不同乳化劑體系對保護膜用壓敏膠物理性能的影響

摘 要：目前在市場上常見保護模，其基材大多數是聚烯烴薄膜，將聚丙烯酸酯或者橡膠當作壓敏膠粘劑，通過涂布干燥以后而成，當前已經被廣泛用來保護鋁塑復合板、不銹鋼板或者鏡面鋼板等相關器材的表面，以免其于使用、加工以及貯存中表面受到損傷、磨損或者污染等，確保物品良好外觀的保持，使產品成品率以及等級得到提高。據調查顯示目前保護膜所用的壓敏膠大部分是溶劑型，涂布時會揮發和排出大量的有機物，影響并危害著環境以及使用者。鑒于這種情況，筆者決定借助于復合反應型乳化劑，將丙烯酸酯類單體當作主要的原料，利用預乳化法來進行丙烯酸酯乳液的制作，基于此探討不同乳化劑體系對保護膜用壓敏膠物理性能的影響。

關鍵詞：壓敏膠；乳化劑；物理性能；影響；保護模；體系

1 實驗原料與過程

為研究與分析不同乳化劑體系對保護膜用壓敏膠物理性能的影響，在本次研究中，首先進行實驗來制作乳化劑。實驗所需原料有丙烯腈、丙烯酸丁酯、丙烯酸羥乙酯以及丙烯酸異辛酯，上述這幾種原料均是工業品，除此之外，還有叔丁基過氧化氫、甲基丙烯酸甲酯、氨水、雕白粉、丙烯酸、正十二硫醇、去離子水等，其中去離子水為自制。準備好原材料后，把所有的單體和三分之二質量復合乳化劑水溶液進行一個小時左右的預乳化，以獲得預乳液，裝有恒壓滴液漏斗、攪拌器、回流冷凝管以及溫度計的四口燒瓶中，依次添加所剩的三分之一質量乳化劑水溶液，接著再添加正十二硫醇與Na2CO3，升溫到75攝氏度左右，再加入二十分之一質量預乳液和三分之一質量引發劑水溶液，當出現了藍相以后，再將剩下的引發劑水溶液以及預溶液添加至此，一般情況在2.5-3個小時左右添加結束。緊接著再添加適量的叔丁基過氧化氫和雕白粉，在反應大概30分鐘后，升溫到84攝氏度并反應一個小時再將溫度降到40攝氏度，并用氨水進行酸值的調節，過濾出料。

2 不同乳化劑體系對保護膜用壓敏膠物理性能的影響分析

基于上述實驗，復配不同的乳化劑，其他控制條件不變，觀察不同乳化劑體系于特定的配比下對于丙烯酸酯乳液壓敏膠性能所產生的影響，一共做了四組實驗，實驗序號和具體的乳化劑類型如下：1# OP-10/SDS；2# OP-10/DNS-501；3# ANPEO 10/SDS；4# ANPEO10/DNS-458/DNS-501，考察其影響的分析結果，發現不同乳化劑體系對乳液壓敏膠各項物理性能會產生一定的影響。完全由常規的乳化劑所配置的OP-10/SDS體系（實驗中1#體系），其所獲得的乳液固含量以及轉化率為最低，且耐起霧性能也是最差的。反之由反應型乳化劑所合成的乳化劑體系，其所得到的乳液固含量以及轉化率相對比較高，且耐起霧性能也比較好。而對于ANPEO10/DNS-458/DNS-501 4#體系所獲得的乳液，其綜合性能為最好。因常規的乳化劑吸附于乳膠粒表面的方式為物理方式，在乳液成膜的過程中其很容易遷移到膜表面。而反應型乳化劑則經過硫酸基或者雙鍵等相關官能因和單體發生反應，借助于共價這一形式鍵合于乳膠粒上，一般不會出現遷移現象。同時反應型乳化劑稀丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚與稀丙氧基壬基酚聚氧乙烯醚硫酸銨雙鍵和親水端之間的距離比較遠，因此受親水基團空間的影響相對比較小，同時雙鍵活性也比較高，聚合的幾率相對比較大。除此之外，相對于十二烷基硫酸鈉而言，兩性乳化劑壬基酚聚氧乙烯醚硫酸銨的富集能力以及遷移能力均比較低，因此在體系中所殘留的乳化劑與單體等一系列小分子物質含量也比較少，可使乳液綜合性能得到顯著提高。

為進一步觀察分析乳化劑體系對于乳液粒徑與其分布可能產生的影響，并分別對上述的1#乳液與4#乳液實施TEM分析。分析結果顯示，4#乳化體系所獲得的乳液粒子為球形，其粒徑比較小，且分布也比較均勻，究其原因可能是因為4#體系復合使用了反應型乳化劑與兩性乳化劑，當兩種乳化劑交替吸附于乳膠粒的表面時，具備水化層以及雙電層作用，可將乳化劑離子之間的距離拉大，繼而使乳化劑于乳膠粒上分布得到優化，提高乳液的穩定性，具有較好的分散性。

通過上述內容的研究分析可知，利用4#乳化劑體系來制備乳化液，所獲乳化液綜合性能較好。

結合上述內容，然后利用4#體系，并通過改變經過各組分用量與質量比的改變，來分析其對于乳液型能所產生的影響，研究結果發現，當復合乳化劑的用量不斷增大時，所得到的乳化效果就會開始變好，同時聚合穩定性也會相應地提高，且乳液物理性能也隨之變好。然而當用量增大到5%以后，其乳液的綜合性能就會開始降低，同時粒徑也會相應的變大。若復合乳化劑的用量過于少，則對單體所進行的乳化反應也就不完全，且轉化率也比較低，同時這些殘留的單體也會對乳化劑耐起霧性能產生影響；如果用量過于大，則很容易造成乳液黏度增大，造成在聚合過程中凝膠量不斷增多，最終造成單體的轉化率下降，使乳液耐起霧性以及物理性能受到影響。當ANPEO10/DNS-458/DNS-501的比例為1.5：1.1：0.4，各項物理性能為最好，同時其耐起霧性能也是最佳。

此外，在本次研究中，筆者還進一步觀察了當乳化劑用量不斷變化時乳液壓敏膠膜耐水性能。ANPEO10/DNS-458/DNS-501的比例為1.5：1.1：0.4比例不變，然后改變復合乳化劑的用量，當復合乳化劑的質量分數從0.5增大至5%時，其膠膜吸水率首先為降低，接著開始上升，究其原因可能是由于反應型乳化劑通過共價鍵的形式結合于乳膠粒表面，在乳液成膜的過程不會出現遷移問題，同時也不會遇水以后發生分解變色問題，對此，在一定程度上可使膠膜耐水性得到提高。但是如果其用量過于大，則其所存在的親水基團量就會相應的增多，最終造成膠膜耐水性降低。綜合考慮，質量分數為3%的乳液膠膜體系耐水性較好。并在此條件下，測量其初粘性、持粘性和180°剝離強度，均有較好的效果。

3 結束語

通過本研究，通過選擇合適的乳化劑并優化乳化劑的工藝配比，制作的壓敏膠用于保護膜時可以達到無殘膠、無霧影、高應用等級的效果。尤其可以滿足在電子、通訊行業對于低成本、高性能的要求。在實際的生產中，可以選用復合乳化劑ANPEO10/DNS-458/DNS-501質量比1.5：1.1：0.4，添加比例為3%作為參考。

參考文獻

[1]劉繼承，王鋒，胡劍青，等.反應型乳化劑對保護膜用丙烯酸酯乳液型壓敏膠性能的影響[J].精細化工，2009，26（5）：502-505.

[2]李成吾，胡華院，閻惠至，等.反應性乳化劑在乳液保護膜壓敏膠中的應用[J].沈陽理工大學學報，2009，28（3）：76-78，94.

[3]馮小平，李勝華，何偉，等.高固含量低粘度丙烯酸酯乳液壓敏膠的制備[J].化學研究與應用，2010，22（11）：1450-1454.

[4]吳喜來，張少云，黃秀萍，等.聚合溫度對萜烯基水性丙烯酸酯壓敏膠的影響[J].化學與黏合，2013，35（3）：21-25.