【正文】 ............................................................. 1 綜述 ...................................................................................................................1 壓敏膠黏劑的種類 ................................................................................. 1 有機(jī)硅壓敏膠的制備機(jī)理及合成工藝 ................................................. 3 有機(jī)硅壓敏膠的研究概況 ............................................................................... 5 研究背景 ................................................................................................. 5 有機(jī)硅壓敏膠的特點(diǎn)和組成與性能的關(guān)系 ......................................... 6 有機(jī)硅壓敏膠的改性 ............................................................................. 7 有機(jī)硅壓敏膠的應(yīng)用 ....................................................................................... 8 在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用 ..................................................................................... 8 在其他方面的應(yīng)用 ............................................................................... 10 本文研究的目的和意義 ................................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。剝離力的測定 .................................................................. 15 壓敏膠耐老化性能測試 ....................................................................... 15 紅外光譜分析 ....................................................................................... 15 粘度的測定 ........................................................................................... 15 IV 固含量的測定 ....................................................................................... 15 3 結(jié)果與討論 ....................................................................................................... 16 紅外表征 ......................................................................................................... 16 壓敏膠 180176。壓敏膠特指那種在粘接過程中對壓力敏感、不必加熱、不需要溶劑、只需要輕微壓力或用手指輕輕一按就能實(shí)現(xiàn)粘接的膠黏劑。膠粘帶是壓敏膠的主要使用形式。商品壓敏膠絕大多數(shù)是橡膠型和丙烯酸酯類，廣泛用于國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域，是現(xiàn)代生活、各行各 業(yè)不可缺少的材料。 綜述 壓敏膠黏劑的種類 壓敏膠黏 劑是制造壓敏膠制品的最重要材料，種類很多，可以從不同的角度進(jìn)行分類 [2]。按所用彈性體，可將這類壓敏膠進(jìn)一步分為天然橡膠壓敏膠、合成橡膠壓敏膠、熱塑性彈性體壓敏膠。它們是以天然橡膠彈性體為主體，配合以增黏樹脂、軟化劑、防老劑、顏填料和交聯(lián)劑 等添加劑的復(fù)雜混合物，由于天然橡膠既有很高的內(nèi)聚強(qiáng)度 和彈性，又能與許多增黏樹脂很好的混溶，得到高度的粘性和對被粘材料良好的潤濕性，所以天然橡膠是比較理想的一類壓敏膠黏劑主體材料。但通過交聯(lián)和使用防老劑等措施后，可使它的耐候性和耐熱性得到改善。合成橡膠和再生橡膠壓敏膠，以丁苯橡膠、聚異戊二烯橡膠、聚異丁西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 烯橡膠和丁基橡膠以及氯丁橡膠、丁腈橡膠等合成橡膠為主體，配以增黏樹脂、軟化劑、防老劑等添加劑制成的壓敏膠黏劑都有它們各自的特點(diǎn)。再生橡膠，尤其是由天然橡膠制成的壓敏膠黏劑也具有不錯(cuò)的性能，價(jià)格也比較低廉，因而受到重視。熱熔壓敏膠由于不使用溶劑，不會產(chǎn)生環(huán)境污染，生產(chǎn)效率高，在當(dāng)今對節(jié)能和消除環(huán)境污染的呼聲日益增高的社會，此類壓敏膠黏劑的重要性也日益提高。這類壓敏 膠除主體樹脂外，還需要加入消泡劑、流平劑、潤滑劑等助劑。它不僅像其他壓敏膠一樣對金屬、紙、玻璃、織物、塑料等表面有粘附性，而且對聚四氟乙烯、硅橡膠等低能表面也有很好的粘附性。已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療及各工業(yè)領(lǐng)域，成為國防和國民經(jīng)濟(jì)中不可缺少的新型高分子材料。交聯(lián)型壓敏膠按交聯(lián)方式可分為加熱交聯(lián)型、室溫交聯(lián)型、光交聯(lián)型。 可分為 2 大類 ： 一類為 20 世紀(jì) 70 年代開發(fā)的過氧化物硫化型，另一類為20 世紀(jì) 80 年代開發(fā)的加成型。 （ 1）熱熔性壓敏膠，是壓敏膠的一種，主要由合成橡膠和樹脂及橡膠油等混合加熱成熔融狀態(tài)再涂布于棉紙，布或塑 料薄膜等基材上而制成的一種新型膠粘帶，成本低廉是其最大的優(yōu)點(diǎn)，缺陷是粘性受溫度影響較明顯。封箱膠對各類上光、磨光、壓光、 PP 復(fù)合等 PET、 PP 透明盒、薄膜、無紡布制品粘接，化妝品盒包裝，食品盒包裝，煙盒包裝，利樂飲料包裝等、組裝家具封邊，電子工業(yè)、汽車內(nèi)飾密封，車燈制造，擋風(fēng)玻璃裝配等 )、無紡布衛(wèi)生巾，尿片，紙尿褲，鞋墊，一次性生活用品、涂布復(fù)合商標(biāo)紙，標(biāo)簽雙面膠帶，粘鼠板，粘蠅紙，木地板，地毯過膠，創(chuàng)可 貼，醫(yī)用透氣膠帶、彩盒包裝、紙箱包裝膠、背膠粘扣帶等難粘材料均有較強(qiáng)的粘合力；熱穩(wěn)定性佳，無雜質(zhì)、操作性好；優(yōu)秀的耐候性；鋁箔封口熱熔膠獨(dú)有耐水、防水的特性。這些壓敏膠水乳液的涂布也是在般的涂布機(jī)生產(chǎn)線上進(jìn)行的。 （ 3）溶劑型壓敏膠，由各種橡膠彈性體經(jīng)塑煉和混煉后與增粘樹脂和其它助劑混合，并溶解在適當(dāng)?shù)挠?機(jī)溶劑中制成。以前一直占據(jù)著整個(gè)壓敏膠的主導(dǎo)地位，后來由于環(huán)境保護(hù)等原因而萎縮，但在壓敏膠與壓敏膠制品中仍占有重要地位。適用于對剝離力要求較高的壓敏膠帶、標(biāo)簽、 BOPP、雙面膠帶，紙張布等材質(zhì)的粘合，也可用于粘接各類塑料招紙，在各種材料上粘貼銘牌、商標(biāo)等。 有機(jī) 硅壓敏膠的制備機(jī)理及合成工藝 有機(jī)硅壓敏膠粘劑主要是由硅橡膠與彼此不完全互溶的硅樹脂，再加上交聯(lián)劑和其它添加劑相混合制成。硅橡膠分子中的硅氧鍵很容易自由旋轉(zhuǎn)，分子鏈易彎曲，形成 68 個(gè)硅氧鍵為重復(fù)單元的螺旋型結(jié)構(gòu) [3]是有機(jī)硅壓敏粘合劑的基本組分，為連續(xù)相，它能成膜提供強(qiáng)度，賦于壓敏膠必要的內(nèi)聚力。硅橡膠與樹脂之間通過輕基縮合而連接起來。壓敏膠用的有機(jī)硅橡膠的結(jié)構(gòu)如圖 ，在常溫下一般都是無色透明的極粘稠液體或半固體，平均分子量在 15~50 萬之間，本體粘度約為 104_105Pa 圖 硅橡膠結(jié)構(gòu) MQ 樹脂是結(jié)構(gòu)高度枝化的硅酮如圖 ，硬而脆 ， 在室溫以上具有很寬的玻璃化溫度 (Tg)轉(zhuǎn)變區(qū)域。將有機(jī)硅橡膠和 MQ 樹脂這兩種聚合物溶于溶劑中并以硅醇 (SiOH)縮聚的方式進(jìn)行反應(yīng)，見圖 H O S iRRO S iRRO S iRRO S iRRO S iRRO HR = 甲 基 C H 3. . . .或 苯 基 集 團(tuán) P h 2 S i O西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 圖 MQ 硅樹脂結(jié)構(gòu) 圖 MQ 樹脂與硅橡膠的縮聚反應(yīng) 有研究表明： SiOSi 鍵鍵長較長，鍵角較大，連接在硅原子上的有機(jī)基團(tuán)圍繞著 SiO 鍵軸具有很大的旋轉(zhuǎn)自由度，其運(yùn)動的結(jié)果增大了分子間距，分子間作用力減弱，從而硅氧鏈之間相互作用小，表面張力小，低溫狀 態(tài)下仍能表現(xiàn)出優(yōu)良的物理化學(xué)性能 [6]。過氧化苯甲酰(BPO)硫化有機(jī)硅壓敏膠的硫化特性：一是硫化過程分為二個(gè)階段，為防止 BPO與稀釋溶劑反應(yīng)須先在低溫 (80~100℃ 下除去溶劑，再在 150℃ 下硫化 5 min 或在180℃ 下硫化 3 min。將BPO 代以 2， 4二氯過氧化苯甲酰，硫化溫度可以降至 140℃ 。 有機(jī)硅壓敏膠與 BPO 反應(yīng)機(jī)理如下： 高溫下，交聯(lián)劑分解成自由基，它們能從硅橡膠側(cè)鏈的取代基上奪取氫原子形成交聯(lián)。 2020 年，全球膠黏劑需求量約 1500 萬噸，銷售金額約 200 億美元。近幾年壓敏膠的需求量一直保持較快的增長速度，尤其是高性能特種壓敏膠的發(fā)展相當(dāng)迅速，有機(jī)硅壓敏膠的生產(chǎn)和銷售持續(xù)大幅上升，在全球范圍內(nèi)成為銷售額最高的壓敏膠品種。隨著性能的不斷提高，預(yù)計(jì)有機(jī)硅類壓敏膠的增長將是最快的；而傳統(tǒng)的包裝帶用壓敏膠由于市場業(yè)已成熟和趨近飽和 ，增長緩慢，利潤漸低 [810]。它的發(fā)展有幾個(gè)趨勢，從環(huán)保的觀點(diǎn)看，有機(jī)硅 PSA 由低固含量向高固含量和 無溶劑型發(fā)展，以適應(yīng)當(dāng)今越來越嚴(yán)格的環(huán)保要求。 有機(jī)硅壓敏膠的特點(diǎn)和組成與性能的關(guān)系 1）高固含量有機(jī)硅壓敏膠 所謂高固含量是指硅酮含量在 60%以上，甚至可達(dá)到 80%95%， 而傳統(tǒng)的固含量為 40%50%。法國專利 [11]介紹了一種單組分硅橡膠壓敏膠粘劑，這種壓敏膠粘劑含有 Pt交聯(lián)催化劑，用加聚反應(yīng)進(jìn)行交聯(lián)。在有機(jī)硅壓敏膠的各組分中，對產(chǎn)品的黏度起決定作用的是硅橡膠。高固含量膠粘劑體系的顯著優(yōu)點(diǎn)在于只需要少量或無需溶劑稀釋，調(diào)配方便，生產(chǎn)設(shè)備簡單，可在傳統(tǒng)的低固含量膠粘劑涂布機(jī)上涂布和固化。這一類的發(fā)展是以提高穩(wěn)定性和改進(jìn)性能為目的。 然后在 130℃ 甲苯溶液中脫水縮合 15h， 得固含量 5060%的有機(jī)硅壓敏膠。因此 ， 所合成的 SPSA一般具有較高的粘度。 3）溶劑型有機(jī)硅壓敏膠 目前，在實(shí)際應(yīng)用中大量使用的仍然是溶劑型有機(jī)硅壓敏膠，典型的溶劑是甲苯、二甲苯、二氯甲苯、石油醚以及其混合物。再如 Dow Corning[15]公司選用高沸點(diǎn)溶劑和增塑劑合成的有機(jī)硅壓敏膠具有很好的初粘性和剝離強(qiáng)度，不需要分離硅醇縮合催化劑。為適應(yīng)環(huán)保要求，有機(jī)硅壓敏膠由低固含量向高固含量和無溶劑型發(fā)展是必然的趨勢。有機(jī)硅氧烷可作為一種非污染型、可循環(huán)利用的載西安工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 體使用 ， 其基料的制備過程如下 ： 將 OH基封端的高黏度的 PDMS和 MQ硅樹脂分別溶于 D4或 D5中 ， 將兩者混合直接作有機(jī)硅壓敏膠使用 ， 或加入 15106的KOH作催化劑 ， 加熱到 130℃ 反應(yīng) 2 h， 縮合脫水后 ， 調(diào)節(jié)至一定固含量和黏度即可。 1998年 ， Cifuentes[17]提出采用高沸點(diǎn)的羧酸和有機(jī)胺作為溶劑和增塑劑 ， 作用是 ， 一方面可以提高有機(jī)硅壓敏膠的物理性能 ， 同時(shí)另一方面可以作為縮合脫水的催化劑。 5）無溶劑型有機(jī)硅壓敏膠 將 MQ 樹脂溶液預(yù)先和含乙烯基或 H 基團(tuán)的有機(jī)硅氧烷液體混合，然后蒸出溶劑得到無溶劑的中間體，再與其他組成混合，也制備了一種無溶劑的有機(jī)硅壓敏膠 [18]。 美國專利 [20]介紹了一種乳液型聚硅氧烷壓敏膠粘劑，其制法是：在水相中用表面活性劑