双向拉伸聚丙烯(ＢＯＰＰ)薄膜是上世纪60年代发展起来的一种软包装材料,由于物理性、印刷等加工稳定性等良好,被包装行业誉为“包装皇后”。聚丙烯(ＰＰ)但由于其非极性限制了其应用,需要进行改性,有关聚丙烯改性的报道较多[1 4],氯化聚丙烯(ＣＰＰ)是聚丙烯氯化改性后的产物,经改性后,其硬度、耐磨性、耐酸性、耐盐水性能比聚丙烯都好,耐热、耐老化性也较好,粘接性能也较强,但其性能还不能满足多方面的需要,为了进一步提高氯化聚丙烯的粘接性能,研究了丙烯腈对ＣＰＰ的接枝改性,得到丙烯腈改性的ＣＰＰ胶粘剂,该胶粘剂对ＢＯＰＰ膜有较强的粘接强度,在包装业上,拓宽了其应用领域。
1　　　实　验
1.1 　　原料
　　ＣＰＰ(广州金珠江化学公司);丙烯腈(ＡＮ)(广州市化学试剂公司),ＣＰ;ＢＰＯ(广州市新港化工有限公司),ＡＲ;甲苯(衡阳市有机化学试剂厂),ＣＰ。
1.2 　　丙烯腈接枝改性氯化聚丙烯主要产物
　　下式为以ＢＰＯ为引发剂,丙烯腈接枝改性ＣＰＰ主要产物的化学方程式:
　　
　　

1.3 　　接枝物的制备
　　在四口瓶中分别加入100ｇＣＰＰ,再分别加入0.5ｇ、1.0、1.5ｇ、2.0ｇ、2.5ｇ的ＡＮ和适量的溶剂甲苯,溶解后分别入0.05ｇ、0.10ｇ、0.15ｇ、0.20ｇ、0.25ｇ的引发剂ＢＰＯ,当ＢＰ加完后,再分别升温至设定的温度85℃,90℃,95℃,100℃105℃,110℃待反应结束后,测其粘接性能。
1.4　　　产品粘接性能测试方法
1.4.1　被粘材料的表面处理 　　 将ＢＯＰＰ膜浸入铬酸氧化液中,处理10ｍｉｎ后取出,用水洗静试片表面铬酸氧化液、凉干后备用。
1.4.2　试片固化和粘接性能测试 　　 将上述处理好的ＢＯＰＰ膜试片涂上0.01ｃｍ厚的胶液,室温放置3ｍｉｎ后,将2试片夹紧,在100℃固化1ｈ,然后将试样装载上试验机,以(10±2)ｍｍ/ｍｉｎ的恒定速度加载,记录试样剪切破坏时最高负荷,确定其剪切强度。
2　　　结果与讨论
2.1　　　工艺参数对产品改性后的粘接性能的影响
2.1.1　　　ＡＮ用量的影响
　　由图1可知,随着ＡＮ用量的增加,剪切强度Ｑ先是增大,增大到ｗ(ＡＮ)=2.0%(以100ｇＣＰＰ为标准)时达到最大,以后又逐渐减小。这是因为,开始反应时ＡＮ用量增大,和ＣＰＰ接触的ＡＮ浓度增大,参与接枝反应的几率增大,所以接枝率增大,从而使改性ＣＰＰ胶粘剂的粘接性能提高;ＡＮ继续增大后,ＡＮ接枝不完全,而且随着ＡＮ用量的增大,一部分ＡＮ会发生副反应,使改性ＣＰＰ的粘接性能下降。
2.1.2 　　引发剂用量影响

　　

　　由图2可知,剪切强度Ｑ先随引发剂ＢＰＯ用量增大而增大,增大到ｗ(ＢＰＯ)=0.2%(以100ｇＣＰＰ为标准)时,剪切强度Ｑ最大,其后剪切强度Ｑ逐渐减小。因为开始反应时随着引发剂的加入,产生了大分子自由基,其浓度随着ＢＰＯ用量的增大而增加,接枝速率加快,所以接枝率增大,粘附性能也增大,但ＢＰＯ用量增加到一定量时,ＣＰＰ发生降解,同时伴随一些大分子主链的断裂和交联,使ＣＰＰ降解加速,从而粘附性能降低。
2.1.3 　　反应时间的影响
　　由图3可知,随着反应时间的增加,剪切强度Ｑ增大,2ｈ达到最大,后逐渐减小。这是因为随着反应时间的延长,接枝率先逐渐增加,粘接性能逐渐增大,后来随着时间的延长,ＡＮ会发生自聚,ＣＰＰ也会发生副反应,使粘接性能下降。
2.1.4 　　反应温度的影响

　　

　　由图4可知随着反应温度的升高,粘接性能增大,100℃达到最大,以后逐渐减小。这是因为刚开始反应时,由于反应温度低,初级自由基浓度较低,接枝率较低,粘接性能小;随着反应温度的升高,活性自由基浓度增大,接枝率也增大;但反应温度增大到一定值后,ＣＰＰ和ＢＰＯ均发生副反应,ＡＮ也发生自聚,消耗了自由基,粘接性能减小。
2.2 　　改性和没改性的ＣＰＰ胶粘剂胶接性能比较
　　试验结果表明,没改性的ＣＰＰ胶粘剂剪切强度为1 56ＭＰａ,改性后则为2 38ＭＰａ。比改性前的剪切强度得到提高,主要是丙烯腈单体接枝到氯化聚丙烯上,提高了氯化聚丙烯的极性也提高了其活性,,从而提高了该胶粘剂对ＢＯＰＰ膜的粘接性能。
3　　　结　语　
　　　1)　采用丙烯腈改性氯化聚丙烯,提高了其粘附性能;
　　2)　当反应温度Ｔ=100℃,反应时间ｔ=2.0ｈ,反应物料的质量比为:ｍ(ＣＰＰ):ｍ(ＡＮ):ｍ(ＢＰＯ)=100:2.0:0.2时,改性ＣＰＰ对ＢＯＰＰ膜的粘接强度较大;
　　3)　该胶粘剂粘接强度大,适合于ＢＯＰＰ膜的粘接。