论文部分内容阅读
作为食品包装材料的铝箔虽柔软可折叠,但机械强度低,封合性差。双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)具有质量轻,透明度高,防湿性、耐热性能好等特点,广泛用于食品、医药和医疗消毒器材等的包装中。将铝箔与BOPP薄膜进行复合,即可得到阻隔性、力学性能及热封性能优良的铝塑复合软包装材料。但聚丙烯化学结构呈惰性、结晶度高,非极性和弱界面等特性,使用普通水性聚氨酯(Pu)胶黏剂对BOPP/铝箔的粘接强度低,不能满足使用需要,必须对其进行改性。论文首先以聚醚二元醇1000(或2000)、异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二羟甲基丙酸(DMPA)、三羟甲基丙烷(TMP)为原料,合成了一系列阴离子水性聚氨酯(PU)。借用红外光谱仪、激光粒度仪、旋转粘度计、热重分析仪及电子拉力机分别表征了体系的结构,研究了NCO/OH摩尔比、-COOH含量、交联剂用量等因素对乳液稳定性、黏度、粒径、耐水性及BOPP/铝箔复膜的180°剥离强度的影响。结果表明：(1)随着NCO/OH摩尔比的增加,胶膜的拉伸强度增大,断裂伸长率减小,耐水性较小。当软段分子量为1000和2000时,BOPP/铝箔复膜的180°剥离强度分别在NCO/OH摩尔比为1.45和1.55时出现了最大值(值分别为0.248kN·m-1和0.227kN·m-1)。(2)随着-COOH含量的增大,乳液粒径减小,胶膜耐水性下降；当-COOH含量为2.4%时,BOPP/铝箔复膜的180°剥离强度达到最大值(值为0.247kN·m-1)。(3)随着TMP含量的增加,胶膜的力学性能和耐水性能得到了改善；当TMP含量为0.9wt%时,BOPP/铝箔复膜的180°剥离强度达到最大值(值为0.253kN·m-1)。在上述PU研究基础上,选用丙烯酸酯为单体,水性聚氨酯为种子乳液和高分子乳化剂,通过添加交联剂三羟甲基丙烷三丙烯酸酯或二缩三丙二醇双丙烯酸酯(TPGDA或TMPTA)或甲基丙烯酸-B-羟乙酯(HEMA),制备了一系列核-壳结构的聚氨酯-丙烯酸酯(PUA)复合乳液。分别研究了丙烯酸酯与聚氨酯质量比、丙烯酸酯软硬单体质量比、交联剂含量和HEMA含量对PUA复合乳液及其涂膜性能的影响。研究表明：(1)随丙烯酸酯与聚氨酯质量比和丙烯酸酯硬单体质量的增加,复合乳液黏度减小,粒径增大,胶膜耐水性和热稳定性提高。当丙烯酸酯与聚氨酯质量比为2.0,丙烯酸酯软单体与硬单体质量比为75／25时,聚氨酯-丙烯酸酯复合乳液黏合剂对BOPP/铝箔的黏接强度优于国外样品(值分别为0.221kN.m-1和0.182kN·m-1)。(2)当TMPTA或TPGDA的加入量分别为丙烯酸酯类单体的1%和2%时,复合乳液性能显著提高,BOPP/铝箔的180°剥离强度最佳(值分别为0.231kN·m-1和0.228kN·m-1)。(3)当HEMA用量为4%时,乳液稳定性好,胶膜的耐水性和热稳定性优于核壳未交联,BOPP/铝箔的180°剥离强度最好(值为0.263kN·m-1)。