2.1.2 固含量和產率
本實驗為更好地體現(xiàn)交聯(lián)單體的作用,采用HEA和HP兩種單體,改變各單體的用量,分別在各粘合劑的殼層反應階段加入,得到一系列粘合劑,比較不同交聯(lián)單體種類及用量對粘合劑乳液固含量及產率的影響。各乳液粘合劑的固含量以及產率見表2所示。
從表1數(shù)據(jù)可以得出,加入交聯(lián)單體的乳液粘合劑的固含量和產率都比較高,說明所選擇的新型交聯(lián)單體共聚性能較好,對聚合反應沒有明顯的負面影響。
2.1.3 乳液穩(wěn)定性能表征
在實際生產中,粘合劑一般都會存放較長時間,因此粘合劑要具有一定的穩(wěn)定性,這樣才能符合實際生產的需要。本實驗通過測試乳液黏度、粒徑、離心穩(wěn)定性進行表征。
。1)乳液黏度
乳液粘合劑的黏度檢測結果如表3所示。
從表3可以看出,交聯(lián)單體HEA的用量從2·5%增加到7·5%,其乳液粘合劑的黏度變化不大。而采用HPA時,粘合劑乳液黏度的變化規(guī)律有所不同,當HPA用量低于5·0%時,其乳液粘合劑的黏度較小,而其用量增至7·5%時,其乳液黏合劑的黏度大幅增加。其原因可能在于HPA的反應活性比HEA高,當HPA加入量達到一定值以上,殼層單體聚合反應過程中可能發(fā)生分子間交聯(lián),增加了乳膠粒子相互間的作用強度,因此使乳液粘合劑的黏度明顯增加。No.7~No.9為工業(yè)用的商品粘合劑。不同種類的商品粘合劑,其黏度差別較大,但應用效果相近。說明在保證乳液穩(wěn)定性能的前提下,乳液黏度對粘合劑最終使用性能可能沒有明顯影響。
(2)乳液粒徑
乳液粒子的粒徑與粒徑分布檢測結果見表4。
表4數(shù)據(jù)表明,在殼層單體中加入同一種交聯(lián)單體,隨著其用量的不斷增加,其乳液粘合劑的粒徑及其分布均逐漸增大?赡苁怯捎诮宦(lián)單體中交聯(lián)基團的活性比較高,與硬單體同時加入的交聯(lián)單體部分發(fā)生反應,使乳液粒子之間先形成了交聯(lián),故當交聯(lián)劑的用量增大時,粒徑逐漸變大。在樣品No.4~No.6中,加入的交聯(lián)單體為HPA。其中No.6樣品由于黏度較大,無法準確測得其乳液粒徑。從表中數(shù)據(jù)可以看出,在交聯(lián)單體用量低于5%時,含HPA的乳液粘合劑的粒徑與含HEA的粒徑相差不大,而且同樣增加交聯(lián)單體用量時,其乳液粘合劑的粒徑有上升的趨勢。樣品No.7~No.9為工業(yè)用粘合劑。No.8樣品由于其黏度較大,無法準確測得其乳液的粒徑。
此外,實驗中還根據(jù)國家標準對粘合劑在應用過程中甲醛釋放量進行了測定,結果均為0,其原因為本研究中合成的粘合劑未添加甲醛類物質,反應過程中沒有甲醛釋放。
2.2 乳液透射電鏡(TEM)觀察
為驗證本實驗制得的粘合劑是核殼乳液結構的粘合劑,通過透射電子顯微鏡觀察乳液粒子結構形態(tài),所拍攝的TEM照片如圖1、圖2所示。
圖1的樣品為在殼層單體中沒有加入軟單體BA。從圖1(a)中可以明顯看出,乳液粒子粒徑較大,在200nm左右。同時在同一個粒子的核層中包含了多個核層粒子,并且乳液粒子的大小不均勻。而從圖1(b)中看到的是,其乳液粒子粒徑很小,很多粒子粒徑在50nm左右,而且乳液粒子分布密集,但是這些粒子只能看到是明顯的白色形態(tài),不能很清楚地分辨其殼層,說明在這個樣品中殼層單體未能完全包覆小顆粒的核層乳液粒子。
圖2的樣品在制備的過程中殼層加入的單體中含有軟單體丙烯酸正丁酯。從圖2(a)中可以看出乳液粒子的大小不一,
其乳液粒子的粒徑在50~100nm之間。同時粒子分布密集,而且可以清楚地看到乳液粒子明顯的核殼結構。從圖2(b)中可以看出,其乳液粒子粒徑較大,均在100nm左右,具有明顯的核殼結構。