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SIA07水性臺(tái)板膠的研制

集萃印花網(wǎng) 2011-03-28 00:00:00

【集萃網(wǎng)觀察】前言

　　在紡織品印花過(guò)程中，為保證印花順利進(jìn)行和準(zhǔn)確的套印精度，常采用在印花板上涂覆粘合劑的方法，將柔軟的紡織物平整牢固地附著于印花臺(tái)板上。工藝要求這種粘合劑只需涂刮一次，即可多次反復(fù)使用，并且不含沾污紡織物的物質(zhì)。常見的臺(tái)板膠有淀粉型、蠟脂型和合成樹脂型三類。其中，淀粉類臺(tái)板膠重復(fù)使用性很差，蠟脂類粘合力低，且受溫度影響很大。因此，這兩類臺(tái)板膠已逐漸被淘汰。

　　聚丙烯酸醋類臺(tái)板膠由于粘接強(qiáng)度較高，重復(fù)使用性能優(yōu)良，近來(lái)發(fā)展很快。其中乳液型丙烯酸醋類臺(tái)板膠由于采用水作為溶劑，無(wú)毒、無(wú)污染，粘結(jié)力強(qiáng)，重復(fù)使用性好，其加工的產(chǎn)品可直接用于食品包裝和醫(yī)療衛(wèi)生用品，屬環(huán)保型產(chǎn)品，因而逐漸為紡織印花行業(yè)所接受。

　　1 試驗(yàn)部分

　　1.1 原料

　　丙烯酸丁醋、丙烯酸乙醋、醋酸乙烯醋、丙烯酸、丙烯酸一2一乙基己醋、十二烷基硫醇（以上均為工業(yè)純）；

　　N- 甲基丙烯酞胺、過(guò)硫酸胺（以上為分析純）；復(fù)合乳化劑（工業(yè)純）。上述產(chǎn)品均為市售。

　　1.2 聚合工藝

　　采用預(yù)乳化全滴加聚合工藝。

　�。�1 ）先將部分水、復(fù)合乳化劑加入到四口反應(yīng)瓶中，開啟攪拌，將混合單體慢慢加人反應(yīng)瓶中，預(yù)乳化1h，放出預(yù)乳液，待用。

　�。�2 ）將剩余的水、乳化劑加人反應(yīng)瓶中，開啟攪拌，升溫至80℃，開始滴加預(yù)乳液，并一次投人引發(fā)劑，加料和保溫時(shí)間都為2 ho

　　1.3 性能測(cè)試

　　表征臺(tái)板膠粘結(jié)性能即粘結(jié)力的指標(biāo)有四種:初粘力T（ tack）、粘結(jié)力A（ adhesion）、內(nèi)聚力C（ co hesion）和粘基力K （keying）。性能良好的臺(tái)板膠必須滿足如下的平衡關(guān)系:T

　　T— 又稱快粘力，當(dāng)粘制品和被粘制品以很輕的壓力接觸后，立即快速分離時(shí)所表現(xiàn)出的抗分離能力，參照GB/T 4852-1984測(cè)定。

　　A— 一般用膠粘制品的180°剝離強(qiáng)度來(lái)表征，參照GB/T 2792-1981測(cè)定。

　　K- 180°剝離測(cè)試中膠層和基材脫開時(shí)所測(cè)得的剝離強(qiáng)度。正常情況下粘基力大于粘結(jié)力，故無(wú)法測(cè)得此值。

　　C— 指臺(tái)板膠本身的強(qiáng)度，一般用膠粘制品粘貼后抵抗剪切蠕變的能力，即持粘力來(lái)表示，參照GB/T 4851-1998測(cè)定。

　　如滿足T

　　可見，臺(tái)板膠粘劑的上述四大粘結(jié)性能及其相互之間的關(guān)系，就是它們的基本性能。在研究和制備臺(tái)板膠粘劑時(shí)，必須首先滿足這些性能要求。

　　2 結(jié)果與討論

　　2.1 單體

　　在臺(tái)板膠中，軟單體的主要作用是保持膠粘劑的初粘力和剝離強(qiáng)度，而硬單體的主要作用是提高乳液膠粘劑持粘性。因此，單體的選擇對(duì)臺(tái)板膠的性能影響很大。如選用硬單體作原料，則膠的硬度高、脆性大，這類單體含量不能多，否則膠粘劑將失去粘性。而選用軟單體作原料，則膠的粘性、柔韌性好，且隨著醋基中碳原子數(shù)的增加，膠的柔韌性也相應(yīng)增加。在實(shí)際工藝配方中，常選用多種單體配合協(xié)調(diào)，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，制備出符合應(yīng)用要求的產(chǎn)品。

　　為了使乳液膠粘劑剝離強(qiáng)度、初粘力和持粘力相匹配，必須將玻璃化溫度很低的軟單體與玻璃化溫度很高的硬單體按一定比例配合，這樣可使膠粘劑在保持一定內(nèi)聚力的前提下，具備很好的初粘性和持粘力。

　　從圖1可知，隨著軟單體的增加，初粘力T逐漸增大，持粘力C則變化不大，且在軟單體用量較少的情況下相對(duì)較大。

　　帶有梭基、輕基、氨基等官能團(tuán)的功能單體，與其它單體共聚后，可在大分子鏈上引人極性基團(tuán)，使聚合物分子鏈間以及聚合物與被粘物表面間進(jìn)行一定程度的氫鍵交聯(lián)，從而使聚合物的內(nèi)聚強(qiáng)度和粘合性能都有較大的提高。作為臺(tái)板膠的應(yīng)用性能指標(biāo)，粘結(jié)力A和持粘力C必須達(dá)到一定數(shù)值，因此在配方設(shè)計(jì)中減小了硬單體用量，以期利用功能單體和官能團(tuán)之間的交聯(lián)作用，及其鏈端的遷移作用，使聚合物內(nèi)聚力和粘合力之間達(dá)到較好的平衡（圖2）

　　2.2乳化劑

　　丙烯酸醋乳液聚合常用陰離子型和非離子型乳化劑，陰離子型乳化劑的特點(diǎn)是乳化效率高，能有效降低表面張力和界面張力，因而用量較少，它生成的膠束小，可制成細(xì)粒乳液，易起泡沫；而非離子型乳化劑的特點(diǎn)正好相反。因而兩種乳化劑混用可達(dá)到取長(zhǎng)補(bǔ)短的效果，乳化劑的用量一般為單體用量的2.5%左右。

　　從圖3可知，隨著乳化劑用量增大，初粘力T、持粘力e逐漸減小，乳液凝聚率減小。這是因?yàn)槿榛瘎┫蚰z層表面遷移，會(huì)形成一個(gè)小分子界面層，從而使聚合物的各項(xiàng)性能均有一定程度下降。

　　2.3 引發(fā)劑

　　在引發(fā)劑用量為單體總量的0.2%一0.8%時(shí)，丙烯酸醋乳液膠粘劑的粘結(jié)性能與引發(fā)劑用量的關(guān)系如圖4所示。

　　由圖4 可見，引發(fā)劑用量太少或太多均會(huì)降低膠粘劑的粘結(jié)性能。引發(fā)劑用量太大時(shí)，聚合物分子量小，抗外力作用差，初粘力較低，使得膠結(jié)后剝離強(qiáng)度��；而當(dāng)引發(fā)劑用量太少時(shí)，聚合物分子量太大，共聚物與被粘物表面作用力小，影響膠結(jié)時(shí)的持粘力，亦會(huì)降低剝離強(qiáng)度。同樣，隨著引發(fā)劑用量的增加，聚合物分子量降低，導(dǎo)致其內(nèi)聚力降低，從而持粘力降低。

　　2.4 分子量調(diào)節(jié)劑

　　丙烯酸醋乳液聚合物的分子量直接影響聚合物的膠粘性能。因此，丙烯酸醋乳液聚合時(shí)常加人分子量調(diào)節(jié)劑來(lái)調(diào)節(jié)所需的應(yīng)用性能。減小分子量，有利于聚合物在粘物表面的流動(dòng)和潤(rùn)濕，提高界面粘合力和初粘性能；增大分子量，則可提高聚合物的內(nèi)聚力，使其具有較高的剪切強(qiáng)度和持粘力。因此，分子量必須保持在一定范圍內(nèi)，并具有合適的分布，才能使臺(tái)板膠在印花工藝中的膠粘性能達(dá)到較好的平衡。