作、合理涂布、排除溶剂公害问题的需要,现代工艺发展了暖熔压敏胶,它集热熔胶和压敏胶的特点于一体,无溶剂,无污染,使用比较方便。其应用范围很广,可用于尿布、妇女用品、双面胶带、标签、包装、医疗卫生、书籍装订、表面保护膜、木材加工、壁纸及制鞋等方面。其中,包装用HMPSA(热熔压敏胶)消费量最大,几乎占总量的一半。由压敏胶制成的工业产品很多,但是结构上主要有三种,即单面压敏胶粘带、双面压敏胶粘带和压敏胶粘片材,它们的结构一般由压敏胶粘剂、基材、底层处理剂(底涂剂)、隔离剂和隔离纸等部分组成。压敏胶的类型以及部分国产的型号如下表所示:表2 压敏胶的类型以及部分国产的型号类型橡胶型压敏胶树脂型压敏胶天然橡胶压敏胶聚异丁烯压敏胶丁基橡胶压敏胶丁苯橡胶压敏胶聚烯烃压敏胶顺醋共聚压敏胶丙烯酸树脂压敏胶硅树脂-硅橡胶压敏胶氟树脂压敏胶主要成分烟胶片、增粘树脂、松香酯、防老剂聚异丁烯、增粘树脂、溶剂丁基橡胶、增粘树脂、填料、防老剂丁苯橡胶、增粘树脂、填料、防老剂无规聚丙烯、聚乙烯基醚等、防老剂顺丁烯二酸酐-醋酸乙烯共聚树脂,增粘树脂、软化剂丙烯酸丁酯与其他丙烯酸酯共聚物、溶剂硅橡胶、硅树脂、增粘树脂、填料氟共聚树脂、溶剂特点内聚力不太高、快粘性好、耐老化及耐热性差耐老化、耐臭氧、耐水蒸汽好、内聚力差耐老化、耐臭氧、耐水蒸汽好、内聚力差吸水性低、耐老化较好、快粘性内聚力较差耐水性耐油性好、耐光性差内聚强度较好、耐老化性好、快粘性差耐老化、耐热性好、非交联型内聚力不高耐热性好、耐老化、耐水性好、内聚力较小耐老化耐热性耐介质性好、与氟塑料粘附力强用途电工绝缘医用文教包装等文教包装粘接、聚乙烯等非极性材料文教包装粘接、聚乙烯等非极性材料野外及水中绝缘聚乙烯等非极性材料粘贴铭牌粘贴包装等铭牌粘贴、粘鼠等耐高温电机绝缘氟塑料粘接国产牌号JY-4胶、橡皮膏、341光敏胶带、涤纶胶带JY-201胶、聚异丁烯压敏胶、聚乙烯胶带印刷电路板、双面胶带701自粘带乙烯基树脂压敏胶DOM-60,GOM-60DS压敏胶、丙烯酸压敏胶、粘鼠胶自粘硅橡胶带表3 按压敏胶的形态分类形态所用聚合物种类主要用途溶剂型天然橡胶,丁苯橡胶,聚异戊二烯,聚异丁烯和丁基橡胶,聚丙烯酸酯,有机硅聚合物,热塑性弹性体,聚乙烯基醚等包装、固定和办公事务,电气绝缘,表面保护和装饰,粘接,印刷标签,医疗卫生等乳液型聚丙烯酸酯,天然橡胶,丁苯橡胶,氯丁橡胶等包装、固定和办公事务,表面保护和装饰,印刷标签,医疗卫生等热熔型SIS、SBS等热塑性弹性体,聚丙烯酸酯,EVA等包装、固定和办公事务,表面保护和装饰,印刷标签,医疗卫生等压延型再生橡胶,聚异戊二烯,聚异丁烯等表面保护,电工绝缘,医疗卫生等反应型聚丙烯酸酯,聚丁二烯,聚氨酯等粘接,永久性标签4.压敏胶粘剂的四大黏合性能压敏胶粘剂的四大黏合性能即初粘(tack)力T,黏合(adhesion)力A,内聚(conhesion)力C和黏基(keying)力K,它们之间必须满足TACK这样的性能要求。若TA,就没有对压力敏感的性能;若AC,则揭除胶粘制品时就会出现胶层破坏,导致胶粘剂沾污被粘表面、拉丝或粘背等弊病;若CK,就会产生脱胶(胶层脱离基材)的现象。四大粘合性能如下:初粘力(快粘力)即当压敏胶粘制品和被粘物以很轻的压力接触后立即快速分离所表现出来的抗分离能力。也就是用手指轻轻接触胶黏剂面时显示出来的手感粘感。黏合力是指用适当的压力和时间进行粘贴后压敏胶粘制品和被粘表面之间所表现出来的抵抗界面分离的能力。一般用胶粘制品的180剥离强度来衡量。内聚力即胶粘剂层本身的内聚力。一般用胶粘制品粘贴后抵抗剪切蠕变的能力即持粘力来量度。黏基力是指胶粘剂与基材,或胶粘剂与底涂层及底涂层与基材之间的黏合力。当180剥离测试发生胶层和基材脱开时所测得的剥离强度,即为黏基力。5.聚合物分子结构影响压敏胶粘性能(1)共聚物组成的影响制备丙烯酸酯压敏胶所用的单体有软单体、硬单体和官能单体,软单体提供压敏性,硬单体提供内聚强度,官能单体提供可以继续反应的官能团或其他的特性。在进行压敏胶配方设计时,一般先用FOX公式(1/Tg=W1/Tg1+W2+Wn/Tgn式中,W1,W2,,Wn,分别为参加共聚合的各种单体的质量百分数,Tg1,Tg2,Tgn,分别为这些单体的均聚物的玻璃化温度(用绝对温度表示))计算出一个共聚物的玻璃化温度。选择适当的配比,使共聚物的玻璃化温度处于一定的范围内。一个天然橡胶和增粘树脂的混合体系或一个丙烯酸酯共聚物,只有当它的玻璃化温度低于-20时才会具有压敏粘接特性。设法提高聚合物的玻璃化温度就能使它的压敏胶粘性能得到提高,有利于聚合物对被粘物的粘接;而降低聚合物的玻璃化温度,会使降低它的压敏胶粘性能,有利于将聚合物从被粘物的剥离下来。(2)高聚物含有反应性基团对胶粘强度的影响聚合物粘料与被粘物通过离子键共价键或螯合键结合具有很大作用力,从而在合成聚合物时引入具有反应能力的基团,或者在胶粘剂配方中加入一些能与界面反应的助剂(如偶联剂), 使其胶粘强度增加,有利于聚合物对被粘物的粘接,而将聚合物从被粘物的剥离下来相对困难。(3)高聚物极性对粘接强度影响一些不容易发生反应的极性基团,通过范德华引力和生产氢键,既可以增加聚合物基料本身的内聚力,也可以与被胶粘的极性表面在充分润湿条件下产生很强的作用力。对于高表面能被粘物的粘接,胶粘剂的极性越强,其胶接强度越大;对于低表面能被粘物,胶粘剂极性的增大往往导致粘接体系的湿润性变差而使粘接力下降。将带有极性基团的单体与常用的(甲基)丙烯酸酯的单体共聚,制得侧链带有极性基团的共聚物,极性基团的引入可以改善共聚物的剥离强度和粘接性能。极性基团不仅改善了对极性被粘表面的粘接条件,而且还改变了共聚物单体的力学性质(如提高了玻璃化温度,增加了弹性模量、内聚强度和本体粘度)。(4)聚合物分子量和分子量分布的影响分子量较低时,胶接强度随分子量增加而上升,并趋于一个定值。聚合物分子量越大,大分子间相互作用的总和也越大。分子量继续增大时,柔性的长链达到一定长度时,因链卷曲相互间会发生缠结,链本身的活动性反而受限制,胶粘效果可能不增加,甚至减少。低分子量聚合物制成的压敏胶粘剂,初粘力有时可能不错,但它们的剥离强度和持粘力一般不高;而高分子量聚合物制成的压敏胶粘剂,它们的初粘力、持粘力和剥离强度都有显著提高。聚合物高分子量的部分决定了压敏胶的持粘性,而低分子量成分的存在对初粘力和剥离强度有贡献。在同样情况下,分子量分布较宽的聚合物胶粘剂更容易做到三大压敏胶粘性性能之间较好的统一。(5)高聚物主链的刚性或柔性影响胶粘性胶粘剂分子链的柔性较大,提高粘接能力,不利于将胶粘剂从被粘物上剥离,剥离强度高;胶粘剂的刚性较大,粘接强度下降,有利于将胶粘剂从被粘物上剥离,剥离强度低。为了压敏胶粘性性能之间较好的统一,用刚柔段结合在一起的ABA嵌段共聚物或接枝聚合物作为胶粘剂效果好。(6)聚合物侧链化学结构的影响侧链基团的间隔距离越远,它们的作用力及空间进阻越小,胶粘强度增加,更适合用作粘接剂基材。侧链基团体积的大小也决定其位阻作用的大小,位阻大的胶粘强度小,不适合作黏合剂基材。侧链长短对聚合物性能有明显影响。直链状的侧链,在一定范围内随其链长增加,聚合物柔性增加,有利于胶粘。如果侧链太长,会导致分子间的纠缠,不利于内旋作用,聚合物柔性及粘接性能降低。聚合物分子中同一个碳原子连接两个不同的取代基团会降低分子链的柔性及粘接性能。(7)聚合物的交联及交联度影响在粘接体系已充分湿润态或具有相互扩散作用的情况下,通过交联提高胶层的内聚力是提高胶接强度的有效方法。在交联度不高的情况下,交联点之间分子链的长度远远大于单个链段的长度,作为运动单元的链段仍可能运动,聚合物有较高柔性。交联点的数目太多,由于交联间距变短,交联点单键的内旋作用逐渐丧失,交联聚合物变硬变脆。一般来说,交联时能够形成柔软的键如醚键、酯键等的交联剂以及分子量比较大或本身的分子链比较柔软的交联剂,交联使初粘力和180剥离强度下降的趋势变缓。用离子键交联的压敏胶的持粘力在高温下会迅速下降,这是由于离子型交联键在高温下会解离的缘故。共价型交联键在高温时不会解离,故用共价键交联可大大提高压敏胶高温下的持粘力。(8)聚合物基料的结晶影响粘接高结晶的聚合物,其分子链排列紧密,分子间的相互作用力增大,分子链难于运动并导致聚合物硬化和脆化,粘接性能下降。适当结晶化可提高胶接强度。二压敏胶的制备工艺工业上使用的压敏胶主要有4大类:溶剂型压敏胶、乳液型压敏胶、热熔型压敏胶和射线固化型压敏胶。压敏胶按其聚合物分成橡胶类压敏胶、聚丙烯酸酯类压敏胶、聚乙烯基醚树脂类、聚氨树脂类、聚异丁烯类等乳液型压敏胶占据着绝对优势地位,是我国压敏胶工业的一大特色,乳液压敏胶尤其是丙烯酸酯乳液压敏胶在我国有着特殊的重要性。丙烯酸酯类压敏胶粘剂是目前仅次于橡胶类,用得最多的压敏胶粘剂,它是以丙烯酸酯单体和其他乙烯类单体的共聚物,大致可以分为交联型和非交联型两类。由于均聚物的玻璃化温度较低(Tg:-20-70),一般情况下是由起粘着性作用的柔性单体为主,加入高玻璃化温度、能被赋予胶粘性和内聚力的硬性单体,以及少量含官能团的单体共聚而成。加入含官能团单体的目的是使压敏胶能够通过交联而进一步提高其胶粘力、内聚力和耐热蠕变性。通过共聚合可以引进各种极性基团,因此胶粘力一般比较大。又由于有氢键和进行交联反应,所以内聚强度一般比较大4。1. 丙烯酸酯类共聚乳液使用单体及各单体作用影响乳液压敏胶力学性能的主要因素之一就是胶粘剂中共聚物的玻璃化温度Tg。压敏胶的玻璃化温度一般应保持在-20-60的范围比较合适,当然不同使用要求的压敏胶配方体系有不同的最佳Tg值。玻璃化温度的调节可以通过选择具有很低的玻璃化温度的软单体与较高玻璃化温度的硬单体按一定比例共聚,这样可在保持一定内聚力的前提下有很好的初粘性和持粘性。丙烯酸酯类共聚乳液用单体通常分为3类:起粘附作用的软单体, 主要是碳原子数为4-8的丙烯酸酯, 如丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯等;起内聚作用的硬单体, 这类单体与软单体共聚后保持粘接力与内聚力的平衡, 如甲基丙烯酸甲酯、醋酸乙烯酯、苯乙烯、氯乙烯等;起改性作用的功能单体, 可以通过其自身的活性官能团赋予胶粘剂反应特性, 用以改良胶粘剂的粘接性能以及耐水性、耐候性、耐溶剂性等性能, 如丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酞胺、丙烯酸缩水甘油酯等5。 制备酸酯乳液压敏胶时, 要选择合适的软、硬单体及用量, 使得软、硬单体配比适当, 才能达到压敏胶的粘接性能和内聚强度的协调与平衡,但对压敏胶来说,功能单体的选择也是很重要的,它既能够增加压敏胶的内聚力, 改善与基材的附着力, 又提供了进一步交联的活性基团。另外,乳化剂的用量对乳液的稳定性有很大影响,当乳化剂用量少时乳液在聚合中稳定性差,容易发生破乳现象,随着乳化利用量的增加,乳液逐步趋向稳定。但乳化剂用量过高又会降低压敏胶的耐水性,而且施胶时泡沫过多,影响施工性能。在实际应用时,一个完整乳液压敏胶配方中可能还要加入抗冻剂、消泡剂、防霉剂、色浆等等6 。表4 常用丙烯酸酯型压敏胶的单体及玻璃化温度单体类别单体名称玻璃化温度/粘性(软)单体丙烯酸乙酯-22丙烯酸丁酯-55丙烯酸异辛酯-70内聚(硬)单体乙酸乙烯酯22丙烯晴97丙烯酰胺165苯乙烯80甲基丙烯酸甲酯105丙烯酸甲酯8改性(功能)单体甲基丙烯酸228丙烯酸106甲基丙烯酸羟乙酯86甲基丙烯酸羟丙酯76二氨基乙基甲基丙烯酸酯132.丙烯酸酯乳液制备压敏胶实验部分5(1)滴加法制备配方 表5 丙烯酸酯滴加法配方1 表6 丙烯酸酯滴加法配方2原料用量投料量/G原料名称投料量/G单体(功能单体)甲基丙烯酸1.2单体丙烯酸丁酯80(软单体)丙烯酸丁酯57丙烯酸乙酯10(硬单体)甲基丙烯酸甲酯0.63乙酸乙烯酯5缓冲剂 碳酸氢钠0.25丙烯酸5引发剂 过硫酸铵0.29乳化剂K12(十二烷基磺酸钠)1.8保护胶体聚乙烯醇1.3缓冲剂碳酸氢钠0.5乳化剂K12(十二烷基磺酸钠)0.5水100OP-10(辛基苯酚聚氧乙烯(10)醚)0.4蒸馏水453%氨水0.7(2)主要设备及仪器 CS501 型超级恒温槽、D25 - 型电动搅拌器、转速控制器、烘箱、天平、三口烧瓶、滴液管、温度计、烧杯、量筒、移液管、洗耳球、傅里叶红外光谱仪 (3)乳液制备方法 配方11).将0.57g的过硫酸铵溶于5Ml的蒸馏水中,制成5%的过硫酸铵溶液备用。2).在装置搅拌器、恒压滴液漏斗、回流冷凝器和温度计的250ml三口烧瓶中, 加入2.5g乙烯醇和90g去离子水。边搅拌边升温, 加热至(801) ,使聚乙烯醇完全溶解。然后搅拌降温至60, 加入0.7gOP-10和1gK12,搅拌半小时使充分乳化后加入1/3混和单体和1/ 3过硫酸铵水溶液。在不断搅拌下开始滴 加混合单体, 混合单体为:57g丙烯酸丁酯,25.5g丙烯酸异辛酯,1.26g甲基丙烯酸甲酯,1.47g丙烯酸羟乙酯和1. 65g甲基丙烯酸。保温75反应2h,然后边反应边滴加剩下的单体和引发剂,控制45小时滴加完,然后升温到90-91,保温半小时后降温至50以下,用氨水调节pH值到6-6.5,停止搅拌,出料得共聚乳液。实验总计约7-8小时。配方2先加入30g水在三口瓶中,搅拌下升温到80摄氏度时加入0.1g溶入10g过硫酸铵的溶液中,在温度稳定在81摄氏度左右后,同时滴加单体混合物和乳化剂+0.5g过硫酸铵+0.5g碳酸氢钠+60g水的混合物。保持适当滴加速度使两组分在3h内同时滴加完毕,然后再82摄氏度保温一定时间(0.5h),降温至40摄氏度左右,过滤后可得产品。(4)试验装置图图一 实验装置图(5)压敏胶薄膜试片的制备在宽为25 mm、厚度为0. 07 mmBOPP(双向拉伸聚丙烯薄膜)膜上均匀涂上一层胶液,在烘箱中100 下烘5 min ,然后取出放置30 min 后粘贴于洗净烘干的不锈钢片上,用重物压实,再在烘箱中50 下烘57 min。3.性能测试5(1)180剥离强度 压敏胶粘带180剥离强度是指在规定的剥离条件下使胶接试验分离时单位宽展所能承受的载荷(使用装置见附录2)。原理及方法:用180剥离方法施加应力,使压敏胶粘带对被粘材料粘接处产生特定的破裂速率所需的力。胶粘带与被粘材料一端粘接,其夹角大于30,被粘材料的另一端下面放置一条长约200 mm,宽40mm的涤纶膜或其它材料,然后用辊压装置的轮子在自重下约以120mms的速度对试样来回滚压三次。到达产品工艺规程规定的停放时间后,将试样自由端对折180,并从试板上剥开粘合面25 mm 把试样自由端和试验板分别夹在上、下夹持器上。应使剥离面与试验机力线保持一致。试验机以300 mm/min士10 mm/min下降速度连续剥离,并有自动记录仪绘出剥离曲线。测定单面压敏胶粘带或双面压敏胶粘带与薄片、薄膜等材料剥离强度时,先将薄片、薄膜等粘贴在钢板上,然后进行试验。采用说明:JIS Z 0 237中规定为SUS 304钢板试验结果取值范围在记录曲线中.曲线AB,CD部分不计入试验结果按剥开后的20-80 mm之间的距离(BC部分)计算。求积仪法计算压敏胶粘带180剥离强度a(kN/m)按下式计算: 记录曲线中取值范围内的面积,mm 记录曲线中取值范围内的长度,mm胶粘带实际宽度,记录纸单位高度的负荷,kN/m, 读数法计算在剥离的取值范围内,每隔20 mm读一个数,共读4个数,求其平均值代表每一组试祥个数不少于3个,试验结果以剥离强度的算术平均值表示。(2)初粘性试验按GB/T 4851的规定进行。物体和压敏胶粘带粘性面之间以微小压力发生短暂接触时,胶粘带对物体的粘附作用称为初粘性。原理将一钢球滚过平放在倾斜板上的胶粘带粘性面。根据规定长度的粘性面能够粘住最大钢球尺寸,评价其初粘性大小。装置 主要由倾斜板、放球器、支架、底座及接球盒等部分组成。步骤使用钢球的选择方式:将斜面滚球装置调至水平位置,除特殊规定外,将倾斜板的倾角调到30。用蘸有清洗剂的脱脂纱布,擦洗玻璃表面和聚酯薄膜的两面,再用纱布擦干净。将擦去防锈油的钢球,放入盛有清洗剂的容器内浸泡数分钟,取出后,用清洁的清洗剂和纱布反复清洗擦拭,然后再用于净纱布擦拭干净,清洗后的钢球,应用干净的竹(木、骨)制镊子等工具夹取。将胶粘带试样粘性面向上地放置在倾斜板上。在规定部位覆上聚酯薄膜作为助滚段。助滚段应平整,无气泡、皱折等缺陷。助滚段以下100mm范围为测试段。用胶粘带将助滚段两侧及试样下端固定在倾斜板上。必要时,也可以用胶粘带沿测试段两侧边缘加以固定,使试样平整地贴合在板上。用镊子把钢球夹入放球器内,调节放球器的前后位置,使钢球中心位于助滚段起始线上,在正式测试前,一个试样允许作多次试测,但应调节放球器的左右位置,使钢球每次滚过的轨迹不重合。试样宽度大于25mm时,以试样中央25mm宽的区域为有效测试区域。预选最大钢球,轻轻打开放球器,观察滚下的钢球是否在测试段内被粘住(停止移动逾5s以上)。从大至小,取不同球号的钢球进行适当次测试,直至找到测试段能粘住的最大球号钢球。取上述最大球号钢球和球号与之衔接的大小两个球,在同一试样上各进行一次测试,以确认最大球号的钢球。正式测试取3个试样,用最大球号钢球各进行一次滚球测试。若某试样不能粘住此钢球,可换用球号仅小于它的钢球进行一次测试,若仍不能粘住,则须按4-9重新测试。测试结果以钢球球号表示。在3个试样各自粘住的钢球中,如果3个都为最大球号钢球,或者两个为最大球号钢球,而另一个的球号仅小于最大球号,则测试结果以最大球号表示;如果一个为最大球号钢球,而另两个钢球球号仅小于最大球号,则测试结果以仅小于最大球号的钢球球号表示。(3)持粘性测试持粘性是指沿粘贴物上的压敏胶带长度方向垂直悬挂一规定重量的砝码时胶粘带抵抗位移的能力。(使用仪器见附录2).原理及方法:将试样平行于板的纵向粘贴在紧挨着的试验板和加载板的中部。用压辊以约300 mm/min的速度在试样上滚压。注意滚压时,只能用产生于压辊质量的力,施加于试样上。试样在板上粘贴后,应在温度232,相对湿度 655%的条件下放置20 min。然后将试验板垂直固定在试验架上,轻轻用销子连接加载板和砝码。整个试验架置于已调整到所要求的试验环境下的试验箱内。记录测试起始时间。到达规定时间后,卸去重物。用带分度的放大镜测出试样下滑的位移量,精确至01mm;或者记录试样从试验板上脱落的时间。时间数大于等于1h的,以min为单位,小于1h的以s为单位。(4)乳液固含量 首先用铝箔制作一个小盒, 用电子分析天平称得其质量,记录下数值。再在小盒中涂入胶样, 称其质量, 记录下数值。将涂了胶样的小盒放人恒温箱中保持恒温105-110,干燥直至恒重, 称其质量, 记录数值。按GB/T 2793中规定进行。(5)聚合物的红外光谱分析取少量乳液经过甲醇沉淀,过滤洗涤后再真空干燥,取少量测定其红外光谱。分析各峰值,讨论其组成。红外光谱图如下:由查的红外图可知试样中还有羰基峰(1700处),羟基峰(3000处),以及烷基(1200附近C-H弯曲振动)以上结果表明丙烯酸参与了反应。三、实验注意事项1.乳化剂的选择这是聚合反应能稳定进行的关键因素,乳化剂选择不当,会导致凝胶,或者放置后分层。乳化剂的用量也非常关键。会影响稳定性和乳液的性能。2.温度控制温度控制在本实验中特别重要,要特别注意温度过高引起的破乳等现象,实验中升温应该缓慢进行,不宜迅速升温时局部过热或引起温度分布不均匀。3.搅拌速度控制好搅拌的速度在本实验中也是很重要的,既要保证搅拌均匀使物料充分反应,特别注意散热不够快引起局部过热等现象,也要注意搅拌速度不宜过快。4.实验药品安全本实验使用的药品中有过硫化物,在实验添加物料时要特别注意不要让药品直接接触过热源。对于有些易燃、有强烈刺激单体在使用时要注意安全。5.使用仪器性能检测中使用仪器要遵照仪器的使用说明书,注意对仪器的保护。四、压敏胶制品工业发展展望近年来随着包装、装横、办公用品和各种标签需求量的扩大,人们对压敏胶的需求量也越来越大。而丙烯酸酯类压敏胶乳液因无毒、无污染,并且具有优良的耐老化性、耐候性、压敏性和粘合性而成为压敏胶的发展方向,并得到广泛应用。针对压敏胶粘之容易、揭之不难、剥而不损、在较长时间内不会干涸的特点,选取丙烯酸酯类的主单体、第二单体的同时,又引人了多种功能团单体,通过反复的实验及合理的调整工艺配方,筛选并合成出一种具有良好综合性能的多元共聚丙烯酸酯压敏胶乳液,可以应用于需要转移涂布工艺的双面胶带、商标纸等的生产。而且丙烯酸压敏胶带、双面胶带、保护胶带、美纹纸胶带、标签胶带及医用胶带等不仅在产量上,而且在粘接和涂布性能上都有较大提高,适用于各种用途的胶带产品不断涌现。尽管如此,丙烯酸压敏胶及胶带工业仍以通用型为主,品种单一,并且在粘接性能、耐水、耐热和耐湿性等方面还不能满足市场的需要,一下地特种胶带仍需要进口。如高强度双面胶带、耐高温的美纹纸胶带、阻燃胶带、魔术胶带和太阳膜及标示胶带等。通过各种改性方式的运用,聚丙烯酸酯乳液压敏胶的发展日新月异。随着各种新型丙烯酸酯单体的合成,同时将具有特殊功能的组分引入聚丙烯酸酯乳液压敏胶体系,得到不同性能的产品,必将拓宽其应用领域,使其朝功能化、多样化方向发展7。五、参考文献1程时远,李盛彪,黄世强.胶黏剂北京:化学工业出版社 2008.12 张先亮,陈新兰,唐红定 .精细化学品化学.武汉大学出版社 3王孟钟,黄应昌. 胶粘剂应用手册. 化学工业出版社 第一版4曾建.多元共聚丙烯酸酯压敏胶乳液的开发研究J.广州化工,2006,5张爱清.压敏胶粘剂M北京:化学工业出版社,2002.96 赫庆鹏, 高太明, 吴丽, 赵全强. 丙烯酸酯乳液型压敏胶的制备及性能研究J.山东理工大学学报,2004.97 杨性坤. 丙烯酸酯乳液压敏胶的研制J.中国胶粘剂2001.11附录1部分实验药品物理常数丙烯酸丁酯:分子式:C7H12O2;CH2CHCOO(CH2)3CH3,分子量:128.17无色液体;蒸汽压:1.33kPa/35.5;闪点37;熔点-64.6;沸点145.7;溶解性:不溶于水,可混溶于乙醇、乙醚;密度:相对密度(水=1)0.89;相对密度(空气=1)4.42;稳定性:稳定;危险标记(易燃液体);主要用途:用作有机合成中间体、粘合剂、乳化剂。丙烯酸异辛酯:结构式:CH2=CHCOOCH2CH(C2H5)C4H9;丙烯酸-2-乙基己酯又称丙烯酸异辛酯,简称2-EHA,分子量184.16。无色透明液体,无臭无味。相对密度(20 4):0.8869;凝固点-90 ,涕点229,闪点82,折射率1.433,玻璃化温度-70。溶于乙醇、乙醚,几乎不溶于水,水中溶解度0.01g100mL(25)。易聚合,易燃,爆炸极限0.6%13(vol)。低毒,LD505600mgkg,对皮肤有轻度的刺激性。甲基丙烯酸甲酯:CH2=C(CH3) COOCH3;分子量:100.11;无色透明易挥发液体,有强烈刺激性。密度0.940gcm3。熔点-48.2。沸点l01。折射率1.4001。闪点10(开杯)o自燃点421.11。爆炸极限1.7-8.2。极微溶于水,溶于多种有机溶

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