黃勇 袁煜艷

收稿日期：2013-07-12

作者簡(jiǎn)介：黃勇（1970-），男，工程師，從事技術(shù)管理工作。E-mail：huangyong001.blsh@sinopec.com。

摘要：研究了兩嵌段SI對(duì)SIS及其熱熔壓敏膠性能的影響。結(jié)果表明，SI含量增加，SIS的拉伸強(qiáng)度降低，熔體流動(dòng)速率（MFR）增大，其熱熔壓敏膠初粘性增大、持粘性減小，180°剝離強(qiáng)度先增大后減小，熔融黏度和軟化點(diǎn)降低。兩嵌段SI分子質(zhì)量增加，SIS的 MFR降低，其熱熔壓敏膠的熔融黏度和軟化點(diǎn)增大。兩嵌段SI嵌段比增加，SIS的硬度增大、MFR降低，其熱熔壓敏膠的初粘性減小，熔融黏度和軟化點(diǎn)增大。

關(guān)鍵詞：兩嵌段SI；嵌段比；SIS性能；熱熔壓敏膠性能

中圖分類號(hào)：TQ436+.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1001-5922（2013）11-0057-04

1 前言

苯乙烯與異戊二烯的嵌段共聚物——SIS，具有很好的內(nèi)聚力和優(yōu)良的粘接性能，與其他添加劑相容性好，主要用于制備熱熔壓敏膠。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 [1，2]。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[3]。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 試驗(yàn)儀器設(shè)備及原材料

5 L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)?。?，水值≤20×10-6；異戊二烯（SBS車間現(xiàn)場(chǎng)?。?，水值≤20×10-6；正丁基鋰（300/t中試裝置現(xiàn)場(chǎng)?。?，濃度 0.5 mol/L；聚合溶劑（主要環(huán)己烷，中試裝置?。怠?0×10-6；萜烯樹脂；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 試驗(yàn)方法

2.2.1 小試聚合

1）兩嵌段SI的合成

在5 L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)20 min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) 15～25 min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 SIS熱熔膠制備

在500 mL三頸瓶中，分別加入一定量的含兩嵌段SI的SIS、增粘樹脂、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；萜烯樹脂 50份。

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。

2.3 性能測(cè)試

SIS的扯斷拉伸強(qiáng)度：按GB/T 528—1998進(jìn)行；

硬度：按GB/T 531—1999進(jìn)行；

熔體流動(dòng)速率（MFR）：按GB/T 3682—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THF；

初粘性：參照GB 4852—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10 cm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GB 4851—1984進(jìn)行；

180°剝離強(qiáng)度：按GB/T 17200進(jìn)行；

熔融黏度：按GB/T 2794—1995方法進(jìn)行；

軟化點(diǎn)：環(huán)球法。

3 結(jié)果與討論

3.1 兩嵌段SI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

SI的嵌段比對(duì)SIS性能的影響如表3所示。SI的相對(duì)分子質(zhì)量為6萬(wàn)、含量為25%。

由表3可知，隨著SI嵌段比的增大，SIS硬度增大，MFR減小。

3.2 兩嵌段SI對(duì)SIS熱熔壓敏膠性能的影響

1）兩嵌段SI含量對(duì)SIS壓敏膠性能的影響[3]

兩嵌段SI含量對(duì)SIS壓敏膠性能的影響如表4所示。

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。

由表6可知，隨著兩嵌段SI嵌段比的增大，熱熔壓敏膠的初粘性減小，持粘性略有增大，熔融黏度和軟化點(diǎn)有所增大。

4 結(jié)論

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。

3）隨著兩嵌段SI嵌段比的增加，SIS的拉伸強(qiáng)度略有增大，MFR降低，硬度增大；熱熔壓敏膠的初粘性減小，持粘性略有增大，熔融黏度和軟化點(diǎn)增大。

參考文獻(xiàn)

[1]張雷，董汝秀，金關(guān)泰.SIS和（SI）nR 的結(jié)構(gòu)與性能[J].合成橡膠工業(yè)，1991，14（3）：172-174.

[2]張雷，董汝秀，金關(guān)泰.苯乙烯、異戊二烯星型嵌段熱塑性彈性體的合成[J].石油化工，1990，19（9）：601-606.

[3]袁煜艷.SIS技術(shù)參數(shù)對(duì)其熱熔壓敏膠性能的影響[J].粘接，2012（01）：61-63.