兩嵌段si對(duì)sis及其熱熔壓敏膠性能的影響

兩嵌段si對(duì)sis及其熱熔壓敏膠性能的影響

1sis熱熔壓敏膠特性苯乙烯和異戊二烯的嵌段共聚物sis具有良好的內(nèi)聚力和良好的粘接性能，與其他添加劑具有良好的適應(yīng)性。主要用于制造熱敏壓敏膠。構(gòu)型上SIS分為星型和線型2種結(jié)構(gòu)。星型SIS采用2步加料——偶聯(lián)法合成,產(chǎn)物中含一定量的兩嵌段SI;線型SIS采用3步加料法合成,產(chǎn)物中不含兩嵌段SI。兩嵌段SI因其分子結(jié)構(gòu)存在“網(wǎng)絡(luò)缺陷”,不具備3嵌段SIS的物理交聯(lián)作用,因而其內(nèi)聚力小,耐熱性差,但卻有高流動(dòng)性、高粘附性及良好的分切性能。由于兩嵌段SI的獨(dú)特性能,國(guó)內(nèi)外很多線型SIS產(chǎn)品都摻混有不同量的兩嵌段SI,以滿足市場(chǎng)對(duì)SIS熱熔壓敏膠性能多樣化的要求。為了更好地開(kāi)發(fā)含兩嵌段SI的SIS新產(chǎn)品,滿足市場(chǎng)需求,本文研究了兩嵌段SI對(duì)SIS及其熱熔壓敏膠性能的影響。2實(shí)驗(yàn)部分2.1實(shí)驗(yàn)裝置和水劑5L聚合小試裝置、全套物檢設(shè)備及熔融指數(shù)儀、熱熔壓敏膠制備及涂布裝置,合成橡膠事業(yè)部橡塑中心自備;初粘測(cè)試儀(CZY-G)、持粘測(cè)試儀(CZY-S)、200N電子剝離實(shí)驗(yàn)機(jī)(BLD-200N),濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)發(fā)展中心。苯乙烯(300/t中試裝置現(xiàn)場(chǎng)取),水值≤20×10-6;異戊二烯(SBS車(chē)間現(xiàn)場(chǎng)取),水值≤20×10-6;正丁基鋰(300/t中試裝置現(xiàn)場(chǎng)取),濃度0.5mol/L;聚合溶劑(主要環(huán)己烷,中試裝置取),水值≤20×10-6;萜烯樹(shù)脂;增塑劑(環(huán)烷油KN-4010),新疆;SIS-1105,(S/I=15/85、相對(duì)分子質(zhì)量12~13萬(wàn)),巴陵石化。2.2測(cè)試方法2.2.1引發(fā)劑丁基鋰的制備1)兩嵌段SI的合成在5L聚合釜中,采用陰離子聚合方法合成SI。按設(shè)計(jì)量加入聚合溶劑、苯乙烯、活化劑,以引發(fā)劑破雜后加入計(jì)算量的引發(fā)劑丁基鋰。在一定溫度下反應(yīng)20min左右,待反應(yīng)完成后再加入計(jì)算量的異戊二烯進(jìn)行2段反應(yīng)15~25min左右終止,放料。2)含兩嵌段SI的SIS制備在合成的兩嵌段SI膠液中按計(jì)算量加入SIS-1105及溶劑,溶解并充分混勻,用蒸氣凝析、剪碎、烘干,得到含兩嵌段SI的SIS,分別對(duì)其進(jìn)行性能檢測(cè)和熱熔壓敏膠試驗(yàn)。2.2.2熱熔壓敏膠基礎(chǔ)配方在500mL三頸瓶中,分別加入一定量的含兩嵌段SI的SIS、增粘樹(shù)脂、增塑劑、防老劑,升溫至180~200℃,攪拌直至成為均勻黏稠的熔體即為熱熔壓敏膠。熱溶壓敏膠基礎(chǔ)配方為(質(zhì)量份):SIS(含SI)30份;環(huán)烷油18份;萜烯樹(shù)脂50份。2.3si的分子質(zhì)量SIS的扯斷拉伸強(qiáng)度:按GB/T528—1998進(jìn)行;熔體流動(dòng)速率(MFR):按GB/T3682—2000進(jìn)行;SI的分子質(zhì)量及其分布采用凝膠滲透色譜儀測(cè)定,溶劑為T(mén)HF;初粘性:參照GB4852—1984,將壓敏膠試樣水平放置于助滾斜面的正下方,將6#小球從30°傾角斜面10cm處自由滾下,計(jì)量小球在壓敏膠試樣上的滾動(dòng)距離;持粘性:按GB4851—1984進(jìn)行;180°剝離強(qiáng)度:按GB/T17200進(jìn)行;熔融黏度:按GB/T2794—1995方法進(jìn)行;3結(jié)果與討論3.1兩嵌段si的分子質(zhì)量對(duì)sis性能的影響1)兩嵌段SI含量對(duì)SIS性能的影響兩嵌段SI含量對(duì)SIS性能的影響如表1所示。SI的嵌段比為15/85、相對(duì)分子質(zhì)量為6萬(wàn)。由表1可知,隨著兩嵌段SI含量的增加,SIS的拉伸強(qiáng)度逐漸降低,MFR逐漸增大。這是由于相對(duì)于3嵌段SIS,兩嵌段SI在微觀結(jié)構(gòu)上有“網(wǎng)絡(luò)缺陷”,缺乏物理交聯(lián)作用,不具備硫化橡膠的特性,導(dǎo)致其力學(xué)性能差,流動(dòng)性變好。2)兩嵌段SI相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)SIS性能的影響兩嵌段SI相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)SIS性能的影響見(jiàn)表2,其中SI的嵌段比為15/85、含量為25%。由表2可知,隨著SI的分子質(zhì)量的增大,SIS的拉伸強(qiáng)度略有增大,MFR有一定程度的降低。說(shuō)明SI的分子質(zhì)量對(duì)SIS的內(nèi)聚強(qiáng)度影響較小,對(duì)熔體流動(dòng)性影響較大。3)兩嵌段SI的嵌段比對(duì)SIS性能的影響分子質(zhì)量為6萬(wàn)、含量為25%。SI的嵌段比對(duì)SIS性能的影響如表3所示。SI的相對(duì)由表3可知,隨著SI嵌段比的增大,SIS硬度增大,MFR減小。3.2通過(guò)綜合平衡由表4可知,隨著SI含量的增加,熱熔壓敏膠初粘性增大、持粘性降低,180°剝離強(qiáng)度先增大后減小。這是由于初粘性主要取決于壓敏膠的粘附強(qiáng)度,持粘性主要取決于壓敏膠的內(nèi)聚強(qiáng)度。而180°剝離強(qiáng)度則取決于壓敏膠的粘附性能和內(nèi)聚強(qiáng)度的綜合平衡。兩嵌段SI由于分子結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)缺失及分子質(zhì)量較小的原因,具有極好的粘附性能和極差的內(nèi)聚強(qiáng)度,導(dǎo)致其含量增加時(shí)壓敏膠的初粘性增大,持粘性降低。當(dāng)SI含量少時(shí),體系的粘附強(qiáng)度相對(duì)較低,內(nèi)聚強(qiáng)度相對(duì)較高,此時(shí)的剝離強(qiáng)度以粘附強(qiáng)度為主;當(dāng)SI含量高時(shí),體系的粘附強(qiáng)度較高,內(nèi)聚強(qiáng)度較低,此時(shí)的剝離強(qiáng)度以內(nèi)聚強(qiáng)度為主;當(dāng)2者較平衡時(shí),180°剝離強(qiáng)度就會(huì)出現(xiàn)最大值。同時(shí),壓敏膠的熔融黏度和軟化點(diǎn)都降低,有利于機(jī)械涂布施工。2)SI相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)SIS壓敏膠性能的影響兩嵌段SI相對(duì)分子質(zhì)量對(duì)SIS壓敏膠性能的影響見(jiàn)表5。由表5可知,隨著兩嵌段SI的分子質(zhì)量增大,熱熔壓敏膠的初粘性略有減小,持粘性略有增大,熔融黏度和軟化點(diǎn)增加。4熱熔壓敏膠的制備1)隨著兩嵌段SI含量的增加,SIS的拉伸強(qiáng)度逐漸降低,MFR逐漸增大;熱熔壓敏膠初粘性逐漸增大、持粘性逐漸降低,180°剝離強(qiáng)度先增大后減小,熔融黏度和軟化點(diǎn)降低。2)隨著兩嵌段SI分子質(zhì)量的增加,SIS的拉伸強(qiáng)度略有增大,MFR降低;熱熔壓敏膠的初粘性略有減小,持粘性略有增大,熔融黏度和軟化點(diǎn)增大。將制備好的熱熔壓敏膠在小型涂布機(jī)上涂布,得到熱熔壓敏膠試片,用于性能測(cè)試。硬度:按GB/T531—1999進(jìn)行;軟化點(diǎn):環(huán)球法。1)兩嵌段SI含量對(duì)SIS壓敏膠性能的影響兩嵌段SI含量對(duì)SIS壓敏膠性能的影響如表4所示。3)兩嵌段SI嵌段比對(duì)SIS壓敏膠性能的影響兩嵌段SI嵌段比對(duì)SIS壓敏膠性能的影響如表6所示。注:SI的相對(duì)分子質(zhì)量為6萬(wàn),含量為