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本研究工作包括以下几个方面:一是聚氨酯丙烯酸酯(PUA)和改性环氧大豆油丙烯酸酯(ESOA)的合成、表征;二是预聚物溶液流变性的研究;三是压敏胶液的UV固化性能研究;四是压敏胶的物理性能研究。
13C-NMR、1H-NMR和FT-IR波谱数据表明,PUA和改性ESOA的合成产物中官能团反应完全,产物符合PUA和改性ESOA的结构特征。凝胶渗透色谱(GPC)和旋转粘度计的分析结果表明,PUA的分子量和PUA的粘度可通过改变多元醇种类和配比来调节;合成PUA的适宜反应温度为70℃;有机铋(OB)为催化剂有利于降低异氰酸酯基的副反应,从而降低PUA的分子量和PUA溶液的粘度。测定合成二聚酸改性环氧大豆油丙烯酸酯(D-ESOA)反应体系酸值,结果表明,所选用的催化剂中,鎓盐SA242的催化活性最高,SA242的使用量在1.5%较合适;合成D-ESOA的适应反应温度应为110~114℃;双酚A环氧树脂(E-44)改性ESOA的原料配比对其溶液的流变性有重要影响,提高D-ESOA中二聚酸、E-44改性环氧豆油丙烯酸酯(E-ESOA)中E-44以及异佛尔酮二异氰酸酯-丙烯酸羟乙酯半加成物(等摩尔的IPDI与HEA的反应产物,IPDI-HEA)改性环氧豆油丙烯酸酯(U-ESOA)中IPDI-HEA的含量,预聚物溶液的粘度升高。
采用测定凝胶含量的方法研究PSA的固化性能,结果表明PUA中氢化蓖麻油(HCO)、较高玻璃化温度(Tg)和较高分子量聚酯二元醇或IPDI结构单元的含量越高,PSA的固化速度和固化程度越高;减小D-ESOA结构中二聚酸与丙烯酸的摩尔比,增加U-ESOA中IPDI-HEA的含量以及降低E-ESOA结构中E-44含量,均会提高PSA的固化速度和固化程度。拟用树脂中,C5/C9树脂对PSA的固化影响最小,但用量过高会对固化速度和固化程度有不利影响;光引发剂二(2,4,6-三甲基苯甲酰基)-苯基酰氧膦(LucirineTPO)与1-羟基环己基苯乙酮(Irgacure184)的质量比为2/1,用量为3份时,PSA液的固化速度最快,其凝胶含量最高可达88%;正己二醇二丙烯酸酯(HDDA)和二甲基胺乙基丙烯酸酯(DMEA)有提高PSA固化速度和固化程度的作用,而十二烷基硫醇(DM)在光聚合中具有调节高聚物分子量的作用,但用量过多则会降低PSA的耐热性和持粘力。
采用X射线衍射、差热扫描量热仪(DSC)、动态流变仪(RDA-Ⅱ)及粘接性能测试等手段,研究了PSA的相态结构、热性能、粘弹性和粘接性能。结果表明,分别以PUA和改性ESOA为预聚物制备的UV固化PSA为相容性体系,具有无定型的相态结构。提高PUA中HCO、Priplast3192和Priplast3196或IPDI结构单元的含量,相应的PSA的贮能模量和复数粘度升高,剥离力减小,持粘力和耐热性增强;降低D-ESOA结构中二聚酸与丙烯酸的摩尔比,增加U-ESOA结构中IPDI-HEA半加成物的含量,PSA的剥离力减小,但持粘力和耐热性增强;提高E-ESOA结构中E44含量,PSA的剥离力和持粘力升高,但耐热性下降。光引发剂(LucirineTPO/Irgacure184,2/1)的适宜用量为3份,过高或过低均会使压敏胶的剥离力升高,持粘力和耐热性降低;随着C5/C9树脂和DM用量的增多,PSA的剥离力逐渐升高,但持粘力和耐热性逐渐降低;较高Tg单体2-苯氧基乙基丙烯酸酯(EM210)和交联剂HDDA的用量越高,PSA的剥离力越低,持粘力和耐热性愈高;兼具高低极性基团的活性单体(4)乙氧化壬基苯酚丙烯酸酯(SR504)配制的PSA的综合粘接性能较高。