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第四章烯类高聚物胶黏剂烯类高聚物胶黏剂是以烯类高聚物作为 粘料的一大类胶黏剂。因烯类高聚物的 种类不同,该类胶黏剂有很多品种。第一节聚乙酸乙烯酯乳液胶黏剂 最低成膜温度(MFT): 是指能使乳液形成连续透明薄膜的最低温度。 聚乙酸乙烯酯乳液胶黏剂是以乙酸乙烯酯(VAc) 作为单体在分散介质中经乳液聚合而制得的,俗称白胶 或乳白胶。 聚乙酸乙烯酯乳液问世于1929年,于1937年在德 国实现工业化生产,特别是法本公司的W.Starck和 Frendeberg发明以聚乙烯醇(PVA)作保护胶体进行乙 酸乙烯酯乳液聚合的方法,大大推动了PVAc乳液工业 的进展。PVAc乳液胶黏剂是水基胶黏剂,无污染,不燃 烧,性能又优于动物胶,开始代替动物胶。 优点: (1)对多孔材料如木材、纸张、棉布、皮革、陶瓷 等有很强的粘合力; (2)能够室温固化,干燥速度快; (3)胶膜无色透明,不污染被粘物;一、原料 聚乙酸乙烯酯乳液合成时,除了单体乙酸乙烯酯 外,还需要分散介质、引发剂、乳化剂、保护胶体、 增塑剂、冻融稳定剂以及各种调节剂等。 (一)乙酸乙烯酯(亦称醋酸乙烯酯) 乙酸乙烯酯为无色可燃液体,具有甜的醚香,微 溶于水,它在水中的溶解度28℃时为2.5%,而且容易 水解。 乙酸乙烯酯蒸气有毒,对中枢神经系统有伤害作 用,同时刺激粘膜并引起流泪。当有少量氧化物存在 时,乙酸乙烯酯即可聚合。(二)分散介质(三)引发剂(四)乳化剂(五)保护胶体(六)缓冲剂(七)增塑剂(八)填料 目的:降低成本,提高固含量,提高黏度,降低渗透 率,改善填充性能。 分为有机及无机两种。 有机填料:用量一般低于5%~10%; 无机填料:用量可高至50%。 常用填料的物理性质冻融稳定剂 防腐剂 消泡剂二影响聚乙酸乙烯酯乳液质量的因素(一)乳化剂的影响 乳化剂是一种表面活性剂,在乳液聚合过程中能 降低单体和水的表面张力,并增加单体在水中的溶解 度,形成胶束和乳化的单体液滴。乳化剂的选择对乳 液的稳定性和质量有很大的影响,乳化剂用量太少乳 液的稳定性差,而用量太大耐水性则差。 当单体用量、温度、引发剂等条件固定时,乳化 剂用量增加,乳胶粒数目也就越多,乳胶粒粒径也 就越小,这样,就可提高聚合反应速度,有利于得 到颗粒度较细、稳定性好的乳液。但若用量太多, 也会降低乳液的耐水性。 聚乙烯醇:是聚醋酸乙烯乳液聚合中最常用的乳 化剂,由于对乳液的质量要求不同,聚乙烯醇的规格 和用量也有所不同。 聚乙烯醇的规格主要是按聚合度和乙酰基含量的 不同来划分。用聚合度高的聚乙烯醇可以得到黏度较大的乳液。 但聚乙烯醇的用量大了就会使耐水性下降,所以当 需要黏度较高的乳液时,最好用聚合度较大的聚乙 烯醇而避免聚乙烯醇的用量增加过多。一般常用平 均聚合度1500以上的聚乙烯醇,如果制备黏度很大 的乳液时,最好用平均聚合度2000以上的聚乙烯醇。 醇解度在99.5%以上的纺丝用的聚乙烯醇,由于 聚乙烯醇分子结构中的乙酰基基本上已全部被羟基取 代,因此结晶性较大,其水溶液在低温时很容易成胶 冻,用这样的聚乙烯醇制成的乳液防冻性就很差。如果在醇解时留下一部分乙酰基,破坏了分子结 构的规整性,结晶性就较小,乳化作用也较好,所以 用作乳化剂的聚乙烯醇都是这类低醇解度或称高乙酰 基的聚乙烯醇。这种聚乙烯醇在冷水中也能溶解,制 成乳液稳定性好,防冻性能也较好,最常用的是醇解 度为88%~90%,即乙酰基为10%~14%的产品。 其他非离子型或阴离子型的乳化剂:非离子型的 大都是环氧乙烷缩合物,如脂肪醇或烷基苯酚的环氧 乙烷缩合物。常用的如乳化剂OP—10等,是烷基酚的 环氧乙烷缩合物,阴离子型常用的有十二烷基硫酸钠, 十二烷基苯磺酸钠等。 (二)引发剂用量的影响 聚合反应的速率 聚合物的聚合度(分子量) 引发剂用量多,虽然增加了链游离基的数量,但也 同时增加了链终止的机会,使分子量降低,从而影响乳 液的胶接强度,因此在保证一定的聚合速率的前提下, 减少引发剂用量,可以提高产品的聚合度,得到高分子 量的产物。 (三)搅拌强度的影响 在乳液聚合过程中,搅拌的一个重要作用是把单体分散成单体液滴,并有利于传质和传热。 (四)反应温度的影响 反应温度升高的综合结果,是使聚合速率增加, 聚合度降低。 单体滴加完,温度升至90~95℃,并保温0.5h,目的 是尽可能减少未反应剩余单体量,提高乳液的贮存稳 定性。 三聚醋酸乙烯酯乳液胶黏剂的硬化过程MFT越高,结膜硬化速度越慢。如果硬化温度 低于MFT,聚合物乳液中的水分挥发之后,则乳胶 粒仍为离散的颗粒,并不能融为一体,不能形成有 强度的胶膜,胶接产品就建立不起来胶接强度。 因此,聚醋酸乙烯酯乳液的MFT必须低于使用温度。 四聚乙酸乙烯酯乳液的改性聚乙酸