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【干货】高手告诉你如何让热熔压敏胶永葆青春

2016-01-05 09:59:00来源:20区编辑:转角遇见你

【干货】高手告诉你如何让热熔压敏胶永葆青春

来源:UTPE论坛

热熔压敏胶的「抗老化性能」是什么?

描述「抗老化性能」最常用的术语是「热安定性」。热安定性是指热熔压敏胶在长时间的熔融状态下,仍然能够保持不发生明显颜色、黏度或胶黏特性改变的能力。

常用的试验方法是将热熔压敏胶放置于180°C 环境下,每隔24 小时取样一次,共经过96 小时(4 天)之后,对颜色、黏度和外观变化的评估。大部份的聚合物和增黏剂在老化之前都具有特定的分子结构和物性。但是,它们在180°C 经过96 小时的老化之后,经常会呈现不同程度的热安定性。

热熔压敏胶的热安定性会受到所用原材料化学结构和组成、热熔压敏胶制造商的生产工艺、熔胶机设定温度以及终端用户使用环境的影响。

热熔压敏胶热安定性

为了确保能获得最佳的热熔压敏胶热安定性,热熔压敏胶生产厂需要特别注意胶黏剂原材料的品质和整体生产工艺条件。即使是完全相同的热熔压敏胶配方,通过不同的混合系统所生产出来的产品,可能在热安定性、胶黏性能和耐热性上都有明显的差异。

例如,在生产过程中以氮气保护或抽真空所生产出来的成品,只有很少部分的胶黏剂会受到氧化,因此会呈现出较好的热安定性。

反之,即使是相同的配方,在没有氮气保护或抽真空的开放系统中生产时,所得到的热安定性可能会较差,且批次之间的差异性也可能较大。

使用封闭式或通入氮气的熔胶系统,将胶黏剂在熔胶槽中熔融并通过狭缝形口模挤出或喷胶系统涂胶时,胶黏剂可以呈现出较好的耐热性,且能在较长的时间里保持稳定的性能和热安定性。

这是因为在高温下的加工过程中,绝大部分的胶黏剂并没有和空气接触,只有在熔胶表层极少量的胶黏剂会与空气发生氧化。然而,透过辊轮式涂布机上胶时,因为热熔压敏胶一直都与空气接触,会呈现出较差的安定性。

在比较各种热熔压敏胶的热安定性时,除了作业环境外,我们还要考虑材料的分子结构。饱和(或氢化)或极性较低的材料通常会呈现出较好的耐热性。因为要打开单键(σ-键)和已经被氢化的双键(π-键)需要非常高的温度。而聚合物和增黏剂的不饱和双键则较容易打开,可以在170°C 以上的高温和剪切作用下产生自由基(R?)。

自由基一经形成,就会自发地被周围空气中的氧气所氧化,形成不稳定的过氧化物自由基(ROO?)。这些过氧化物自由基会立即与未反应的碳氢化合物反应,夺去质子形成氢过氧化物(ROOH)。ROOH 进一步分裂成两个不稳定的反应性物种,即RO? and HO?。

这两个自由基又会与两个未反应过的碳氢化合物反应,夺去质子而形成稳定的水(H2O)和醇(ROH),却同时再生成另外两个新的自由基(R?)持续进行新的一轮氧化循环。

整个氧化循环圈(如上图)中所示。通过这种连锁式的循环圈,只要有一个自由基被引发,就会在很短的时间内又产生三个自由基,同时会持续进行同样无休止的氧化循环圈。

通过添加适当的抗氧化剂,可以尽量减少这种我们不乐见的老化现象。胺和酚类的抗氧化剂可以提供R?,RO?和HO?一个质子(H) ,将它们转变成稳定的RH,ROH 和H2O。亚磷酸酯和硫醇类的抗氧化剂则可以从ROOH 夺去一个氧原子,将其转化为稳定的ROH。

在低于170°C 的熔胶温度下,热熔压敏胶通常不会产生自由基,因此它们不会被氧化。松香、松香酯和大部分松香衍生物等天然树脂都含有一定比例游离酸基团(用酸值表示)和不饱和双键。这些天然增黏剂很不稳定,在接触水或氧气时,即使在室温下也很容易产生水解和氧化的现象。因此,在处理含有这类不稳定成分的热熔压敏胶时要特别地注意。

总之,热熔压敏胶「抗老化性能」或「热安定性」的好坏取决于下列几个因素:胶黏剂生产商所使用材料的品质、生产热熔压敏胶时的混合条件与方法、涂布系统与融胶和涂胶温度的设定、以及最终用户的产品储存时间。


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