【集萃網(wǎng)觀察】0 前言 在紡織品印花過程中，為保證印花順利進行和準確的套印精度，常采用在印花板上涂覆粘合劑的方法，將柔軟的紡織物平整牢固地附著于印花臺板上。工藝要求這種粘合劑只需涂刮一次，即可多次反復(fù)使用，并且不含沾污紡織物的物質(zhì)。常見的臺板膠有淀粉型、蠟脂型和合成樹脂型三類。其中，淀粉類臺板膠重復(fù)使用性很差，蠟脂類粘合力低，且受溫度影響很大。因此，這兩類臺板膠已逐漸被淘汰。 聚丙烯酸酯類臺板膠由于粘接強度較高，重復(fù)使用性能優(yōu)良，近來發(fā)展很快。其中乳液型丙烯酸酯類臺板膠由于采用水作為溶劑，無毒、無污染，粘結(jié)力強，重復(fù)使用性好，其加工的產(chǎn)品可直接用于食品包裝和醫(yī)療衛(wèi)生用品，屬環(huán)保型產(chǎn)品，因而逐漸為紡織印花行業(yè)所接受。
1 試驗部分 1.1 原料 丙烯酸丁酯、丙烯酸乙酯、醋酸乙烯酯、丙烯酸、丙烯酸-2-乙基己酯、十二烷基硫醇(以上均為工業(yè)純)；N-羥甲基丙烯酰胺、過硫酸胺(以上為分析純)；復(fù)合乳化劑(工業(yè)純)。上述產(chǎn)品均為市售。 1.2 聚合工藝 采用預(yù)乳化全滴加聚合工藝。 (1)先將部分水、復(fù)合乳化劑加人到四口反應(yīng)瓶中，開啟攪拌，將混合單體慢慢加入反應(yīng)瓶中，預(yù)乳化1h，放出預(yù)乳液，待用。 (2)將剩余的水、乳化劑加人反應(yīng)瓶中，開啟攪拌，升溫至8O℃，開始滴加預(yù)乳液，并一次投人引發(fā)劑，加料和保溫時間都為2 h。 1．3 性能測試 表征臺板膠粘結(jié)性能即粘結(jié)力的指標有四種：初粘力71(tack)、粘結(jié)力A(adhesion)、內(nèi)聚力C(eohesion)和粘基力 (keying)。性能良好的臺板膠必須滿足如下的平衡關(guān)系：T<A<C<K。 T—— 又稱快粘力，當(dāng)粘制品和被粘制品以很輕的壓力接觸后，立即快速分離時所表現(xiàn)出的抗分離能力，參照GB／T 4852-1984測定。 A——一般用膠粘制品的18O°剝離強度來表征，參照GB／T 2792-l981測定。 K——l8O°剝離測試中膠層和基材脫開時所測得的剝離強度。正常情況下粘基力大于粘結(jié)力，故無法測得此值。 C——指臺板膠本身的強度，一般用膠粘制品粘貼后抵抗剪切蠕變的能力，即持粘力來表示，參照GB／T 485l-l998測定。 如滿足T<A<C<K的關(guān)系，膠粘劑制品不但具備對壓力敏感的粘結(jié)特性，而且還能滿足應(yīng)用的基本要求，否則，就會產(chǎn)生種種質(zhì)量問題。例如，T≥A，則對壓力不敏感；若A≥C，則揭除膠粘制品時會出現(xiàn)膠層破壞，導(dǎo)致膠粘劑沾污被粘表面，拉絲或粘背等弊��；若C≥K，就會產(chǎn)生脫膠(膠層脫離基材)的現(xiàn)象。 可見，臺板膠粘劑的上述四大粘結(jié)性能及其相互之間的關(guān)系，就是它們的基本性能。在研究和制備臺板膠粘劑時，必須首先滿足這些性能要求。 2 結(jié)果與討論 2．1 單體 在臺板膠中，軟單體的主要作用是保持膠粘劑的初粘力和剝離強度，而硬單體的主要作用是提高乳液膠粘劑持粘性。因此，單體的選擇對臺板膠的性能影響很大。如選用硬單體作原料，則膠的硬度高、脆性大，這類單體含量不能多，否則膠粘劑將失去粘性。而選用軟單體作原料，則膠的粘性、柔韌性好，且隨著酯基中碳原子數(shù)的增加，膠的柔韌性也相應(yīng)增加。在實際工藝配方中，常選用多種單體配合協(xié)調(diào)，優(yōu)勢互補，制備出符合應(yīng)用要求的產(chǎn)品。 為了使乳液膠粘劑剝離強度、初粘力和持粘力相匹配，必須將玻璃化溫度很低的軟單體與玻璃化溫度很高的硬單體按一定比例配合，這樣可使膠粘劑在保持一定內(nèi)聚力的前提下，具備很好的初粘性和持粘力。 圖1 軟單體用量對粘結(jié)性能的影響 從圖1可知，隨著軟單體的增加，初粘力T逐漸增大，持粘力C則變化不大，且在軟單體用量較少的情況下相對較大。 帶有羧基、羥基、氨基等官能團的功能單體，與其它單體共聚后，可在大分子鏈上引入極性基團，使聚合物分子鏈間以及聚合物與被粘物表面間進行一定程度的氫鍵交聯(lián)，從而使聚合物的內(nèi)聚強度和粘合性能都有較大的提高。作為臺板膠的應(yīng)用性能指標，粘結(jié)力A和持粘力C必須達到一定數(shù)值，因此在配方設(shè)計中減小了硬單體用量，以期利用功能單體和官能團之間的交聯(lián)作用，及其鏈端的遷移作用，使聚合物內(nèi)聚力和粘合力之間達到較好的平衡(圖2)。 圖2 功能單體用量對粘結(jié)性能的影響 2．2 乳化劑 丙烯酸酯乳液聚合常用陰離子型和非離子型乳化劑。陰離子型乳化劑的特點是乳化效率高，能有效降低表面張力和界面張力，因而用量較少，它生成的膠束小，可制成細粒乳液，易起泡沫；而非離子型乳化劑的特點正好相反。因而兩種乳化劑混用可達到取長補短的效果，乳化劑的用量一般為單體用量的2．5％左右。 圖3 乳化劑用量對粘結(jié)性能的影響 從圖3可知，隨著乳化劑用量增大，初粘力T、持粘力C逐漸減小，乳液凝聚率減小。這是因為乳化劑向膠層表面遷移，會形成一個小分子界面層，從而使聚合物的各項性能均有一定程度下降。 2.3 引發(fā)劑 在引發(fā)劑用量為單體總量的0.2%~0.8%時，丙烯酸酯乳液膠粘劑的粘結(jié)性能與引發(fā)劑用量的關(guān)系如圖4所示。 圖4 引發(fā)劑用量對粘合性能的影響 由圖4可見，引發(fā)劑用量太少或太多均會降低膠粘劑的粘結(jié)性能。引發(fā)劑用量太大時，聚合物分子量小，抗外力作用差，初粘力較低，使得膠結(jié)后剝離強度小；而當(dāng)引發(fā)劑用量太少時，聚合物分子量太大，共聚物與被粘物表面作用力小，影響膠結(jié)時的持粘力，亦會降低剝離強度。同樣，隨著引發(fā)劑用量的增加，聚合物分子量降低，導(dǎo)致其內(nèi)聚力降低，從而持粘力降低。 2．4 分子量調(diào)節(jié)劑 丙烯酸酯乳液聚合物的分子量直接影響聚合物的膠粘性能。因此，丙烯酸酯乳液聚合時常加入分子量調(diào)節(jié)劑來調(diào)節(jié)所需的應(yīng)用性能。減小分子量，有利于聚合物在粘物表面的流動和潤濕，提高界面粘合力和初粘性能；增大分子量，則可提高聚合物的內(nèi)聚力，使其具有較高的剪切強度和持粘力。因此，分子量必須保持在一定范圍內(nèi)，并具有合適的分布，才能使臺板膠在印花工藝中的膠粘性能達到較好的平衡。 圖5 分子量調(diào)節(jié)劑用量對粘結(jié)性能的影響 由圖5知，分子量調(diào)節(jié)劑用量為單體用量的0．2％時，初粘力T、持粘力c都達到一個較佳的平衡值。 2．5 臺板膠的理化性能 加入適量的單體，2．5％的乳化劑，0．5％ 的引發(fā)劑和0．2％ 分子量調(diào)節(jié)劑，合成制得SL407臺板膠。測得的理化性能如下： 外觀 乳白色水性乳液 pH值 7～9 粘度(25℃) 300～600 mPa.S 離子性 陰離子 游離單體 <1％ 3 應(yīng)用注意事項 3．1 清洗臺板 根據(jù)不同織物的印花需要和生產(chǎn)水平高低，印花臺板分為防火板、橡膠板、人造革板、玻璃臺板等。由于臺板上的殘膠或其它因素等容易影響臺板膠與臺板的粘結(jié)力，使用前應(yīng)先將印花臺板用水或者溶劑擦洗干凈。 3．2 涂膠 臺板膠的涂布有刷涂和刮涂兩種，刷涂法操作簡單，涂膠厚度容易控制，但刷涂質(zhì)量受人的操作水平影響較大，不易刷涂均勻。刷涂時如果臺板膠粘度過大，涂布太厚，可用適量的水進行稀釋。 刮涂法則用不銹鋼刮刀或橡膠刮刀將臺板膠平刮在臺板表面。此法涂布均勻，在涂布過程中只要控制好刮刀的壓力就能獲得良好的涂布效果。 3．3 干燥 臺板膠的干燥一般選用自然干燥法，有條件的也可以選擇用熱風(fēng)吹干。一般涂布的臺板膠由乳白色變成均勻的透明薄膜后即可使用。 3．4 注意事項 印花臺板如果沾有纖維，用濕布擦洗，可繼續(xù)貼布；如印制后臺板粘性不足，町重新刷涂臺板膠。 4 結(jié)論 選用合適的軟、硬單體配比，并引進功能性單體參與丙烯酸酯的共聚，采用預(yù)乳化全部滴加的聚合工藝，其制得的水性臺板膠滿足了T<A<C<K的關(guān)系，具備了織物臺板印花的基本應(yīng)用性能，且符合保要求，給企業(yè)帶來了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。
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