亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        VAc-BA-AM三元共聚乳液膠黏劑制備與性質(zhì)研究

        2018-02-05 07:59:36孫曉云王吉林許凌子王璐璐
        精細(xì)石油化工 2018年1期
        關(guān)鍵詞:改性實(shí)驗(yàn)

        齊 威,孫曉云,王吉林,許凌子,王璐璐

        (遼寧石油化工大學(xué)化學(xué)化工與環(huán)境學(xué)部,石油化工學(xué)院,遼寧 撫順 113001)

        聚醋酸乙烯酯(PVAc)乳液統(tǒng)稱白乳膠,是一種低成本、性能較好環(huán)保型水性膠黏劑,具有固化速度快、較高的黏接強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)。但是,單組分PVAc乳液膠黏劑的耐熱性[1]和機(jī)械性能都比較差[2]。近幾年,大部分學(xué)者已著重研究PVAc乳液改性手段。其中,以引入帶有功能基團(tuán)單體與醋酸乙烯酯共聚形成內(nèi)增塑型聚合物為改性的主要方式[3]。典型的共聚改性實(shí)例有醋酸乙烯(VAc)與乙烯類單體[4]、丙烯酸酯[5,6]、丙烯酰胺[7,8]等單體的共聚。

        本文采用共聚改性手段制備 醋酸乙烯(VAc)-丙烯酸丁酯(BA)-丙烯酰胺(AM)三元共聚乳液,在VAc中添加適量的軟單體(BA)和功能單體(AM),不僅能夠改善乳液的玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)和最低成膜溫度,還能夠提高乳液的耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度。

        1 實(shí) 驗(yàn)

        1.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器

        BA,分析純,沈陽(yáng)試劑一廠;VAc,分析純,沈陽(yáng)試劑五廠;AM,分析純,萬(wàn)利化工有限公司;十二烷基磺酸鈉,分析純,江西化工有限公司;過(guò)硫酸銨,分析純,國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司;實(shí)驗(yàn)過(guò)程均選用去離子水。

        Spectrum One傅里葉變換紅外光譜儀,美國(guó)Perkin Elmer公司;PN-TT300抗張?jiān)囼?yàn)機(jī),杭州品享科技有限公司;DSC-Q20差熱分析儀,美國(guó)TA公司。

        1.2 實(shí)驗(yàn)方法

        1.2.1膠黏劑的制備

        在已安裝好攪拌器、冷凝管、溫度計(jì)和滴液漏斗的四口燒瓶中依次添加60 mL去離子水、適量PVA,升溫至90 ℃,快速攪拌直至PVA全部溶解;降溫至65 ℃,將復(fù)合型乳化劑(SDS/OP-10)添加到四口燒瓶中,然后添加引發(fā)劑溶液總體積的1/4攪拌下升溫至75 ℃;在滴液漏斗中添加混合單體總體積的1/4,時(shí)間控制在1 h。在75 ℃反應(yīng)30 min,開(kāi)始滴加剩下的混合單體和適量引發(fā)劑溶液,保持反應(yīng)溫度在75 ℃,在3~4 h完成滴加;滴加結(jié)束后,繼續(xù)保溫反應(yīng)1 h;升溫至90 ℃,再添加少量引發(fā)劑,繼續(xù)反應(yīng)30min后停止加熱,邊攪拌邊冷卻;降溫至60 ℃,使用NaHCO3飽和溶液調(diào)節(jié)乳液的pH值在5~6;冷卻過(guò)濾出料,得到VAc-BA-AM三元共聚乳液。三元共聚物的具體反應(yīng)式如圖1所示。

        1.3 性能與測(cè)試

        1.3.1紅外光譜(FT-TR)分析

        采用美國(guó)Perkin-Elmer公司的Spectrum One(B)傅里葉變換紅外光譜儀記錄三元共聚乳液所形成膠膜的紅外光譜,試樣使用薄膜測(cè)定法。

        圖1 三元共聚物的反應(yīng)式

        1.3.2熱重(TGA)分析

        采用德國(guó)Netzsch公司TGA 290C熱重分析儀進(jìn)行熱重分析。待測(cè)試樣預(yù)先在105 ℃真空干燥箱內(nèi)干燥5 h以除去溶劑和水分,稱取5 mg干燥試樣,放入坩堝中,在氮?dú)夥障逻M(jìn)行測(cè)試分析。其中升溫速率為10 ℃/min,氮?dú)饬魉?0 mL/min。

        1.3.3DSC測(cè)試

        采用美國(guó)TA公司的DSC-Q20差熱分析儀進(jìn)行DSC測(cè)試。試樣在氮?dú)獗Wo(hù)下,加熱速率為10 K/min,測(cè)試溫度范圍為-10~60 ℃。

        1.3.4膠膜的機(jī)械性能

        按照GB/T 17657—1999制作試件。根據(jù) GB/T 9846—2004,用PN-TT300電腦抗張?jiān)囼?yàn)機(jī)機(jī)進(jìn)行機(jī)械強(qiáng)度測(cè)定。

        1.3.5剝離強(qiáng)度測(cè)試

        初始剝離強(qiáng)度測(cè)定是將共聚乳液分別涂于PVC革表面,在紅外燈下(65~75 ℃)進(jìn)行熱處理25~30 min,用一定壓力熱壓20 s,靜置10 min。根據(jù)GB/T 2791—1995用PN-TT300電腦抗張?jiān)囼?yàn)機(jī)測(cè)定。

        2 結(jié)果與討論

        2.1 正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)果分析

        通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)確定各因素對(duì)膠黏劑的影響程度,并以此為基礎(chǔ)進(jìn)一步確定膠黏劑制備的最佳工藝條件。本實(shí)驗(yàn)主要研究3種單體用量配比對(duì)乳液形成干膠膜的機(jī)械性能(拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、剝離強(qiáng)度)影響??疾斓?個(gè)因素分別為:A[w(軟單體BA),%]、B[w(硬單體VAc),%]、C[w(功能單體AM),%]。

        按照L9(34)正交表選取水平因素見(jiàn)表1。

        表1 因素水平安排

        根據(jù)表1中所給出的水平因素,進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

        表2 正交實(shí)驗(yàn)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

        2.1.1直觀分析

        表2給出了w(BA)、w(VAc)、w(AM)分別對(duì)乳液膠膜的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、剝離強(qiáng)度的綜合影響情況。從表2可看出,w(BA)為20%、w(VAc)為30%、w(AM)為5%時(shí),乳液膠膜的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大;w(BA)為40%、w(VAc)為25%、w(AM)為3%時(shí),乳液膠膜的斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到最大;w(BA)為20%、w(VAc)為30%、w(AM)為5%時(shí),乳液膠膜的剝離強(qiáng)度達(dá)到最大。

        2.1.2均值分析

        從A(BA)、B(VAc)、C(AM) 3個(gè)影響因素的拉伸強(qiáng)度均值變化看出,在膠黏劑制備過(guò)程中,隨著BA質(zhì)量分?jǐn)?shù)的減小、B(VAc)增加、C(AM)增大,膠膜的拉伸強(qiáng)度均有所增大;隨著A(BA)增加,膠膜的拉伸強(qiáng)度降低,原因是BA/VAc共聚,A(BA)增加致使膠膜過(guò)軟,膠膜的聚結(jié)力減小導(dǎo)致膠膜拉伸強(qiáng)度降低;隨著B(VAc)增加,拉伸強(qiáng)度增大,這是因?yàn)閂Ac分子中含有強(qiáng)極性的—COOH,增加了體系中分子的相互作用力導(dǎo)致膠膜拉伸強(qiáng)度增大;隨著C(AM)增加拉伸強(qiáng)度增大,原因是AM可以增加膠膜的韌性和彈性[9]導(dǎo)致膠膜拉伸強(qiáng)度增加。根據(jù)均值的分析結(jié)果表明,如果以干膠膜的拉伸強(qiáng)度為評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí),在現(xiàn)有的因素水平下,最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)條件為A1B3C3。以此為實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得到乳液干膠膜的拉伸強(qiáng)度為3.93 MPa。

        從A(BA)、B(VAc)、C(AM) 3個(gè)影響因素的斷裂伸長(zhǎng)率的均值變化看出,隨著A(BA)的增加、B(VAc)減小、C(AM)減小,干膠膜的斷裂伸長(zhǎng)率均有所增大,這是因?yàn)锽A/VAc共聚,BA中長(zhǎng)鏈側(cè)基增加了聚合物的柔韌性,膠膜的斷裂伸長(zhǎng)率增大;隨著B(VAc)增加,斷裂伸長(zhǎng)率增大,這是因?yàn)閂Ac分子中含有強(qiáng)極性的羧基,增加了乳液的內(nèi)聚力導(dǎo)致膠膜的斷裂伸長(zhǎng)率增大;隨著C(AM)增加斷裂伸長(zhǎng)率降低,這是因?yàn)锳M可以提高膠膜的韌性和彈性。根據(jù)均值的分析結(jié)果表明,如果以干膠膜的斷裂伸長(zhǎng)率為評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí),在現(xiàn)有的因素水平下,最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)條件為A3B1C1。以此為實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得到的乳液的干膠膜的斷裂伸長(zhǎng)率為701%。

        從A(BA)、B(VAc)、C(AM)3個(gè)影響因素的剝離強(qiáng)度的均值變化看出,隨著B(VAc)和C(AM)的增加,膠膜的剝離強(qiáng)度均有所增大,而隨著A(BA)質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加,剝離強(qiáng)度降低。隨著A(BA)增加,剝離強(qiáng)度降低,可能是因?yàn)锽A含量過(guò)多時(shí),膠膜過(guò)軟,膠膜的內(nèi)結(jié)合強(qiáng)度降低,剝離強(qiáng)度也隨之降低[9];隨著VAc質(zhì)量分?jǐn)?shù)增加剝離強(qiáng)度增大,可能是因?yàn)閂Ac中有醋酸根,乳液的剝離強(qiáng)度會(huì)隨醋酸根含量增加而增大;隨著AM增加剝離強(qiáng)度增大,可能是因?yàn)锳M中含有—CONH親水基團(tuán),容易生成氫鍵,而AM中的碳鏈結(jié)構(gòu)通過(guò)與—OH締結(jié)合作用在大分子間生成蜂窩結(jié)構(gòu),使膠膜的剝離強(qiáng)度增加[10]。根據(jù)均值的分析結(jié)果表明,如果以干膠膜的剝離強(qiáng)度為評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí),在現(xiàn)有的因素水平下,最優(yōu)的實(shí)驗(yàn)條件為A1B3C3。以此為實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得到的乳液的干膠膜的剝離強(qiáng)度為6.68 kN/m。

        2.1.3極差分析

        通過(guò)極差分析對(duì)比,可以分別看出各種影響因素對(duì)乳液膠膜的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、剝離強(qiáng)度影響程度不相同。從表2中 (BA)、w(VAc)、w(AM)的大小可以看出,3個(gè)影響因素對(duì)乳液膠膜的拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率、剝離強(qiáng)度影響程度從大到小分別依次:

        VAc>AM>BA

        AM>BA>VAc

        VAc>AM>BA

        從極差分析來(lái)看,說(shuō)明AM添加量嚴(yán)重影響乳液膠膜的斷裂伸長(zhǎng)率、剝離強(qiáng)度,對(duì)拉伸強(qiáng)度的影響有必然性;VAc添加量嚴(yán)重影響乳液膠膜的拉伸強(qiáng)度,對(duì)其斷裂伸長(zhǎng)率、剝離強(qiáng)度影響較小。BA這個(gè)因素的極差對(duì)拉伸強(qiáng)度影響稍弱,但對(duì)斷裂伸長(zhǎng)率、剝離強(qiáng)度有必然性的影響,所以在膠黏劑的制備過(guò)程中不可忽視。

        2.2 三元共聚乳液干膠膜的FT-IR

        在w(BA)為20%、w(VAc)為30%和w(AM)為5%的條件下制備得到聚合乳液。將該聚合乳液于水平的玻璃板上澆鑄成膜,待膜干透后,將其揭下采用薄膜法對(duì)其FT-IR對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,結(jié)果見(jiàn)圖2。由圖2可以看出,3 201 cm-1為—NH2的特征峰,2 933 cm-1處為—CH2的非對(duì)稱伸縮振動(dòng)峰,2 875 cm-1處為—CH3的特征峰,1 731 cm-1處是酯鍵中C=O的特征吸收峰,1 370 cm-1處是C—H鍵的吸收峰,1 617 cm-1處為酰胺(N—H彎曲振動(dòng))的特征吸收峰。圖2中的1 640~1 680 cm-1處沒(méi)有出現(xiàn)C=C雙鍵的伸縮振動(dòng)峰,說(shuō)明VAc、BA、AM單體間已經(jīng)聚合完全,沒(méi)有未發(fā)生反應(yīng)的單體。

        2.3 改性前后乳液干膠膜的TGA

        在w(BA)為20%、w(VAc)為30 %和w(AM)為5%的條件下制備得到聚合乳液。將該聚合乳液于水平玻璃板上澆鑄成膜,待膜干透后,將其揭下于真空干燥箱中60 ℃烘干至恒重,然后進(jìn)行熱穩(wěn)定性分析,結(jié)果見(jiàn)圖3。由圖3可知,由均聚PVAc乳液的起始熱分解溫度為240 ℃左右,而三元共聚乳液在290 ℃發(fā)生熱分解(提高了50 ℃);共聚乳液中,BA的長(zhǎng)鏈側(cè)基對(duì)乳液有空間位阻和保護(hù)作用,從而很好的降低了PVAc側(cè)基的脫除反應(yīng),表現(xiàn)為其起始熱分解溫度明顯提高[11]。在320 ℃ C—C主鏈開(kāi)始發(fā)生熱分解,鏈段中剩余側(cè)基越多,主鏈的熱降解越緩慢。269~600 ℃改性后乳液的失重率高于均聚PVAc乳液的失重率,可見(jiàn)說(shuō)明改性后乳液的熱穩(wěn)定性高于PVAc乳液的熱穩(wěn)定性。當(dāng)溫度至509 ℃乳液主體結(jié)構(gòu)基本分解完畢,而改性后乳液溫度升至561 ℃乳液的主體結(jié)構(gòu)才基本分解完畢;溫度至550 ℃VAE乳液的失重率為1.7% 而改性后乳液的失重率為11.5%。共聚體系中添加的AM和BA,增加了鏈段交聯(lián)和相界面間的相互作用,進(jìn)而很好的增加了側(cè)基脫除的起始溫度和鏈段中側(cè)基剩余量,因此三元共聚乳液所形成干膠膜具有較好熱穩(wěn)定性。

        圖2 共聚乳液紅外光譜

        圖3 PVAc乳液和三元共聚乳液的TGA曲線

        2.4 改性前后乳液的DSC曲線

        在w(BA)為20%、w(VAc)為30%和w(AM)為5%的條件下制備得到聚合乳液。將該聚合乳液于水平玻璃板上澆鑄成膜,待膜干透后,將其揭下于真空干燥箱中60 ℃烘干至恒重,然后進(jìn)行DSC分析,結(jié)果見(jiàn)圖4。從圖4可知,均聚PVAc乳液有兩個(gè)玻璃轉(zhuǎn)化溫度,分別是15 ℃和37 ℃。原因是在聚合反應(yīng)中PVA與PVAc發(fā)生接枝共聚,使高分子的疏水性進(jìn)一步增強(qiáng),進(jìn)而導(dǎo)致乳液發(fā)生微相分離現(xiàn)象[12]。三元共聚乳液所形成的膠膜出現(xiàn)了多個(gè)轉(zhuǎn)變溫度,如軟段相的玻璃轉(zhuǎn)化溫度和熔點(diǎn),硬段相有序部分的熔融溫度,原因是軟段和硬段的熱力學(xué)不一樣,致使微相分離。均聚PVAc乳液有較高的玻璃轉(zhuǎn)化溫度,而三元共聚乳液的玻璃轉(zhuǎn)化溫度比較低,其值為8 ℃。原因可能由于引入的BA為軟段單體,它的玻璃轉(zhuǎn)化溫度較低,當(dāng)它溶入硬段相,硬段和軟段間通過(guò)化學(xué)鍵相連,使硬段相玻璃轉(zhuǎn)化溫度降低。

        圖4 PVAc乳液和三元共聚乳液的DSC曲線

        3 結(jié) 論

        a.采用半連續(xù)乳液聚合方法制備三元共聚乳液,其黏接強(qiáng)度受軟單體、硬單體、功能單體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)影響。以膠膜的拉伸強(qiáng)度為評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí),最佳工藝條件:w(BA)為20%、w(VAc)為30%和w(AM)為5%,此時(shí)膠膜的拉伸強(qiáng)度達(dá)到最大(3.93 MPa);以膠膜的斷裂伸長(zhǎng)率為評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí),最佳工藝條件:w(BA)為40%、w(VAc)為20%和w(AM)為3%,此時(shí)膠膜的斷裂伸長(zhǎng)率達(dá)到最大(701%);以膠膜的剝離強(qiáng)度為評(píng)價(jià)指標(biāo)時(shí),最佳工藝條件:w(BA)為20%、w(VAc)為30%和w(AM)為5%,此時(shí)膠膜的剝離強(qiáng)度達(dá)到最大(6.68 kN/m)。

        b.分析結(jié)果表明,三元共聚乳液的耐熱性和玻璃轉(zhuǎn)化溫度優(yōu)于均聚乳液。雖然共聚乳液的成本相對(duì)于PVAc乳液成本較高,但是三元共聚乳液改性手段為PVAc均聚乳液的高性能化奠定理論基礎(chǔ)。

        [1] Zhao L F,Liu Y,Xu Z D,et al. State of research and trends in development of wood adhesives[J]. Forestry Studies in China,2011,13(4): 321-326.

        [2] 嚴(yán)小文,吳國(guó)金. 醋酸乙烯酯乳液改性研究[J]. 化學(xué)與粘合,2002,(3): 106-108.

        [3] 黃世強(qiáng),孫爭(zhēng)光,李盛彪. 環(huán)保膠黏劑[M]. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社,2003.

        [4] Wu J,Tomba J P,Winnik M A,et al. Effect of gel content on polymer diffusion in poly(vinylacetate-co-dibutyl maleate) latex films[J]. Macromolecules,2004,37(11): 4247-4253.

        [5] Berber H,Sarac A,Yildirm H. Synthesis and characterization of water-based poly(vinyl acetate-co-butyl acrylate) latexes containing oligomeric protective colloid[J]. Polymer Bulletin,2011,66(7): 881-892.

        [6] 張小偉,雷自強(qiáng),羅策,等. 丙烯酸(酯)改性聚醋酸乙烯酯乳液的研制[J]. 中國(guó)膠黏劑,2008,7(3): 32-36.

        [7] 馮慶民,鄭牧湘. 聚醋酸乙烯酯乳液型膠粘劑的改性研究[J]. 廣州化工,2009,37(6): 122-124.

        [8] 周佑亮,陳琦,黃世強(qiáng). 改性聚醋酸乙烯酯乳液的合成及性能研究[J]. 中國(guó)膠黏劑,2009,18(1): 20-24.

        [9] 陳思力. 魔芋葡甘聚糖丙烯酰胺改性膜研究及其在蘆柑保鮮中的應(yīng)用[D].福建,福建農(nóng)林大學(xué),2010.

        [10] 楊燦,王瑞珍. 膠合板用改性玉米膠黏劑的研制[J]. 粘接,2008,6: 25-27.

        [11] 白龍,顧繼友,張彥華,等. 丙烯酸酯改性PVAC乳液膠粘劑及其熱性能研究[J]. 中國(guó)膠黏劑,2013,22(6): 1-5.

        [12] 周春華,張書香,劉威,等. 丁苯膠乳接枝醋酸乙烯酯共聚改性的研究[J].高分子材料科學(xué)與工程,2004,20(1): 59-61.

        猜你喜歡
        改性實(shí)驗(yàn)
        記一次有趣的實(shí)驗(yàn)
        微型實(shí)驗(yàn)里看“燃燒”
        做個(gè)怪怪長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)
        NO與NO2相互轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)
        實(shí)踐十號(hào)上的19項(xiàng)實(shí)驗(yàn)
        太空探索(2016年5期)2016-07-12 15:17:55
        P(3,4HB)/PHBV共混改性及微生物降解研究
        我國(guó)改性塑料行業(yè)“十二·五”回顧與“十三·五”展望
        聚乳酸的阻燃改性研究進(jìn)展
        ABS/改性高嶺土復(fù)合材料的制備與表征
        聚甲醛增強(qiáng)改性研究進(jìn)展
        男女猛烈无遮挡免费视频| 日本高清二区视频久二区| 亚洲美女主播内射在线| 久久久久亚洲av无码专区首| 亚洲精品久久久久久久久av无码| 少妇无码av无码去区钱| 日韩中文字幕乱码在线| 女同精品一区二区久久| 欧美中日韩免费观看网站| 99热成人精品免费久久| 一区二区三区四区日韩亚洲| 少妇人妻中文久久综合| 欧美黑人群一交| 国产成人一区二区三中文| 国产少妇一区二区三区| 黄色av一区二区在线观看| 欧美bbw极品另类| 欧美人成在线播放网站免费| 国产精品自拍视频免费看| 日本xxxx色视频在线观看| 亚洲精品无播放器在线播放 | 亚洲男人的天堂av一区| 午夜性色一区二区三区不卡视频| 亚洲综合色丁香婷婷六月图片| 国产精品亚洲一区二区极品| 蜜臀av一区二区三区久久| 天堂√在线中文官网在线| 亚洲精品国产字幕久久vr| 国产大学生自拍三级视频| 人人妻人人澡人人爽精品日本| 国产人与禽zoz0性伦| 日韩美无码一区二区三区| 成人大片免费在线观看视频| 无码人妻人妻经典| 四虎欧美国产精品| 日本一二三区在线视频观看| 亚洲av乱码一区二区三区林ゆな| 亚洲乱码日产精品bd在线观看| 成人无码激情视频在线观看| 青青草成人免费在线视频| 国产中文字幕乱人伦在线观看|