本書對熱熔壓敏膠的基本背景進行了簡要介紹,重點闡述了熱熔壓敏膠各組分的分子結構、配方中所使用各組分在實際應用時所引起的相互作用以及制造熱熔壓敏膠的方法;基本物性和壓敏膠黏性能的主要測試方法;基礎流變測量和膠黏科學的背景知識;流變性質與分子結構、加工性能和壓敏膠黏性能的相關性;熱熔壓敏膠主要應用市場的性能要求和配方思考方向等內容。
本書適合膠黏劑行業(yè)的生產、研發(fā)、管理及相關領域科研院所的研究人員參考,也可供精細化工、材料等相關專業(yè)的師生參考。
適讀人群 :本書適合膠黏劑行業(yè)的生產、研發(fā)、管理及相關領域科研院所的研究人員參考,也可供精細化工、材料等相關專業(yè)的師生參考。
1.本書以深入淺出的方式,透過流變學和膠粘科學理論,以“授之以漁”的方式,使配方人員深入了解每一個配方組分的分子結構和與性能的相關性。
2.通過本書,可透過現(xiàn)象深入了解“膠黏劑為什么會黏”的本質。
在全世界的每一個角落里,熱熔壓敏膠(HMPSA)的應用已經逐漸地深入我們的日常生活當中。由于嚴苛的全球性環(huán)境保護要求,膠黏劑的研發(fā)人員一直致力于開發(fā)新的、無污染的熱熔壓敏膠品種來取代傳統(tǒng)的溶劑型或水性壓敏膠。盡管熱熔壓敏膠已經在膠黏劑領域中有了幾十年的發(fā)展歷史,然而,大部分配方發(fā)展人員仍然停留在采用“試誤法”來發(fā)現(xiàn)熱熔壓敏膠的最佳組成。這種方法并不科學,沒有科學基礎支撐,所以無法再現(xiàn)。每當原料取得來源有變化,或是同一原料來源無法提供穩(wěn)定的產品,往往舊的熱熔壓敏膠配方需要調整時,一切配方又得靠“試誤法”重新來過。從20世紀70年代以來,在許多壓敏膠的基礎研究中都提出了流變學(或黏彈性)的研究方法。試圖從流變學來了解膠黏性。遺憾的是,至今還沒有任何研究學者或是配方技術人員能系統(tǒng)性地以流變學為基礎,專門整理以流變學為基礎編寫一本工具書或技術圖書來指導熱熔壓敏膠的配方發(fā)展人員,讓他們能夠通過科學的方法,在最短的時間內來了解并駕馭每一個熱熔壓敏膠組成成分的特性和各熱熔膠配方的應用要求。編寫本書的目的是想以深入淺出的方式,通過流變學和膠黏科學的基礎觀念,結合許多和生活相關的例子,讓熱熔壓敏膠的配方發(fā)展或相關人員能夠很容易地了解每一個配方組分的分子結構與熱熔壓敏膠各種性能的相關性。
全書共分為5章,主要內容如下。
1.熱熔壓敏膠的基本背景簡介;
2.熱熔壓敏膠各組分的分子結構、配方中所使用各組分在實際應用時所引起的相互作用以及制造熱熔壓敏膠的方法;
3.基本物性和壓敏膠黏性能的主要測試方法;
4.基礎流變測量和膠黏科學的背景知識,流變性質與分子結構、加工性能和壓敏膠黏性能的相關性;
5.熱熔壓敏膠主要應用市場的性能要求和配方思考方向。
盡管本書已經涵蓋了大部分與熱熔壓敏膠相關的主題,仍有許多基礎研究等待著未來的壓敏膠黏科學研究者們持續(xù)去完成。如果所有的配方發(fā)展人員都能善用基礎流變學和膠黏科學背景,就不再需要浪費很長的時間去進行不科學的“試誤”工作,也因此能夠輕松地自行開發(fā)出許多針對特定用途且能滿足市場需要的配方。由于許多熱熔壓敏的組成及測試結果都可以用流變學的知識來說明,希望將來有機會再版時,能讓讀者先有流變學的基礎認識,再從流變學的系數(shù)來說明熱熔壓敏膠的組成、制造及測試結果的流變性。熱熔壓敏膠的應用領域仍有很大的發(fā)展空間,筆者會不斷加入新的研究內容及成果,讓后學者能夠依照流變學很快做出適當熱熔壓敏膠組成的選擇及配方。
筆者常想,人類知道膠黏的真正原理后,若能夠借用計算機的現(xiàn)代化科技來做出想要的熱熔壓敏膠配方該有多方便。熱熔壓敏膠配方就像時下流行的GPS(global positioning system,全球定位系統(tǒng)),如果能預先準確地定出應用市場的目標物性,而且明確地知道每一原材料的位置,應該可以很容易找到對應的原材料及適當?shù)臒崛蹓好裟z配方。當然,前提是供應原材料的廠商必須提供用戶穩(wěn)定的產品,而用戶需要先建立原材料的數(shù)據(jù)庫。但愿有朝一日膠黏劑從業(yè)者能夠協(xié)力達成此目標。
有些朋友問了一個相當簡單的問題:“為什么膠黏劑會黏?”這是個簡單卻不易回答的問題。我從事熱熔壓敏膠研究多年,經常面對許多沒學過高分子科學、膠黏科學和流變學的從業(yè)人員問相同的問題。當然我可以從發(fā)問人的背景來回答此問題。然而,經過多年的思考,我想以下面方式先簡短地回答,詳細地解說還需看本書進一步的說明。
“膠黏劑會黏,首先,在應用時一定要與被接觸的表面有最大的接觸表面積;其次,與被接觸的表面要有適當?shù)年庩枠O(極性)差異!
曹通遠
2017年10月
第1章熱熔壓敏膠簡介001
1.1壓敏膠黏性的理論回顧001
1.1.1壓敏膠黏性簡介001
1.1.2壓敏膠黏性研究歷史概略回顧002
1.1.3作者研究理論成果總結:1986年至今005
1.2熱熔膠和熱熔壓敏膠的定義與應用市場006
1.3傳統(tǒng)熱熔膠和熱熔壓敏膠的優(yōu)缺點008
第2章熱熔壓敏膠的組成和生產011
2.1熱熔壓敏膠的組成011
2.1.1苯乙烯嵌段共聚物011
2.1.2增黏劑014
2.1.3增塑劑017
2.1.4抗氧化劑018
2.1.5熱熔壓敏膠配方018
2.2熱熔壓敏膠的生產工藝021
2.2.1立式混合機021
2.2.2臥式混合機023
2.2.3螺桿擠出機024
2.3熱熔壓敏膠的質量控制025
2.4熱熔壓敏膠的抗老化性能028
2.5熱熔壓敏膠的包裝031
2.6熱熔壓敏膠的應用設備033
第3章熱熔壓敏膠的檢測方法037
3.1熱熔壓敏膠實驗室需要的檢測設備038
3.1.1基本物理性能——稠度與軟化點測試設備038
3.1.2試樣準備設備039
3.1.3膠黏性能檢測設備041
3.1.4黏彈性檢測設備045
3.1.5實驗室制樣設備045
3.2熱熔壓敏膠的顏色和透明性047
3.3熱熔壓敏膠黏度和黏彈性048
3.4熱熔壓敏膠的軟化點051
3.5壓敏膠的初黏性053
3.5.1環(huán)形初黏力054
3.5.2探針初黏力055
3.5.3滾球初黏力055
3.5.490°快黏力059
3.5.5指觸初黏性060
3.6熱熔壓敏膠在剝離時的破壞模式061
3.7壓敏膠的剪切膠黏性能064
3.8熱熔壓敏膠高溫剪切膠黏性能和剪切膠黏失效溫度067
第4章膠黏科學和流變學的基礎知識070
4.1與熱熔壓敏膠相關的基礎流變學術語071
4.2壓敏膠黏機理076
4.2.1物理吸附076
4.2.2化學反應078
4.2.3相互滲透078
4.2.4靜電引力079
4.2.5機械著錨(黏彈性)079
4.3壓敏膠為什么會黏081
4.4通用型壓敏膠的流變性能準則083
4.5流變性質和SBC分子結構的關系088
4.6SBC和增黏劑的兼容性092
4.7礦物油在SBC中的功能094
4.8熱熔壓敏膠剝離力的溫度效應099
4.8.1玻璃態(tài)區(qū)101
4.8.2玻璃化轉變區(qū)101
4.8.3橡膠平臺區(qū)102
4.8.4熱流動區(qū)104
4.9熱熔壓敏膠剝離力的速度效應106
4.10熱熔壓敏膠的厚度效應109
4.11壓敏膠帶和標簽的角度效應111
4.12剝離測試前滯留時間對壓敏膠剝離性能的影響113
4.13面材對熱熔壓敏膠的影響116
4.14熱熔壓敏膠的室溫和低溫性能120
4.15熱熔壓敏膠的耐低溫和耐高溫性能123
4.16熱熔壓敏膠的耐高溫性能探討124
4.17熱熔壓敏膠的室溫及高溫剪切性能探討127
4.18影響熱熔壓敏膠性能測試結果的其他因素130
4.19熱熔壓敏膠的工作溫度范圍133
第5章熱熔壓敏膠的應用市場135
5.1什么是質量好的熱熔壓敏膠135
5.2標簽用熱熔壓敏膠應具備的特性137
5.2.1涂布作業(yè)性138
5.2.2熱安定性138
5.2.3基本膠黏物性139
5.2.4儲存性139
5.2.5特殊膠黏物性140
5.2.6后段加工性141
5.3黏扣帶用熱熔壓敏膠143
5.3.1黏扣帶用熱熔壓敏膠的上膠方式143
5.3.2黏扣帶背膠加工常見之困擾145
5.3.3背膠黏扣帶之膠黏斷裂模式146
5.3.4黏扣帶用熱熔壓敏膠應具備的特性150
5.4醫(yī)用膠帶用熱熔壓敏膠153
5.4.1醫(yī)療膠帶用熱熔壓敏膠的上膠方式153
5.4.2醫(yī)療膠帶用熱熔壓敏膠應具備的特性154
5.5軟質PVC材料與熱熔壓敏膠156
5.6PVC塑料地磚用熱熔壓敏膠157
5.7封口膠帶用熱熔壓敏膠167
5.8APET包裝盒用的熱熔壓敏膠169
5.9汽車車門板防水PP膜/發(fā)泡板用可發(fā)泡熱熔壓敏膠171
5.10可移除(短效)熱熔壓敏膠173
5.11運動鞋行業(yè)中的熱熔膠175
5.11.1鞋用熱熔膠之上膠設備與涂布方式176
5.11.2鞋用熱熔膠的物性要求179
5.12防滑熱熔復合材料180
參考文獻182