纳米二氧化硅聚丙烯酸酯核壳乳液压敏胶的制备与性能研究

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1、河北工业大学硕士学位论文纳米二氧化硅/聚丙烯酸酯核/壳乳液压敏胶的制备与性能研究摘要近年来，由于发达国家提出把无公害、无污染、省资源、省能源作为发展胶粘剂工业的前提，所以，目前占市场份额较大的溶剂型压敏胶粘剂正在逐步被无污染、水性化的乳液型压敏胶粘剂代替。而将纳米无机粒子与聚合物复合能显著改善聚合物材料的综合性能。所以本研究首先通过Stöber方法制备了不同粒径的单分散纳米二氧化硅粒子(SiO2)，并用硅烷偶联剂γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(MPS)对其表面进行原位改性，然后分别以MPS改性后的纳米二氧化硅粒子和二氧化硅水溶胶为核，以

2、丙烯酸丁酯(BA)与丙烯酸(AA)的共聚物为壳层单体，采用半连续乳液聚合工艺，通过改变核壳质量之比、二氧化硅核粒径大小、核的类型、壳层链转移剂含量和丙烯酸的用量，合成出MPS-SiO2/P(n-BA-co-AA)和silica-sol/P(n-BA-co-AA)两种具有不同粒径的纳米二氧化硅-聚丙烯酸酯复合胶乳，并将其涂布在聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上，制备了乳液型丙烯酸酯压敏胶。采用称重法测定了乳液的瞬时转化率和最终转化率、乳液固含量和聚结含量。借助红外光谱、动态光散射粒径分析仪、透射电镜分别考察了胶乳的组成、粒径及其分布以及胶乳粒的形态结

3、构。结果表明：乳液聚合的瞬时转化率和最终转化率均比较高，乳液固含量在36%~50%之间，聚结含量较低。所合成的乳胶粒子呈球形形态，具有明显的核壳结构，乳胶粒粒径呈单峰分布，粒径大小可控。o重点考察了压敏胶乳的三大粘结性能：初粘、180剥离和剪切性能，并从溶胶分子量、凝胶含量、交联分子量、缠结分子量、玻璃化转变温度等方面解释了其对压敏胶性能的影响。研究发现：压敏胶的初粘和剥离性能与聚合物的粘性有关；凝胶含量和交联分子量对压敏胶的剪切性能有很大影响。对于由MPS-SiO2/P(n-BA-co-AA)复合胶乳组成的压敏胶，随着壳层单体用量的增加，

4、随着单体加入量的增大，压敏胶初粘呈先减小后增加的趋势，o剥离力稍有增加，持粘力具有最大值；随着核层二氧化硅粒径的增加，压敏胶的初粘、180剥离和持粘性能均呈减小的趋势。对于由silica-sol/P(n-BA-co-AA)复合胶乳组成的压敏胶，随着壳层链转移剂用量的增加，压敏胶的初粘力和剥离力增大，持粘性能减小，而随着丙烯酸用量的增加，初粘、剥离和剪切性能均出现最大值。对于不同类型核的压敏胶，当把组成压敏胶的乳胶粒子的软核换成无机硬核时，在初粘力和剥离力保持较高值的同时，压敏胶的剪切性能有很大提高。关键词：压敏胶粘剂，乳液聚合，二氧化硅，核

5、壳聚合物，粘结性能i纳米二氧化硅/聚丙烯酸酯核/壳乳液压敏胶的制备与性能研究STUDYONPREPARATIONANDPROPERTIESOFNANO-SILICA/POLYACRYLATECORE/SHELLEMULSIONPRESSURE-SENSITIVEADHESIVEABSTRACTGrowingenvironmentalpressuresandtheadventofincreasinglystringentlegislationconcerningsolventemissionhaveforcedthecoatingsindus

6、trytoseekthereplacementofsolvent-borneadhesivesbyall-solidcoatingsand/orwater-bornecoatings.Asaconsequence,therehasbeengrowinginterestin,anduseof,water-bornepressure-sensitiveadhesives(PSAs).Thepropertiesofcompositematerialswillbeinprovedbyfillingnano-inorganicparticlesinp

7、olymermatrix.Sointhispaper,themonodispersesilicawithdifferentdiameterwaspreparedbyStöbermethodandmodifiedbyγ-methacryloxypropyltrimethoxysilane(MPS)couplingagent.Throughvaryingtheweightratioofcoreandshell,thediameterofsilica,thetypesofcore,thelevelofCTA,andtheamountofacryl

8、icacid,theMPS-SiO2/P(n-BA-co-AA)andthesilica-sol/P(n-BA-co-AA)compositelatexeswithdiffere