SIS/SBS嵌段型热熔压敏胶的微多相结构动态粘弹性及力学性能研究

摘要

本文首先研究SIS、SBS与各种助剂的相容性，确定了制备SDS热熔压敏胶的主体材料。利用正交实验设计法，通过对180°剥离强度、初粘力等重要性能的考察，确定了制备SDS热熔压敏胶的最佳配方。 对于嵌段共聚物型热熔压敏胶，各种助剂分子的混入，改变了嵌段共聚物基材的微观相态结构，从而赋予其初粘性以及可塑性。以SIS/SBS共混物为基体材料，利用动态热机械分析(DMA)、动态粘弹频率谱表征技术、透射扫描电镜(TEM)研究了SIS/SBS共混物、及其与各种助剂的混溶后的相态结构、流变学性质的变化情况。研究结果表明：SIS/SBS共混后仍具有软硬两相分离结构，聚合程度不同的聚苯乙烯达到分子级别混溶，而橡胶相中，出现了溶有PI分子的PB相和较为纯净的PI相，共混后体系仍旧保持了较为优良的力学性质；SIS/SBS与增粘树脂共混后，体系也具备界面清晰的两相分离结构，增粘树脂不溶于聚苯乙烯硬相中，与PB/PI相相溶良好，导致橡胶相中原有的相分离结构瓦解，成为一个单独相畴；SIS/SBS分别与环烷油、PIB共混后，两类增塑剂不能将软相中的相分离结构统一起来，故橡胶相中保持了两相分离结构，且软化油的增塑效率比环烷油高，但是同时会使软硬相畴界面变得不分明。 压敏胶的粘合与脱粘合是一个动态过程，这个过程是一种典型的高聚物流变学行为，在压敏胶的使用过程中，体系的分子运动以及凝聚态结构均可反映在流变行为的变化上。在对共混物微多相拓扑结构理解的基础上，以正交实验得出的最优配比为基本配方，通过动态粘弹测试，在聚合物线型粘弹范围内研究了各组分助剂对压敏胶动态流变性能的影响：随着三种助剂用量的增加，压敏胶的初粘性和与180°剥离强度均出现先增大后减小的现象，从分子运动难易程度、相畴变化和聚合物大分子链对外力作用时间、频率响应这三个角度来看，其作用机理却各不相同。 本文还研究了压敏胶的宏观力学性能和聚合物流变学性质之间的联系，以期将常规三大力学性能评价标准与动态粘弹参数联系起来。针对丙烯酸乳液型和嵌段型热融压敏胶在宏观三大力学性能上的差异，运用动态粘弹频率谱表征技术，在压敏胶的粘合频率(0.01 Hz)至剥离频率(100 Hz)范围内，对两种不同类型压敏胶的流变学行为进行了对比研究。研究结果表明：在实验频率范围内，两类压敏胶在储能模量(E′)、损耗模量(E″)、损耗因子(Tan δ)和粘度(η)等性质上有较大差别并呈现出不同的变化规律。根据实验结果和聚合物流变学基本理论，粘合频率下(0.01 Hz左右)，E′较低的聚合物其压敏胶初粘性较高；剥离频率下(100 Hz左右)，E″较大的聚合物其压敏胶的180。剥离强度较大；η，E′较高的聚合物其压敏胶持粘时间较长。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1热熔压敏胶的概况

1.2 SIS、SBS嵌段共聚物类热熔压敏胶

1.2.1热塑型嵌段共聚物简介

1.2.2嵌段共聚物型热熔压敏胶的研究现状

1.3嵌段共聚物热熔压敏胶的基本组成

1.3.1基材

1.3.2热熔压敏胶中的增粘剂

1.3.3热熔压敏胶中的增塑剂

1.3.4热熔压敏胶中的抗氧剂

1.4本课题的研究目的和意义

第二章SDS型热熔压敏胶的制备

2.1引言

2.2实验部分

2.2.1实验原料及实验仪器

2.2.2 SDS热熔压敏胶的制备

2.2.3性能测试

2.3结果与讨论

2.3.1 SIS/SBS与不同助剂的相容性比较

2.3.2正交实验以及极差分析

2.4本章小结

第三章嵌段型压敏胶微多相结构及分子运动

3.1引言

3.2实验部分

3.2.1实验原料及实验仪器

3.2.2试样制备

3.2.3动态粘弹实验及透射电镜

3.3结果与讨论

3.3.1共混物的DMA图谱分析

3.3.2透射电镜照片(TEM)分析

3.4本章小结

第四章各组份对压敏胶的流变学性质及宏观力学性能的影响

4.1引言

4.2实验部分

4.2.1实验原料及实验仪器

4.2.2试样制备

4.2.3性能测试

4.3结果与讨论

4.3.1增粘树脂用量对SDS热熔压敏胶性能的影响

4.3.2环烷油4010用量对SDS热熔压敏胶性能的影响

4.3.3软化油PIB500、PH900用量对SDS热熔压敏胶性能的影响

4.4本章小结

第五章聚合物压敏胶的动态粘弹频率谱表征

5.1引言

5.2理论基础

5.3实验部分

5.3.1试样制备

5.3.3性能测试

5.4结果与讨论

5.4.1压敏胶的宏观三大力学性质

5.4.2初粘性与低频率下的E'

5.4.3 180°剥离强度与高频率下的E＂和Tan δ

5.4.4持粘与低频率范围内的η

5.5本章小结

第六章结论

参考文献

附录

硕士期间发表的论文

致谢