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本论文以过硫酸铵(APS)为引发剂,以醋酸乙烯酯(Vac)为硬单体、丙烯酸丁酯(BA)、丙烯酸异辛酯(2-EHA)为软单体、引入丙烯酸作为功能单体,以十二烷基硫酸钠(SDS)和辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)为复配型乳化剂,采用预乳化种子乳液聚合法,制备了纸塑复合用粘合剂。
讨论了研究乳液聚合工艺,单体的选择及软硬单体的配比,乳化体系,引发剂用量,功能性单体丙烯酸的用量,聚合反应温度,搅拌速度等因素对乳液性能的影响。研究结果如下:
①预乳化种子乳液聚合所得胶乳粒径较小,胶乳粒径分散性最窄,因此选用预乳化种子乳液聚合方法。
②乳化体系采用阴离子乳化剂十二烷基硫酸钠(SDS)与非离子乳化剂辛基酚聚氧乙烯醚(OP-10)复配,m(SDS):m(OP-10)=1:2,乳化剂用量为单体总质量的3%,制备的乳液的粒径为90nm。
③当增加反应体系中引发剂量时,生成自由基的速率增大,乳胶粒数目增多、粒径减小。引发剂的加入方式对粒径影响很大,反应前加入可使自由基及时准确的捕捉滴入的单体,防止单体成为单体库而消耗乳化剂,使乳化效率增大,粒径减小。剥离强度也与引发剂的用量有关联,综合各方面的考虑,引发剂的最佳用量是单体量的0.6%。
④引入丙烯酸作为功能单体,丙烯酸的用量增加,粒径和吸水率减小,耐水性增加,剥离强度增加,但进一步增加丙烯酸的用量,乳胶膜吸水率增加,耐水性下降,粘度增大很多,出现较多的凝聚物。因此功能性单体丙烯酸的用量为单体用量的5%时最佳。
⑤聚合反应温度为78~80℃左右,搅拌速率150-200rpm时,所制备的乳液凝聚率小、残留单体味道小、固含量较高,粘结强度大。
⑥添加松香增粘树脂,不仅可以降低纸塑复膜胶的成本,还能够提高胶粘剂对于BOPP膜的润湿性和粘结强度。试验表明,当松香增稠树脂用量为乳液量的30%时,可以显著提高胶粘剂的剥离强度,对于乳液的其他性能影响很小。
FTIR和DSC测试结果表明醋酸乙烯酯,丙烯酸酯类单体之间发生了自由基共聚反应;马尔文纳米粒度及Zeta,电位分析仪测得乳胶粒子平均粒径为90.3 nm。
应用方面,将所制的产品用于纸塑复合,并对主要性能进行了检测。结果表明,产品的主要性能指标均达到或超过国内同类产品。