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嘉峪檢測(cè)網(wǎng) 2021-01-29 09:26
熱熔膠是由主體聚合物、增粘樹(shù)脂、黏度調(diào)節(jié)劑、填料及抗氧劑等部分構(gòu)成。
以EVA(乙烯- 醋酸乙烯酯共聚物)為主體成分的熱熔膠目前市場(chǎng)占有率最大(約50%);其次是以熱塑性彈性體中SBS、SIS、SEBS、SEPS等為主體成分成分的熱熔膠,約占市場(chǎng)份額30%。另外還有以熱塑性聚酯、聚酰胺、聚氨酯為主體成分的熱熔膠,它們所占市場(chǎng)比例較小。
目前多數(shù)熱熔膠制備是應(yīng)用物理方法進(jìn)行熔體共混,即將聚合物加熱到其黏流溫度以上分解溫度以下,使其呈良好熔融流動(dòng)狀態(tài),通過(guò)外力場(chǎng)(主要是剪切力)作用實(shí)現(xiàn)共混。
影響熱熔膠性能因素
聚合物是多層次結(jié)構(gòu)物質(zhì),一般包括大分子化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)單元連接方式和空間構(gòu)型,熱熔膠的性能往往與基體樹(shù)脂的不同結(jié)構(gòu)層次相關(guān)。
以熱塑性彈性體SIS制備熱熔膠為例。
SIS是苯乙烯與異戊二烯嵌段聚合物,其技術(shù)參數(shù)主要包括SIS構(gòu)型、嵌段比(S/I)、分子質(zhì)量和二嵌段SI含量。
受中間嵌段聚異戊二烯側(cè)鏈甲基影響,SIS具有很好的內(nèi)聚力和粘接性能的同時(shí),還具有模量低、彈性好、熔融黏度小、粘性強(qiáng)、涂布性能好的特點(diǎn),因此,SIS也是制備熱熔壓敏膠( HMPSA)優(yōu)良主體材料,被廣泛應(yīng)用于壓敏膠帶和標(biāo)簽紙生產(chǎn)。
HMPSA是指在加熱至熔融狀態(tài)下涂布于基材上、冷卻后即具有永久粘性的半干型固體。
SIS熱熔壓敏膠一般由SIS、增塑劑、增粘樹(shù)脂按一定比例混合,在180℃左右熔融而成,性能主要用初粘性、持粘性和180°剝離強(qiáng)度來(lái)表征。
此外,HMPSA軟化點(diǎn)、分切性能、熔融黏度也常是用戶(hù)所關(guān)心的性能。
因此,探究SIS產(chǎn)品對(duì)HMPSA產(chǎn)品性能影響探究不在少數(shù),以下是小U收集整理部分實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
原料組成
SIS主體材料、增粘樹(shù)脂為萜烯樹(shù)脂,軟化點(diǎn)75℃,增塑劑為環(huán)烷油KN-4010。
HMPSA制備
在500mL燒杯加入定量SIS和環(huán)烷油,邊加熱邊攪拌至熔融,加入增粘樹(shù)脂,均勻后進(jìn)行涂布,測(cè)其性能,HMPSA應(yīng)用配方為SIS:增塑劑;增粘樹(shù)脂=30:22:50。
探究結(jié)果
分子構(gòu)型對(duì)SIS熱熔壓敏膠性能影響
SIS包括線(xiàn)型和星型結(jié)構(gòu)。與線(xiàn)型SIS相比,星型SIS結(jié)構(gòu)中物理交聯(lián)區(qū)域密度大,2種嵌段排列規(guī)整,具有耐熱性好、熔融黏度低、彈性模量高特點(diǎn)。相同嵌段比相同分子質(zhì)量的線(xiàn)型與星型SIS以相同配方制成的HMPSA性能如表1所示。

從表1可以看出,星型SIS制備的HMPSA熔融黏度較低,有利于涂布加工。壓敏膠的持粘性、剝離強(qiáng)度較大、軟化點(diǎn)較高。這是由于偶合劑增加了星型SIS交聯(lián)密度,且2種嵌段排列更規(guī)整所致。
嵌段比對(duì)SIS熱熔壓敏膠性能的影響
嵌段比是指SIS中苯乙烯與異戊二烯的質(zhì)量比,直接影響SIS熱熔壓敏膠性能,特別是初粘性、持粘性、熔融黏度和軟化點(diǎn)。不同嵌段比 SIS HMPSA性能見(jiàn)表2

從表2可見(jiàn),對(duì)于一定分子量SIS,當(dāng)嵌段比在一定范圍內(nèi)增大,SIS HMPSA持粘性增大,軟化點(diǎn)升高。原因在于:聚苯乙烯相具有塑料性質(zhì),Tg升高,SIS中為硬段,起物理交聯(lián)點(diǎn)作用。嵌段比增大,聚苯乙烯相增多,SIS內(nèi)聚力增大;而聚異戊烯相具有橡膠性質(zhì),在SIS中為軟段,表現(xiàn)出粘彈性和粘附性,嵌段比增大,粘彈性和粘附性能降低, HMPSA表現(xiàn)為粘性降低、熔融黏度減小。
分子量對(duì)SIS熱熔壓敏膠性能的影響

由表3看出,對(duì)于一定嵌段比的SIS,當(dāng)分子量在一定范圍內(nèi)增大時(shí),HMPSA初粘性降低、持粘性增大、熔融黏度增大、軟化點(diǎn)升高。其原因在于SIS分子量大,流動(dòng)性和對(duì)基材潤(rùn)濕力減弱,故初粘性降低,同時(shí)大分子之間的范德華力增大,故壓敏膠的持粘性增大,熔融黏度增大、軟化點(diǎn)升高。
二嵌段含量對(duì)SIS熱熔壓敏膠性能的影響
SIS中含一定量二嵌段SI,有利于改善SIS性能,特別是對(duì)制備標(biāo)簽級(jí)用的壓敏膠,二嵌段有利于機(jī)械化自動(dòng)模切。二嵌段SI含量對(duì) HMPSA性能影響見(jiàn)表4

從表4可知,隨著二嵌段SI含量增加,HMPSA初粘性增大、持粘性降低,180°剝離強(qiáng)度先增大后減小。這是由于初粘性主要取決于壓敏膠的粘附強(qiáng)度,持粘性主要取決于壓敏膠內(nèi)聚強(qiáng)度,而180°剝離強(qiáng)度在膠的抗冷流性能相同時(shí)則取決于壓敏膠的粘附性能和內(nèi)聚強(qiáng)度的綜合平衡。
二嵌段SI由于分子結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)缺失及較小分子量原因,具有較好的粘附性能和較差的內(nèi)聚強(qiáng)度,導(dǎo)致二嵌段SI含量增加使壓敏膠的初粘性增大,持粘性降低。
當(dāng)二嵌段SI含量少時(shí),體系粘附強(qiáng)度相對(duì)較低,內(nèi)聚強(qiáng)度相對(duì)較高,此時(shí)剝離強(qiáng)度以?xún)?nèi)聚破壞為主,當(dāng)二嵌段SI含量高時(shí),體系粘附強(qiáng)度較高,內(nèi)聚強(qiáng)度較低,此時(shí)剝離強(qiáng)度以粘附破壞為主,當(dāng)2者平衡時(shí),180°剝離強(qiáng)度就會(huì)出現(xiàn)最大值。這就是180°剝離強(qiáng)度先增大后減小的原因。
壓敏膠熔融黏度減小、軟化點(diǎn)降低、分切性能變好,也是由于二嵌段SI分子結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)缺失及分子量較小的原因,當(dāng)二嵌段SI量分?jǐn)?shù)達(dá)30%以上時(shí),HMPSA具有很好的分切性能。

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