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互穿聚合物网络(IPN)型粘合剂NC-203的合成及其应用的研究

集萃印花网 2009-11-23 00:00:00

【集萃网观察】1 引言

据中国服装协会调查，2001年中国服装出口总量为124.9亿件，服装及衣着附件出口总金额为366.56亿美元。服装及衣着附件出口总金额，占中国出口贸易总额的13.8%，占全球服装出口贸易总额的1/6[1]。由此可见，中国成为世界上最大的纺织品服装生产国和输出国，随着中国纺织服装出口量的高速增长，对其配套的上游产业-服装辅料行业提出新的挑战和机遇，迫使其跟随服装业的发展，而不断调整其发展的步伐。近几年，国内多家服装辅料企业开始对传统的面料整理技术进行改进，特别是对热溶胶整理技术，进行技术革新，从有底粉浆整理，改为无底粉浆整理，该技术的实施不仅降低了企业生产成本，而且提高了产品的质量，为企业带来了较大的经济效益。

该技术首先是由在中国注册的一家日资企业，引进其国内先进技术和设备，对热熔胶整理技术进行创新，该技术的关键要素之一是粘合剂，该粘合剂是由日本进口而来，国内尚无这方面报道，为此我们通过调研分析，决定采用互穿聚合物网络(IPN)技术来合成此类粘合剂，以满足国内众多服装辅料企业对此类产品需求。

互穿聚合物网络(lnterpenetrating Polymer Network，简称IPN)是两种共混的聚合物分子相互贯穿并以化学键的方式各自交联而形成的网络结构[2]。互穿聚合物网络一词是由Millar于1960年第一次提出，但对具有IPN结构的材料的研究可以追溯到19世纪Good year进行的橡胶的硫化或交联。进入20世纪后，一些科技工作者在IPN方面做了一些工作，但真正IPN进行深入的研究始于Millar。60年代初，他制成了聚苯乙烯/聚苯乙烯(PS/PS)的lPN离子交换树脂材料。继Millar之后，越来越多的工作者在IPN的研究及应用方面做了大量的工作，IPN被广泛应用作抗冲击材料，离子交换树脂，噪音阻尼材料，热塑性弹性体和其他材料。目前，在我们国内，IPN已在化工系统被使用，在印染界黄福茂、蔡明洲等学者已对此发表了各自研究结果[3][4]。

2 实验

2·1 主要原料:

丙烯酸甲酯(工业级)、丙烯酸丁酯(工业级)、甲基丙烯酸甲酯(工业级)、丙烯腈(工业级)、反应性有机硅单体(工业级)、交联剂GAO1(自制)、乳化剂十二烷基硫酸钠、平平加0-15、功能性和反应性乳化剂(自制)、过硫酸铵(分析纯)、增稠剂PTF、聚酯(工业级)、聚酰胺(工业级)

2·2 合成实验

将部分单体和交联剂GAOl用乳化剂乳化成单体Ⅰ备用;将另一部分单体和交联剂GAOl及反应性有机硅单体用乳化剂乳化成单体Ⅱ备用。在反应釜中加入一定量的水，在氮气保护下升温至5O℃，加入10%预乳化单体Ⅰ，升温至70℃加入部分引发剂，至80℃，开始滴加单体Ⅰ和引发剂，滴加完毕后，再反应1小时，然后滴加单体Ⅱ和引发剂。滴加完毕后，再反应1.5小时，升温至90℃再反应半小时，停止反应，冷却至40℃出料，所得乳液实测含固量为45%。

3 结果和讨论

3·1 粘合剂的物理性能

3·1·1 粘合剂的粒经分布

采用功能性和反应性乳化剂，以及IPN技术合成的粘合剂平均粒经在9Onm以下，分布均匀，图1为LS13320激光粒度仪测出的乳液中粒子直径分布图。其中交联剂GAOl用量为单体总量的1%。

3·1·2 粘合剂的成膜性

将合成实验所得乳液分别在室温和80℃干燥，均可制成无色透明膜，其膜伸长率可达500%。

3·1·3 粘合剂的稳定性

将试验所得乳液稀释至含量为10%，在离心机上以3000RPM的速度离心分离半小时，未发现絮状物。这说明该粘合剂具有良好的稳定性，这可能与使用反应性和功能性乳化剂有关，因为该类乳化剂直接参与了化学反应，乳化剂分子直接连接在高聚物主链或支链上。

3·2 乳化剂对剥离强力影响

在乳液聚合体系中，一般情况下，乳化剂不直接参加化学反应，但它是最重要的组份之一，乳化剂的种类和浓度将直接影响引发速率及链增长速率。它也会影响决定聚合物性能的聚合物的分子量及分子量分布，以及影响与乳液性质有关的乳胶粒浓度，乳胶粒的尺寸及尺寸分布等重要指标。因此乳化剂的选择在乳液聚合中起到举足轻重的作用。我们采用的乳化剂是功能性和反应性乳化剂，为此我们也对这类乳化剂和常规使用阴/非离子复配乳化剂进行对比试验，试验结果见图2