乳液型高固含量聚丙烯酸酯-醋酸乙烯酯纸塑复合粘合剂的研制

摘要

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。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 乳液聚合概论

1.1.1 乳液聚合原理

1.1.2 乳液聚合的特点

1.1.3 乳液聚合体系的组成

1.1.4 乳液聚合的技术进展

1.2 乳液胶粘剂

1.2.1 乳液胶粘剂的应用

1.2.2 胶粘剂对聚合物乳液的要求

1.2.3 乳液型丙烯酸酯胶粘剂

1.3 纸塑复合粘合剂

1.3.1 前言

1.3.2 乳液型纸塑复膜胶的研究现状

1.3.3 小结

1.4 本文研究的目的、意义及内容

1.4.1 本文研究的目的和意义

1.4.2 本文研究的内容

2 醋丙乳液的合成与表征

2.1 实验部分

2.1.1 原料和规格

2.1.2 主要仪器与设备

2.1.3 醋丙乳液的制备

2.1.4 乳液性能的检测

2.1.5 涂膜性能的测试

2.1.6 结构表征

2.2 结果与讨论

2.2.1 醋丙乳液制备工艺

2.2.2 聚合单体的选择及配比

2.2.3 引发剂用量的影响

2.2.4 乳化剂用量的影响

2.2.5 功能性单体丙烯酸用量的影响

2.2.6 搅拌速度的影响

2.2.7 聚合温度的影响

2.2.8 产品性能指标

2.3 聚合物结构分析

2.3.1 聚合物红外谱图分析结果与解析

2.3.2 粒径测定结果与解析

2.3.3 差热扫描量热(DSC)分析结果与解析

2.3.4 最低成膜温度

2.4 小结

3 醋丙乳液作为纸塑复合粘合剂的应用研究

3.1 前言

3.2 试验部分

3.2.1 纸塑复膜胶的制备

3.2.2 应用工艺

3.2.3 性能测试

3.3 结果与讨论

3.3.1 增粘树脂用量的影响

4 结论

4.1 全文总结

4.2 下一步工作

4.3 展望

致谢

参考文献

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