紫外光引發(fā)聚合法制備光固化丙烯酸酯壓敏膠的研究

【作者】王艷；

【摘要】紫外光固化壓敏膠因具有固化速度快；不含溶劑；室溫固化，能耗低；耐水性及耐熱性好等優(yōu)點(diǎn)，自發(fā)現(xiàn)以來發(fā)展迅速。丙烯酸酯類壓敏膠具有無毒、透明性好、耐候性好等優(yōu)點(diǎn)，傳統(tǒng)上都是采用熱引發(fā)聚合的方法生產(chǎn)的。這種方法反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，能量消耗高，且反應(yīng)速率不易控制。本論文針對(duì)上述問題提出了紫外光固化丙烯酸酯壓敏膠的一種全新的制備方法。采用光引發(fā)聚合的方法來制備丙烯酸酯類低聚物，此方法具有反應(yīng)速率快、反應(yīng)速率受溫度的影響小、反應(yīng)程度可控的優(yōu)點(diǎn)。本研究主要包括紫外光引發(fā)聚合機(jī)理的研究以及紫外光固化壓敏膠的制備兩方面工作：首先對(duì)丙烯酸酯類單體的光聚合過程以及機(jī)理進(jìn)行了研究，用UV LED光源激發(fā)光引發(fā)劑光解產(chǎn)生自由基來引發(fā)多種丙烯酸酯類單體聚合，考察了多種丙烯酸酯類單體的聚合速率以及光引發(fā)劑含量對(duì)聚合反應(yīng)速率、聚合物分子量及分子量分布的影響，并使用紅外光譜對(duì)光聚合產(chǎn)物進(jìn)行了表征。結(jié)果表明:不同單體紫外光引發(fā)自由基聚合速率排序?yàn)椋罕�烯酸酯類光聚合速�?/font>>乙酸乙烯酯光聚合速率>甲基丙烯酸酯類光聚合速率>苯乙烯光聚合速率。對(duì)于易發(fā)生光聚合反應(yīng)的單體，光引發(fā)劑的需求量比較少，一般小于1%，而對(duì)于難發(fā)生光聚合反應(yīng)的單體，光引發(fā)劑含量在1%~2%適宜。聚合物的分子量隨引發(fā)劑含量的增加逐漸減少，分子量分布隨著引發(fā)劑含量的增加先減小后增大。將紫外光引發(fā)聚合的工藝應(yīng)用于制備光固化丙烯酸酯壓敏膠主要分兩步完成：首先把丙烯酸酯類單體丙烯酸丁酯BA、甲基丙烯酸甲酯MMA、丙烯酸AA和自由基光引發(fā)劑1173混合均勻，采用紫外光引發(fā)聚合的方法合成丙烯酸酯類低聚物；然后再向其中補(bǔ)加自由基光引發(fā)劑和交聯(lián)劑，混合均勻，得到紫外光固化壓敏膠。研究了軟硬單體配比，改性單體含量，交聯(lián)劑含量，光引發(fā)劑含量，涂膜厚度，固化時(shí)間等因素對(duì)壓敏膠性能的影響。結(jié)果顯示當(dāng)BA:MMA為94:6，改性單體含量為8.5%，引發(fā)劑含量為1.3%，交聯(lián)單體含量為0.9%，光固化時(shí)間為80s，涂膜厚度為100um時(shí)，壓敏膠各項(xiàng)性能最佳。