烯类高聚物胶黏剂602.ppt

第四章 烯类高聚物胶黏剂 第一节 聚乙酸乙烯酯乳液胶黏剂 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； （4）不燃烧，不污染环境，安全无害； （5）单组分，使用方便，清洗容易，贮存期较长，可达1年以上。 缺点： （1）耐水性和耐湿性差。对冷水有一定的耐水性， 但对温水的抵抗性极差；易吸湿，在湿度为65％的空 气中吸湿率为胶重的1.3%，而在湿度为96％的空气中 吸湿率则为3.5％。 （2）具有热塑性，耐热性差。 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、原料 （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 在乳液聚合过程中应用最多的分散介质是水。水便 宜易得，没有任何危险。 用水作分散介质，放热反应易于控制，有利于制 得均匀的高分子量产物。 （三） 引发剂 指在聚合反应中能引起单体活化而产生游离基的物质。 常用过氧化物作引发剂。用得较多的是过硫酸钾、 过硫酸铵。 过硫酸钾和过硫酸铵的引发性能非常相似，但由于 室温下过硫酸钾在水的溶解度为2%，而过硫酸铵在水中 的溶解度可达20%以上，所以工业生产用过硫酸铵更为 方便。 （四） 乳化剂 是由亲水的极性基团和疏水（亲油）的非极性基团 构成 ，它可使互不相溶的油（单体）—水，转变为相当 稳定、难以分层的乳液。 常用的乳化剂有OP-10（含10个乙氧基的辛烷基酚聚氧乙烯醚,可溶于任何硬度的水中，又称烷基酚聚氧乙烯(10)醚）、烷基苯磺酸钠等。 聚合前体系中存在三相：水相、胶束相和油相。 ⑴ 水相 引发剂分子溶于水中，少量的乳化剂硬脂酸钠(按CMC) 溶于水中，极少量的单体(按溶解度0.02%)溶于水中,构成水相。 ⑵ 胶束相 大部分的乳化剂分子形成胶束,极大部分的胶束中增溶有一定量(2%)的单体,极少量的胶束中没有增溶单体,增溶胶束的直径为6nm-10nm, 没有增溶的胶束直径为4 nm-5 nm。 ⑶ 油相 极大部分的单体(＞95%)分散成单体液滴, 直径为1000nm,单体液滴表面吸附了一层乳化剂分子,形成带电的保护层。 （五）保护胶体 保护胶体在粘性的聚合物表面形成保护层，以防 凝聚。常用的保护胶体有聚乙烯醇、甲基纤维素、羧甲 基纤维素、聚丙烯酸钠等。 乙酸乙烯酯乳液聚合常采用聚乙烯醇作为保护胶体 . （六） 缓冲剂 用以保持反应介质的pH值。聚合时如pH太低引发速 度太慢，介质的pH越高，引发剂分解的越快，形成的活 性中心越多，聚合速率就越快，故可通过缓冲剂来控制 聚合速度。常用碳酸盐、磷酸盐、醋酸盐。用量为单体 重量的0.3～5%。 （七） 增塑剂 聚乙酸乙烯酯的玻璃化温度为28℃。添加增塑剂的目的是使聚乙酸乙烯酯在较低温度时有良好的成膜性和粘接力。常用的有酯类，特别是邻苯二甲酸烷基酯类如邻苯二甲酸二丁酯和芳香族磷酸酯如磷酸三甲苯酯。 （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 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