楊勇
(中國石化化工銷售有限公司華東分公司,上海 200050)
近些年來,我國政府加大了對(duì)環(huán)境污染的整治力度,環(huán)保問題成為當(dāng)前各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域必須面對(duì)的重大挑戰(zhàn),這也在一定程度上促進(jìn)了節(jié)能環(huán)保相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。在膠粘劑領(lǐng)域內(nèi),EVA熱熔膠具有制備簡單、環(huán)保無毒等特點(diǎn),并且對(duì)絕大多數(shù)物質(zhì)都有熱膠接力,這些方面的優(yōu)勢(shì)促使EVA熱熔膠被迅速應(yīng)用在眾多行業(yè)領(lǐng)域內(nèi)。在實(shí)際制備EVA熱熔膠的過程中,需要加強(qiáng)對(duì)其性能影響因素的研究,以便于針對(duì)具體膠粘對(duì)象采取合理的制備方式。
不同種類的EVA,其熱熔膠的柔韌性以及內(nèi)聚強(qiáng)度等特性也存在一定差異。所以,在選擇EVA的類型時(shí),必須將熔融指數(shù)、熔點(diǎn)以及VA含量作為最基本的參考要素。當(dāng)VA含量一定時(shí),熔融指數(shù)如果發(fā)生改變,就會(huì)導(dǎo)致EVA其他相關(guān)性能也出現(xiàn)變化[1]。所以,在制備熱熔膠時(shí),可根據(jù)其性能要求選擇相應(yīng)VA含量、熔點(diǎn)以及熔融指數(shù)的EVA混合在一起。
增粘樹脂包含諸多不同的種類,其在熱熔膠制備中的應(yīng)用,能夠在很大程度上增強(qiáng)膠粘劑對(duì)被粘物的潤濕性和結(jié)合力,進(jìn)而促使其粘接強(qiáng)度的有效提升。增粘樹脂的相對(duì)分子質(zhì)量是在10000之內(nèi),其軟化溫度為70℃到150℃之間。增粘樹脂通常包含有石油樹脂、萜烯樹脂、氧茚樹脂以及松香及其衍生物四個(gè)種類。
蠟是一種良好的黏度調(diào)節(jié)劑,其類型和使用量直接決定了EVA熱熔膠的質(zhì)量。蠟的種類非常多,主要包括石油蠟、合成蠟、植物蠟、動(dòng)物蠟以及礦物蠟等。其中石油蠟和礦物蠟的熔點(diǎn)相對(duì)較低,而植物蠟和動(dòng)物蠟含有很多雙鍵,無法用在熱熔膠內(nèi),合成蠟的種類也比較多,并且由于合成技術(shù)以及合成材料不同,其合成蠟的性能和種類也存在一定差異。
普通聚烯烴所用抗氧劑都能在EVA熱熔膠中使用,不過一般的配方內(nèi)大都使用抗氧劑246或抗氧劑1010。將顏填料添加到熱熔膠中,能夠有效降低熱熔膠的固化收縮率及其制備成本,同時(shí)也能進(jìn)一步豐富熱熔膠的色彩,增強(qiáng)其填縫性。
EVA熱熔膠的黏度與流動(dòng)性在很大程度上取決于其施膠性能。在制備EVA熱熔膠時(shí),選用熔融指數(shù)較大的EVA以及熔體黏度較小的增粘樹脂都能有效降低熱熔膠的黏度,同時(shí)也可通過選用不同熔融指數(shù)的EVA來對(duì)施工黏度進(jìn)行合理調(diào)節(jié)。但在影響EVA熱熔膠黏度和流動(dòng)性的諸多因素中,蠟是最主要的影響因素,由于在EVA熱熔膠中蠟的黏度最小,如果適當(dāng)加大蠟的用量,就能有效降低EVA熱熔膠的黏度,并相應(yīng)增強(qiáng)其流動(dòng)性。在實(shí)際制備EVA熱熔膠的過程中,可盡量采用分子質(zhì)量與黏度都比較小的蠟,以相應(yīng)增加EVA用量。
EVA熱熔膠的最主要性能之一就是其所具有的粘接性,而能夠?qū)ζ湔辰有援a(chǎn)生影響的因素也非常多。
第一,EVA在極大程度上決定了EVA熱熔膠的粘接性,如果增加EVA中的VA含量,EVA熱熔膠的粘接性就會(huì)加大增強(qiáng),而含VA量較高的EVA熱熔膠常常用來對(duì)聚乙烯等無極性的非多孔材料進(jìn)行粘接。
第二,增粘樹脂與蠟通過自身的化學(xué)結(jié)構(gòu)以及熔體黏度來影響EVA熱熔膠的粘接性。EVA熱熔膠深入多孔材料的難度隨著增粘樹脂與蠟熔體黏度的降低而降低,進(jìn)而產(chǎn)生機(jī)械結(jié)合。蠟的表面能相對(duì)較低,EVA熱熔膠的潤濕度會(huì)隨著蠟量的增加而提升,進(jìn)而增強(qiáng)EVA熱溶膠的粘接性。由于微晶蠟熱熔膠的模量相對(duì)較低,凝定時(shí)間比較長,所以,可用于取代石蠟,以改善價(jià)鍵力造成的黏附問題[2]。
對(duì)于極性材料,使用帶有極性基團(tuán)的蠟?zāi)軌蛴行г鰪?qiáng)EVA熱熔膠的粘接性。熱熔膠的粘接性還與膠體系相容性有密切關(guān)系。例如,蠟與EVA,當(dāng)蠟和含VA量23%左右的EVA相容性最好,極易生成共結(jié)晶,粘接性也非常強(qiáng)。如果EVA含VA量在10%之下時(shí),EVA比蠟的結(jié)晶時(shí)間要早,變成了蠟的填料,這種情況下的熱熔膠的粘接性就很不理想。
VA含量與熔融指數(shù)的不同,EVA強(qiáng)度也存在較大差異。一般情況下,熔融指數(shù)相對(duì)較小的EVA強(qiáng)度就比較高,在此基礎(chǔ)上制備成的熱熔膠強(qiáng)度也相對(duì)較高。與此同時(shí),在一定相容性范圍內(nèi),蠟?zāi)軌蛟谝欢ǔ潭壬洗偈篃崛勰z強(qiáng)度與模量的加大,而如果存在不相容情況,則會(huì)相應(yīng)增強(qiáng)膠的剛性,而難以提升其強(qiáng)度。通常情況下,可利用正烷烴含量高的高結(jié)晶蠟來提升EVA熱熔膠的拉伸強(qiáng)度與模量。
EVA熱熔膠的柔韌性在很大程度上取決于其EVA分子質(zhì)量,熱熔膠柔韌性與熔融指數(shù)呈正相關(guān)。同時(shí),蠟也在很大程度上影響到EVA熱熔膠的柔韌性。相比于石蠟,微晶蠟的柔韌性更強(qiáng),而窄分布合成蠟與EVA的乙烯鏈段更為相容,所以,采用微晶蠟取代石蠟,或采用窄分布合成蠟取代一般合成蠟,能夠有效增強(qiáng)EVA熱熔膠的柔韌性。
蠟結(jié)構(gòu)中的環(huán)化烷烴含量比較高,由其制備成的EVA熱熔膠的延伸率也相對(duì)較高。在書籍裝訂以及冰箱包裝過程中,對(duì)EVA熱熔膠的延伸率與柔韌性都要求較高,所以,該類EVA熱熔膠的制備材料中常用微晶蠟。
EVA熱熔膠的玻璃化溫度對(duì)其低溫性能有直接性影響,在玻璃化溫度以下范圍內(nèi),熱熔膠比較脆弱,在受到一定外力作用時(shí)極易發(fā)生斷裂現(xiàn)象。EVA熱熔膠中的EVA玻璃化溫度比較低,而增粘樹脂和蠟的玻璃化溫度則相對(duì)較高。根據(jù)相關(guān)理論可知,在組分相容情況下,混合體系的玻璃化溫度就在組分高低玻璃化溫度范圍內(nèi),取決于混合體系的混合比。在組分不相容情況下,就會(huì)有幾個(gè)不同的玻璃化溫度出現(xiàn)。EVA熱熔膠也不例外,聚乙烯蠟與EVA不易相容,而石蠟以及微晶蠟等與EVA容易相容。在熱熔膠中添加一定的軟微晶蠟?zāi)軌蛏倭刻嵘裏崛勰z的玻璃化溫度,而高熔點(diǎn)合成蠟會(huì)在很大程度上提升EVA熱熔膠的玻璃化溫度。另外,若要降低EVA熱熔膠的玻璃化溫度,盡可能使用增粘樹脂,因?yàn)槠洳AЩ瘻囟容^低。
EVA熱熔膠開放時(shí)間是指在施膠后,不會(huì)由于凝定或結(jié)晶喪失潤濕能力而依然可以使用的時(shí)間間隔。EVA熱熔膠的開放時(shí)間一般以秒為單位。從增粘樹脂體系方面來講,蠟的加入通常會(huì)促使開放時(shí)間減少,其影響程度因蠟的性質(zhì)不同而有所變化。通常情況下,蠟用量越大,熔點(diǎn)越高,結(jié)晶度越大,而EVA熱熔膠的開放時(shí)間就會(huì)變得越短。不同功能要求的EVA熱熔膠的開放時(shí)間也存在一定差異。例如,工藝品所用EVA熱熔膠的開放時(shí)間相對(duì)較長,這樣能夠?yàn)槭止げ僮骱驼{(diào)整提供足夠時(shí)間。而高速紙板密封所用熱熔膠的開放時(shí)間則相對(duì)較短,這對(duì)縮短工期有很大幫助。
總之,EVA熱熔膠性能受諸多因素的影響,不同的因素環(huán)境下,EVA熱熔膠的性能也會(huì)產(chǎn)生一定變化。所以,工作人員應(yīng)充分了解EVA熱熔膠的組分,并據(jù)此深入剖析影響EVA熱熔膠性能的因素。只有充分把握了各種因素對(duì)EVA熱熔膠的影響情況,才能根據(jù)各種膠粘對(duì)象的實(shí)際需要,有針對(duì)性地制備相應(yīng)類型的EVA熱熔膠,從而進(jìn)一步擴(kuò)大EVA熱熔膠的應(yīng)用范圍。