南宁市珀源能源材料有限公司 广西南宁 530000
摘要：随着社会的进步发展，机械设备逐步向高速、高效和自动化方向发展，然而随之带来振动、噪音和疲劳断裂的问题日益严重。压敏胶是指在轻度压力作用下即可与被粘物牢固粘接的一类胶粘剂，其中聚丙烯酸酯类压敏胶发展最为迅速，主要有乳液型与溶剂型两种。溶剂型丙烯酸酯压敏胶具有分子量低、润湿性好以及优良的抗氧化性、低温性能好、无色透明和阳光照射不泛黄等优点。
关键词：聚丙烯酸酯；丙烯酸；功能单体；压敏胶；耐溶剂
引言
以丙烯酸酯类单体为原料，过氧化二苯甲酰为引发剂，甲苯、乙酸乙酯为溶剂，合成了聚丙烯酸酯类。通过动态热机械分析测试（DMA）和180°剥离强度测试，研究了丙烯酸酯单体结构、增黏树脂以及固化剂对聚丙烯酸酯压敏胶阻尼和压敏性能的影响。氢化松香可提高聚丙烯酸酯压敏胶的损耗因子，而C5石油树脂、萜烯树脂和138松香甘油酯则不能。
1试验部分
1.1试验原料
丙烯酸异辛酯（2-EHA）、丙烯酸羟乙酯（2-HEA），分析纯，阿拉丁试剂（上海）有限公司；丙烯酸（AA）、醋酸乙烯酯，分析纯，济南澳辰化工有限公司；交联单体A、偶氮二异丁腈（AIBN），分析纯，上海展云化工有限公司；碳酸二甲酯，分析纯，天津市致远化学试剂有限公司；乙酸乙酯，分析纯，天津市大茂化学试剂厂；聚酯（PET）薄膜。
1.2试验仪器
CZY-6S型持粘性测试仪、CZY-G型初粘测试仪，济南兰光机电技术有限公司；TP-A2000型电子天平，美国康州HZ电子公司；YL-1107型剥离试验机，东莞市越联检测仪器有限公司；D2010W型电动搅拌器，上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司；FTIR-960型傅里叶变换红外光谱仪，天津天光光学仪器有限公司。
1.3试验制备
1）压敏胶的制备。采用自由基溶液聚合，固含量为50.0%。在250mL的四口烧瓶中一次性加入甲苯和乙酸乙酯的混合溶剂，机械搅拌，85℃下回流，加入部分丙烯酸酯混合单体和引发剂，反应1h，补加引发剂，反应2h。滴加剩余丙烯酸酯混合单体与引发剂配制的混合溶液，3h内滴完，滴完后补加引发剂。反应3h，降温至40℃出料，制得聚丙烯酸酯类阻尼压敏胶。2）压敏胶粘带的制备。称取一定量的压敏胶、固化剂和适量的稀释剂乙酸乙酯混合均匀，使用涂布机将其均匀涂在PET膜上（干胶厚度为15μm），在130℃的恒温鼓风干燥箱烘烤3mi。
1.4测定或表征
（1）结构特征：采用红外光谱（FT-IR）法进行表征。（2）初始黏性：按照GB/T4852—2002标准，采用斜面滚球法进行测定（测量角度为30°）。（3）180℃剥离强度：按照GB/T7754—1987标准，采用剥离试验机进行测定。（4）持粘力：按照GB/T4851—1998标准进行测定。（5）耐溶剂性能：将压敏胶粘带放在65℃的加热平台上加热，然后粘贴在铝箔上，将其浸泡在碳酸二甲酯溶剂中，在65℃的烘箱里放置规定的时间。取出铝箔观察胶粘带是否有翘起、脱落现象，用镊子将胶粘带剥开，观察胶面是否有溶胀现象。
2结果与讨论
2.1丙烯酸酯单体结构对聚丙烯酸酯类压敏胶的影响
本文以丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯为单体制备压敏胶（为了得到可交联的压敏胶，添加质量分数为1%的丙烯酸），通过引入含有大侧基单体（如甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸异冰片酯）、长侧链基单体（如甲基丙烯酸月桂酯）以及可以产生氢键单体（如丙烯酸、丙烯酸羟乙酯），来研究单体结构对聚丙烯酸酯类压敏胶阻尼性能的影响。
2.2不同交联层厚度的聚丙烯酸酯的交联结构及分子运动
Tab.2是聚合物各种相对分子质量参数及黏弹性参数汇总。由Tab.2可以看出，交联层厚度对聚合物凝胶含量有显著影响，随着交联层厚度从0nm增加至58.6nm，聚合物的凝胶含量从76.6%增加至83.3%，这是由于加入双官能团交联剂BDDA后，向大分子的链转移反应和支链上双键引发增长形成长支链同时存在，长支链偶合终止形成凝胶。因此，越早加入BDDA，体系中形成的凝胶含量会增大。由Tab.2可知，当交联层厚度为0nm(不添加交联剂BDDA)时，PBMBD聚合物凝胶部分的Mc最大，约为24000;而其余6组不同交联层厚度聚合物的Mc约为15000，说明6组聚合物的交联密度相近，与交联层厚度为0nm的聚合物相比，分子内和分子间的作用力增加。
2.3不同交联层厚度的聚丙烯酸酯的压敏性能
不同交联层厚度下，PBMBD胶乳的压敏性能变化趋势如Fig.3所示。交联层厚度的增加，压敏胶的初黏力、剥离力略有减小，而持黏性能显著提高。由Fig.3(a)可知，当交联层厚度从0nm增加至11.0nm时，PBMBD压敏胶的初黏力降低幅度较大;随着交联层厚度进一步增大，压敏胶的初黏力减小幅度减小。初黏力取决于胶接键形成过程中压敏胶的黏性流动能力及胶接破坏过程中压敏胶的黏弹性损耗。当压敏胶对基体表面有良好的锚固性能，并在剥离过程中形成低模量-高纤维化结构时，可获得较高的黏弹性损耗。交联层厚度的增加，导致压敏胶的G'增大，而Me减小。G'的增大说明压敏胶在基体表面流动、铺展性能下降，Me的减小说明剥离过程中难以形成低模量-高伸展率纤维结构，能量耗散减小，2个因素同时导致压敏胶初黏性能的降低。因为初黏力受乳胶粒子最外层分子结构的影响最为明显，因此在组成相同、乳胶粒粒径相同、交联层密度相近的情况下，压敏胶的初黏性能随着交联层厚度的增大平缓减小。
2.4软硬单体配比对压敏胶性能的影响
压敏胶的主要性能指标是初粘力、剥离强度和持粘力。压敏胶的主体是软单体和硬单体，软单体的玻璃化转变温度（Tg）低，可以提高聚合物的柔韧性和延伸性，有利于提高压敏胶的初粘性；硬单体Tg比较高，具有一定的刚性，可以提高压敏胶的内聚力，有利于提高压敏胶的持粘性。但是软单体与硬单体的比例过高或过低都会影响到压敏胶的力学性能，从而影响其应用性能。因此，只有协调好软硬单体的比例，才能制备出性能优良的压敏胶。
结语
（1）研究了影响聚丙烯酸酯类阻尼压敏胶阻尼和压敏性能的因素。发现引入含有氢键结构的结构单元可以明显提高聚丙烯酸酯压敏胶的阻尼性能，而引入含有大侧基或者长侧链结构的结构单元对压敏胶的阻尼性能影响不大。(2)在交联密度相近时，增加交联层厚度，初黏力和剥离力降低，而持黏性能提高，控制交联层厚度在合适的值时，可得到初黏力、剥离力和持黏力均衡的聚丙烯酸酯压敏胶。初黏力和剥离力对乳胶粒子最外层分子结构的依赖性更强，外围较薄的一层交联结构即可对其进行有效调控。(3)本文将聚合物的宏观压敏性能与微观分子结构结合起来，为研究其它影响压敏性能的因素提供了方法及思路。
参考文献
[1]杨玉昆，吕凤亭.压敏胶产品与技术手册[M].北京：化学工业出版社，2006.
[2]郑永军，孔祥鹤，赵世允，等.高强度丙烯酸酯双面压敏胶带的研制[J].粘接，1999，20（6）：15-17.
[3]陆彬，陈建，陶云峰，等.溶剂型丙烯酸酯压敏胶的研制[J].中国胶粘剂，2009，18（2）：46-48.