利用氯丁橡胶(ＣＲ)与甲基丙烯酸甲酯(ＭＭＡ)进行接枝共聚反应制备的接枝氯丁胶,由于ＭＭＡ不具有能与聚异氰酸酯类固化剂直接作用的活化基团,故影响了胶粘剂的固化。为了进一步提高ＣＲ/ＭＭＡ接枝胶的性能,在ＣＲ和ＭＭＡ接枝的同时,加入能与聚异氰酸酯类固化剂产生作用的第二单体,即丙烯酸(ＡＡ),从而提高ＣＲ/ＭＭＡ/ＡＡ接枝氯丁胶的粘接强度,缩短粘接过程的固化时间。
在接枝共聚反应中,影响的因素很多。本文着重考虑反应温度、反应时间、引发剂的用量和第一单体ＭＭＡ的用量对聚合反应的影响,在实验数据的基础上,确定最佳的反应条件和配方组成。
1 实验部分
1.1 主要仪器和原料
ＤＬ-1000Ｂ电子拉力机(长春非金属材料试验机厂),ＩＲ-400红外光谱仪(日本岛津制作所),ＳＣ69-02型红外干燥仪(上海第二天平仪器厂),501型恒温器(上海实验仪器厂)氯丁橡胶(ＣＲ)为日本电化牌Ａ-90,甲基丙烯酸甲酯(ＭＭＡ)、丙烯酸(ＡＡ)、甲苯、乙酸乙酯等试剂均为国产化学纯。
1.2 合成过程
将ＣＲ和溶剂加入带有搅拌及回流装置的1000ｍｌ三口瓶中,温度控制在65℃左右,不断搅拌下使ＣＲ溶解。溶解完全后加入少量引发剂,继续搅拌一段时间,滴加ＭＭＡ,约1小时后,再加入余下的引发剂,在80℃左右进行共聚。反应5～6小时后,滴加ＣＲ15-16%的ＡＡ,再继续反应0.5小时,加入阻聚剂,搅拌均匀,降至室温,即可得一浅黄色半透明的粘稠胶液,无沉淀,不分层。
1.3 剥离强度测试
将胶液与10%的聚异氰酸酯混合,涂胶和粘合,按ＧＢ532-82测Ｔ剥离强度。
2 结果与讨论
(Ａ)ＣＲ和ＭＭＡ用量比例(Ｂ)引发剂的用量(Ｃ)反应的温度(Ｄ)反应的时间是影响ＣＲ/ＭＭＡ/ＡＡ接枝氯丁胶的粘接性能的四个主要因素,同时每个影响因素又考虑三个影响水平。选用Ｌ9(34)正交表如下:
剥离强度和单体转化率是表示ＣＲ/ＭＭＡ/ＡＡ接枝氯丁胶粘接合成的两个重要性能指标。通过分析四个因素分别对剥离强度和转化率产生的影响,可以看出,温度是影响ＣＲ/ＭＭＡ/ＡＡ接枝氯丁胶的剥离强度和转化率的最主要因素。最佳的聚合反应温度为85℃,反应时间为7ｈ,ＭＭＡ/ＣＲ为0.7,引发剂/ＣＲ为1.2%。在此反应条件和配方组成下,经过合成过程制得ＣＲ/ＭＭＡ/ＡＡ接枝氯丁胶液,测定得到以下性能指标:
剥离强度(Ｎ/ｃｍ):22;单体转化率:31%。ＣＲ/ＭＭＡ/ＡＡ接枝氯丁胶的ＩＲ结果:Ｖ(Ｃ=Ｏ):1740ｃｍ-1,Ｖ(ＣＨ3):2950ｃｍ-1,δ(ＣＨ3):1370ｃｍ-1,Ｖ(Ｃ-Ｏ):1460ｃｍ-1 |
