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胶粘剂是一种重要的化工产品,大量用于家具行业、人造板制造业、建筑建材业、包装商标业、制鞋业、交通运输业和家电电子业等行业。为了保护环境,减少污染,研究和开发无醛、无溶剂、综合性能良好的木材用胶粘剂对我国木材工业和家具行业是有必要和意义的。乳液型胶粘剂因为不含有机溶剂、无污染,作为一种重要的环保型胶粘剂,近年来得到迅速发展。
本论文在参考前人研究的基础上,了解聚醋酸乙烯酯乳液胶粘剂的发展动态,利用醋酸乙烯酯的基本性质,选择丙烯酸丁酯和丙烯酸作为共聚改性单体,研制出用以满足家具行业和木材工业要求的VAcBAAA共聚乳液胶粘剂。
本论文依据乳液合成原理,从分子设计和粒子设计的角度考虑,采用种子乳液聚合的方法,分析影响合成乳液性能的主要因素,合成出外观乳白色,固体含量45%,粘度24450mPa·s,乳胶粒径480nm,最低成膜温度-6℃的VAcBAAA共聚乳液胶粘剂。当其用于榉木的胶接时,干状拉伸剪切强度为国家标准要求的1.55倍,湿状拉伸剪切强度为国家标准要求的1.48倍。
实验采用单因素试验的方法,研究了软硬单体的种类及用量配比、官能单体用量及加入方式、保护胶体种类配比及用量配比、乳化剂种类及用量配比、引发剂加入方式及用量、聚合温度、反应时间等因素对乳液粘接性能、成膜性能、聚合物乳液稳定性能的影响,在试验范围内得出合理的合成工艺和技术方案。
研究了乳化剂浓度、引发剂浓度及反应温度对聚合速率的影响,进而对共聚乳液的聚合动力学进行了分析。
研究了乳胶粒径、成膜温度对乳液成膜过程以及最终胶膜性能的影响,以及高分子链的初始构象、分子运动性质、成膜条件和扩散动力学对成膜过程的影响,在一定程度上丰富聚合物乳液成膜机理。
运用激光粒度分析仪对乳胶粒的粒径尺寸及其分布进行了测定;运用示差扫描量热法(DSC)测定了乳液胶粘剂的玻璃化转变温度及其范围,在一定程度上研究了聚合物分子链的结构及其序列状况;运用傅立叶红外光谱仪(FTIR)对乳液胶粘剂的结构进行了测定,通过分析其结构、生成的基团等方面的变化,对乳液胶粘剂的结构作了进一步的分析,为对其性能的研究打下了基础。