【導(dǎo)讀】國內(nèi)外膠粘帶生產(chǎn)量和消耗量都很大，這不能滿足科學(xué)技術(shù)的更新和工業(yè)飛速發(fā)展的需要。市場上供應(yīng)的膠黏劑由于其具有不同的性能導(dǎo)致不能耐高溫，電性能也不理想。膠恰恰具備這些優(yōu)點(diǎn)。它對(duì)金屬無腐蝕、耐腐蝕、對(duì)皮膚無刺激，因此被廣泛應(yīng)用于醫(yī)療。研究高性能有機(jī)硅壓敏膠具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。(論文)的主要內(nèi)容：SPSA黏度在以上。180°剝離強(qiáng)度盡量大耐老化性能好，不掉膠固含量在58%±5%這個(gè)范圍。并對(duì)撰寫論文修改論文，準(zhǔn)備畢業(yè)答辯。說明：1本表一式二份，一份由學(xué)生裝訂入附件冊(cè)，一份教師自留。2帶*項(xiàng)可根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)選填。經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中不可缺少的新型高分子材料。研究了單體種類、單體配比、催化劑用量、交聯(lián)劑用。甲酰，其用量為總量的3%。在此配方下合成的有機(jī)硅壓敏膠綜合性能最

　　

【正文】 本實(shí)驗(yàn)是在裝有溫度計(jì)、冷凝回流管、滴液漏斗的 250ml 四口燒瓶中加入藥品，用配有油浴設(shè)備的加 熱磁力攪拌器進(jìn)行加熱，溫度可便捷調(diào)控 （ 130℃ ） ，同時(shí)用增力電動(dòng)攪拌器進(jìn)行攪拌。 有機(jī)硅壓敏膠的合成及涂膜制備 有機(jī)硅壓敏膠的制備 首先將單體 107 硅橡膠和 MQ 硅樹脂按照一定的配比稱量好，加入裝有攪拌器、回流冷凝管、溫度計(jì)和恒壓滴液漏斗的 250ml 的四口燒瓶中，再加入一定量的甲苯溶劑，待溫度上升至冷凝回流管中出現(xiàn)回流時(shí)把催化劑加入滴液漏斗開始滴加，控制在一個(gè)小時(shí)左右滴完。體系溫度控制在 130℃ 左右，反應(yīng)四個(gè)小時(shí)后，降至室溫，出料裝瓶。 壓敏膠帶的制備 將制備好的壓敏膠液分組，一組涂 布于 PET 膜上，另一組與交聯(lián)劑 BPO 按照不同的比例進(jìn)行均勻混合，用線棒涂布器將膠液均勻涂布于 PET 膜上，涂膜厚度大約是 25 微米左右。 然后將膜放入烘箱中 ， 在 150℃ 下固化 5min，取出后貼在離型膜上進(jìn)行保護(hù)。再放入電熱鼓風(fēng)干燥箱中進(jìn)行熟化 24h 后取出。用蘸有無水乙醇的脫脂棉對(duì)鋼板西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 14 進(jìn)行表面清洗處理。將涂膜貼在鋼板上，用 的重物延壓， 20min 后，測試剝離力。另一部分涂膜貼于鋼板上后，在電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi)放置 24h 后取出，測試壓敏膠的耐老化性能。 圖 壓敏膠帶的 制備 圖 壓敏膠帶的制備 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 15 性能測試與表征 壓敏膠 180176。剝離力的測定 按照壓敏膠粘帶 180176。剝離力試驗(yàn)方法測定。測試方法：將樣條和不銹鋼板一端固定，使剝離角成 180176。，以均勻的速度使樣條與不銹鋼板分離，實(shí)驗(yàn)過程中每個(gè)樣條中間部位每 10mm 讀一個(gè)數(shù)，至少讀 5 個(gè)數(shù)，五個(gè)數(shù)的平均值即為該樣條的剝離力。 壓敏膠耐老化性能測試 將制備好的壓敏膠帶在電熱鼓風(fēng)干燥箱內(nèi) 50℃ 下熟化 24h， 然后取出貼于無水乙醇處理過的潔凈鋼板上。再放入電熱鼓風(fēng) 干燥箱內(nèi) 24h 后取出待冷卻后剝離，觀察掉膠情況。 紅外光譜分析 KBr 研磨壓片制樣，用美國 Nicolet 公司的 MAGNAIR360 型傅里葉變換的紅外掃描儀對(duì)試樣進(jìn)行掃描。 粘度的測定 用 NDJ1 旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)測定有機(jī)硅壓敏膠樣的粘度，每兩天測定一次，記錄粘度的變化情況。 固含量的測定 取四組不同配比的樣品，按照測定固含量的具體方法 即：先將干凈的小燒杯放入烘箱中 7 個(gè)小時(shí)烘干，然后測量每個(gè)小燒杯的質(zhì)量 M1，再將制備好的壓敏膠各取 2g 左右倒入小燒杯稱其質(zhì)量 M2，然后放入烘箱在 130℃下烘 2 個(gè)小時(shí)，取出冷卻至室溫，測其質(zhì)量，再放入烘箱烘 15min，測質(zhì)量 M3，如此反復(fù)至幾次稱量的質(zhì)量差不超過 為止。根據(jù)烘干前后的質(zhì)量計(jì)算固含量 C C=（ M3M1） /（ M2M1） 100% 3 結(jié)果與討論 16 3 結(jié)果與討論 紅外表征 用 KBr 壓片法。取少許樣品和一定量的 KBr 混合均勻，在研磨中壓成粉末，然后制成薄膜，進(jìn)行測試。得下圖： 4000 3000 2020 1000 00 .8 60 .8 80 .9 00 .9 20 .9 40 .9 60 .9 81 .0 01 .0 2TV （ cm1）0 .0 90 .1 00 .1 10 .1 20 .1 30 .1 40 .1 5cTbT0 .00 .20 .40 .60 .81 .0a4000 3000 2020 1000 00 .8 60 .8 80 .9 00 .9 20 .9 40 .9 60 .9 81 .0 01 .0 2TV （ cm1）0 .0 90 .1 00 .1 10 .1 20 .1 30 .1 40 .1 5cTbT0 .00 .20 .40 .60 .81 .0a40003000202020000TV（ cm1）cTbTa 4000 3000 2020 1000 00 .8 60 .8 80 .9 00 .9 20 .9 40 .9 60 .9 81 .0 01 .0 2TV （ cm1）0 .0 90 .1 00 .1 10 .1 20 .1 30 .1 40 .1 5cTbT0 .00 .20 .40 .60 .81 .0a Wavenumbers(cm1) 圖 MQ 硅樹脂、 107 硅橡膠、 SPSA的紅外譜圖 其中 a、 b 曲線分別為 MQ 硅樹脂和 107 硅橡膠原料的紅外譜圖， c 為有機(jī)硅壓敏膠的紅外譜圖。 原料中 3500cm1至 3400 cm1處 SiOH 的伸縮振動(dòng)吸收峰在 SPSA 的紅外光譜圖中基本消失，說明發(fā)生了硅羥基的縮合反應(yīng)；在 SPSA 的紅外譜圖中， cm1的吸收峰為甲基的不對(duì)稱伸縮振動(dòng)； 1294 cm1和 cm1附近有 SiCH3不對(duì)稱振動(dòng)和甲基的對(duì)稱變形振動(dòng)峰； 1080 cm1處的吸收峰為 SiOSi 的伸縮振動(dòng)； cm1處的吸收峰為 SiCH3的面內(nèi)擺動(dòng)振動(dòng) 峰，紅外光譜數(shù)據(jù)表明 SPSA具有點(diǎn)典型的甲基聚硅氧烷結(jié)構(gòu)。 壓敏膠 180176。剝離力與耐老化性能的測定 本實(shí)驗(yàn)研究了單體種類、單體配比、催化劑用量、交聯(lián)劑用量 、溶劑含量 這西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 17 幾個(gè)因素對(duì)有機(jī)硅壓敏膠性能的影響。 單體種類的影響 表 壓敏膠 180176。剝離強(qiáng)度的測定 1 是黏度為 的 107 硅橡膠 ， 2 是黏度為 5 的 107 硅橡膠 從表 可以看出，當(dāng)單體為 5 的 107 硅橡膠時(shí)，壓敏膠帶的剝離力比較大一點(diǎn)。而沒有加交聯(lián)劑制成的膠帶剝離力會(huì)比交聯(lián)后的剝離力稍微大一點(diǎn)，但是它的耐老化性不合格，從鋼片上剝離下來會(huì)有殘膠。 在相同的配比（ 3:2），催化劑用量為 %時(shí)，隨著硅橡膠粘度的增加，其流動(dòng)性減小，制備的 SPSA 的潤濕能力減弱，但是當(dāng)硅橡膠粘度繼續(xù)增大到一定程度時(shí)，它的分子質(zhì)量很大，里面含有的硅羥基較少，發(fā)生的縮合反應(yīng)減少，內(nèi)聚力下降，潤濕能力增強(qiáng)， SPSA 的性能表現(xiàn)出一定的提 高。因?yàn)楣柘鹉z的粘度大，其分子量也大，壓敏膠的高分子質(zhì)量成分增加，壓敏膠的內(nèi)聚力增大，因此它對(duì)剪切作用的抵抗力也相應(yīng)增大。 單體配比的影響 表 壓敏膠 180176。剝離強(qiáng)度的測定 單體種類 BPO（ %） 剝離力（ N/25mm） 耐老化性 1 0 不合格 3 合格 2 0 不合格 3 合格 硅橡膠 ?/MQ 硅樹脂 剝離力（ N/25mm） 耐老化性 2:2 未測 未測 3:2 合格 4:2 合格 5:2 合格 西安工業(yè)大學(xué)畢 業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 18 ?是黏度為 的 107 硅橡膠， ?是黏度為 5 的 107 硅橡膠 由表 可以看出，在一定范圍內(nèi)隨著硅橡膠含量的增加，壓敏膠剝離力逐漸變小，因?yàn)殡S著 MQ 硅樹脂的減少，在發(fā)生縮合反應(yīng)時(shí)，不利于形成深度交聯(lián)， MQ 硅樹脂的補(bǔ)強(qiáng)作用不明顯，導(dǎo)致壓敏膠中高分子質(zhì)量成分減少，內(nèi)聚力下降，對(duì)剪切作用的抵抗力減小，剝離力也隨之逐漸減小。同時(shí)數(shù)據(jù)說明，當(dāng)原料為 5 的 107 硅橡膠與 MQ 硅樹脂配比為 8:2 時(shí)壓敏膠性能最為優(yōu)異。而當(dāng)硅橡膠 ?配比為 2:2 時(shí)，雖然硅橡膠過量，但 是沒有達(dá)到合適的配比，基本上沒有反應(yīng)，所以制備的壓敏膠不合格沒有辦法檢測。 催化劑用量的影響 表 壓敏膠 180176。剝離強(qiáng)度的測定 硅橡膠 ?/MQ 硅樹脂 剝離力（ N/25mm） 耐老化性 3:2 合格 6:2 合格 8:2 合格 10:2 合 格 催化劑（ %） 剝離力（ N/25mm） 耐老化性 合格 合格 合格 合格 合格 未測 未測 未測 未測 未測 未測 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 此試驗(yàn)過程是選用 的 107 硅橡膠與 MQ 硅樹脂配比為 3:2 時(shí)所測得數(shù)據(jù)。 由表 可以看出，在合適的范圍內(nèi)，催化劑用量在 %時(shí)剝離力較好，壓敏膠帶各方面的性能表現(xiàn)較為優(yōu)異。加入催化劑主要是為了提高 反應(yīng)速率 ，也為了防止硅橡膠和硅樹脂混合后出現(xiàn)過分的相分離，同時(shí)也使硅橡膠和硅樹脂的部分分子通過硅醇基的相互縮合反應(yīng)而連接起來。此次實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)催化劑量為%、 %、 %時(shí)由于其剛制備出來的粘度過小，隔段時(shí)間已經(jīng)變得很粘稠，甚至沒有流動(dòng)性，從而失去檢測性能的使用期，這是因?yàn)榇呋瘎┻^多，在壓敏膠的制備中，催化劑添加的量必須盡可能少，否則，殘存的催化劑在壓敏膠的貯存過程中會(huì)使剩余的硅醇 基繼續(xù)反應(yīng)，從而引起膠液粘度的不斷增大，甚至完全凝膠。如圖 圖 成為凝膠的 SPSA 交聯(lián)劑用量的影響 表 壓敏膠 180176。剝離強(qiáng)度的測定 BPO（ %） 剝離力（ N/25mm） 掉膠情況 有 有 稍有 無 稍有 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 此對(duì)比試驗(yàn)選用的是 5 的 107 硅橡膠與 MQ 硅樹脂配比為 8:2，催化劑為 %時(shí)所測得數(shù)據(jù)。由表 數(shù)據(jù)可以 看出，交聯(lián)劑的添加量為壓敏膠質(zhì)量的 3%最合適。將硅橡膠和硅樹脂進(jìn)行縮合反應(yīng)后，壓敏膠的內(nèi)聚力已可滿足實(shí)用的要求。但這樣的膠粘劑本質(zhì)上仍屬于非交聯(lián)型的。它們的熱塑性較大，高溫下的耐熱老化和耐藥品性能往往還不能滿足某些要求。此時(shí)需要在配方中加人適量的交聯(lián)劑使壓敏膠進(jìn)一步交聯(lián)起來。 對(duì)于有機(jī)硅壓敏膠來說，交聯(lián)劑加入太多，交聯(lián)過度，會(huì)造成壓敏膠的初粘力和剝離強(qiáng)度都下降，同時(shí)還會(huì)因壓敏膠與基材的粘接力不夠造成脫膜；交聯(lián)劑加入太少，壓敏膠的交聯(lián)度不夠，分子結(jié)構(gòu)不致密，雖然初粘力不受影響，但剝離強(qiáng)度下降，同時(shí)還易 造成高溫使用時(shí)被粘接物脫落，膠帶去除時(shí)殘膠。 溶劑 含量 的影響 表 壓敏膠 180176。剝離強(qiáng)度的測定 表 數(shù)據(jù)表明，溶劑含量越少，膠黏劑的粘結(jié)強(qiáng)度越強(qiáng)。溶劑的加入，會(huì)使膠黏劑的粘度下降，當(dāng)膠黏劑進(jìn)行交聯(lián)烘干過程時(shí)，溶劑揮發(fā)速度對(duì)粘接強(qiáng)度的影響較大，溶劑揮發(fā)速度快，初粘力大，初始粘接強(qiáng)度高。相反溶劑干燥速度慢。初粘力小，粘接后可能殘留溶劑，使粘接強(qiáng)度短時(shí)間內(nèi)高不起來，對(duì)于 致密被粘物尤為不利。加入的溶劑越多，固化后就越有可能有殘留溶劑從而導(dǎo)致膠黏劑的剝離強(qiáng)度不夠大。 壓敏膠液粘度的變化 取 5 的 107 硅橡膠與 MQ 硅樹脂配比為 8:2 時(shí)壓敏膠液做樣品，觀察其粘度的變化規(guī)律，如下圖： 溶劑含量（ %） 剝離力（ N/25mm） 40 50 60 75 西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 2 4 6 8 10時(shí)間 (D )黏度 ()3