苯乙烯改性丙烯酸酯类乳液粘合剂的制备及热性能分析

2结果与讨论

2.1 苯乙烯用量的影响

苯乙烯用量对乳液的玻璃化温度影响较大,试验配方中有5种单体,固定单体总量为40 g[m(BA)∶m(EA)∶m(MMA)∶m(AA)=90∶60∶24∶5],改变St 的用量,计算共聚物玻璃化温度(Tg),分析乳液性能和涂膜性能的变化,其结果见表1.

从表1 可见,调节苯乙烯单体用量,可获得不同Tg的共聚物.随着苯乙烯用量的增加,乳液的转化率和含固量降低,凝聚率增大,原因是苯乙烯和丙烯酸酯类单体的相容性较差,从而影响了单体转化率和乳液稳定性.[7]随着苯乙烯用量的增大,涂膜吸水率降低,原因是苯乙烯的刚性较大,润湿性能较弱.当苯乙烯用量为8%(对单体总质量)时,剥离强度出现极大值,原因是当苯乙烯用量超过一定量,随着聚合物分子链中苯环的增多,极性变弱,附着力降低,对织物表面润湿性差,无法良好粘接,剥离强度降低.综合考虑,选择苯乙烯用量为8%(对单体总质量).

2.2差示扫描量热分析

测得含8%(对单体总质量)St 改性丙烯酸酯类共聚物(SA)和不含St 的纯丙烯酸酯类共聚物(A)的DSC曲线如图1 所示.

从图1 可见,SA 和A 的DSC 曲线分别在-20~-5℃和-35~-15 ℃出现一个台阶,原因是温度达到了共聚物的玻璃化转变温度,2 条曲线均只出现了一个玻璃化转变温度,说明制得的乳液为均相粒子,单体均参与了共聚.通常确定Tg的方法有多种,本文采用的方法为:由玻璃化转变前后的直线部分取切线,再在试验曲线上取一点,使其平分两切线间的距离,这一点所对应的温度即为Tg.[8]按上述方法确定SA和A的玻璃化转变温度分别为-13.1 ℃和-24.7 ℃,可见St 改性后的聚丙烯酸酯类共聚物的玻璃化温度升高,原因是苯乙烯单体共聚到丙烯酸酯链上后,增加了分子链的刚性,抑制了聚合物分子的运动.

2.3热失重和微分热失重分析

由图2 和图3 可以得到,2 种试样的外延起始降解温度T0分别为纯棉织物346.9 ℃,SA 涂层棉织物374.1 ℃;外延终止降解温度Tf分别为纯棉织物380.5℃,SA 涂层棉织物417.3 ℃;质量损失率分别为纯棉织物72.68%,SA 涂层棉织物55.80%和降解峰值温度Tp分别为纯棉织物368.0 ℃,SA 涂层棉织物404.0 ℃.SA涂层棉织物的耐热性较纯棉织物有明显提高,纯棉织物的起始失重温度在346.9 ℃左右,而SA 涂层棉织物374.1 ℃才开始失重,耐热性提高了27 ℃左右,且SA涂层棉织物的质量损失率55.80%,也较纯棉织物的小.原因是SA 乳液粘合剂涂膜于棉织物后,其交联结构提供了共聚物的耐热性能,并且在丙烯酸酯类共聚物中引入苯乙烯链段,使主链变得僵硬,刚性增大,抑制了聚合物分子的运动,改善了丙烯酸酯类聚合物的耐热性能,涂层于棉织物表面,提高了棉织物的热稳定性

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