两嵌段SI 对SIS及其热熔压敏胶性能的影响

黄勇 袁煜艳

收稿日期：2013-07-12

作者简介：黄勇（1970-），男，工程师，从事技术管理工作。E-mail：huangyong001.blsh@sinopec.com。

摘要：研究了两嵌段SI对SIS及其热熔压敏胶性能的影响。结果表明，SI含量增加，SIS的拉伸强度降低，熔体流动速率（MFR）增大，其热熔压敏胶初粘性增大、持粘性减小，180°剥离强度先增大后减小，熔融黏度和软化点降低。两嵌段SI分子质量增加，SIS的 MFR降低，其热熔压敏胶的熔融黏度和软化点增大。两嵌段SI嵌段比增加，SIS的硬度增大、MFR降低，其热熔压敏胶的初粘性减小，熔融黏度和软化点增大。

关键词：两嵌段SI；嵌段比；SIS性能；热熔压敏胶性能

中图分类号：TQ436+.3 文献标识码：A 文章编号：1001-5922（2013）11-0057-04

1 前言

苯乙烯与异戊二烯的嵌段共聚物——SIS，具有很好的内聚力和优良的粘接性能，与其他添加剂相容性好，主要用于制备热熔压敏胶。构型上SIS分为星型和线型2种结构。星型SIS采用2步加料——偶联法合成，产物中含一定量的两嵌段SI；线型SIS采用3步加料法合成，产物中不含两嵌段SI [1，2]。两嵌段SI因其分子结构存在“网络缺陷”，不具备3嵌段SIS的物理交联作用，因而其内聚力小，耐热性差，但却有高流动性、高粘附性及良好的分切性能[3]。由于两嵌段SI的独特性能，国内外很多线型SIS产品都掺混有不同量的两嵌段SI，以满足市场对SIS热熔压敏胶性能多样化的要求。为了更好地开发含两嵌段SI的SIS新产品，满足市场需求，本文研究了两嵌段SI对SIS及其热熔压敏胶性能的影响。

2 实验部分

2.1 试验仪器设备及原材料

5 L聚合小试装置、全套物检设备及熔融指数仪、热熔压敏胶制备及涂布装置，合成橡胶事业部橡塑中心自备；初粘测试仪（CZY-G）、持粘测试仪（CZY-S）、200N电子剥离实验机（BLD-200N），济南兰光机电技术发展中心。

苯乙烯（300/t中试装置现场取），水值≤20×10-6；异戊二烯（SBS车间现场取），水值≤20×10-6；正丁基锂（300/t中试装置现场取），浓度 0.5 mol/L；聚合溶剂（主要环己烷，中试装置取），水值≤20×10-6；萜烯树脂；增塑剂（环烷油 KN-4010），新疆；SIS-1105，（S/I=15/85、相对分子质量12～13万），巴陵石化。

2.2 试验方法

2.2.1 小试聚合

1）两嵌段SI的合成

在5 L聚合釜中，采用阴离子聚合方法合成SI。按设计量加入聚合溶剂、苯乙烯、活化剂，以引发剂破杂后加入计算量的引发剂丁基锂。在一定温度下反应20 min左右，待反应完成后再加入计算量的异戊二烯进行2段反应 15～25 min左右终止，放料。

2）含两嵌段SI的SIS 制备

在合成的两嵌段SI胶液中按计算量加入SIS-1105及溶剂，溶解并充分混匀，用蒸气凝析、剪碎、烘干，得到含两嵌段SI的SIS，分别对其进行性能检测和热熔压敏胶试验。

2.2.2 SIS热熔胶制备

在500 mL三颈瓶中，分别加入一定量的含两嵌段SI的SIS、增粘树脂、增塑剂、防老剂，升温至180～200 ℃，搅拌直至成为均匀黏稠的熔体即为热熔压敏胶。热溶压敏胶基础配方为（质量份）：SIS（含SI）30份；环烷油 18份；萜烯树脂 50份。

将制备好的热熔压敏胶在小型涂布机上涂布，得到热熔压敏胶试片，用于性能测试。

2.3 性能测试

SIS的扯断拉伸强度：按GB/T 528—1998进行；

硬度：按GB/T 531—1999进行；

熔体流动速率（MFR）：按GB/T 3682—2000进行；

SI的分子质量及其分布采用凝胶渗透色谱仪测定，溶剂为THF；

初粘性：参照GB 4852—1984，将压敏胶试样水平放置于助滚斜面的正下方，将6#小球从30°倾角斜面10 cm处自由滚下，计量小球在压敏胶试样上的滚动距离；

持粘性：按GB 4851—1984进行；

180°剥离强度：按GB/T 17200进行；

熔融黏度：按GB/T 2794—1995方法进行；

软化点：环球法。

3 结果与讨论

3.1 两嵌段SI对SIS性能的影响

1）两嵌段SI含量对SIS性能的影响

两嵌段SI含量对SIS性能的影响如表1所示。SI的嵌段比为15/85、相对分子质量为6万。

由表1可知，随着两嵌段SI含量的增加，SIS的拉伸强度逐渐降低，MFR逐渐增大。这是由于相对于3嵌段SIS，两嵌段SI在微观结构上有“网络缺陷”，缺乏物理交联作用，不具备硫化橡胶的特性，导致其力学性能差，流动性变好。

2）两嵌段SI相对分子质量对SIS性能的影响

两嵌段SI相对分子质量对SIS性能的影响见表2，其中SI的嵌段比为15/85、含量为25%。

由表2可知，随着SI的分子质量的增大，SIS的拉伸强度略有增大，MFR有一定程度的降低。说明SI的分子质量对SIS的内聚强度影响较小，对熔体流动性影响较大。

3）两嵌段SI的嵌段比对SIS性能的影响

SI的嵌段比对SIS性能的影响如表3所示。SI的相对分子质量为6万、含量为25%。

由表3可知，随着SI嵌段比的增大，SIS硬度增大，MFR减小。

3.2 两嵌段SI对SIS热熔压敏胶性能的影响

1）两嵌段SI含量对SIS压敏胶性能的影响[3]

两嵌段SI含量对SIS压敏胶性能的影响如表4所示。

由表4可知，随着SI含量的增加，热熔压敏胶初粘性增大、持粘性降低，180°剥离强度先增大后减小。这是由于初粘性主要取决于压敏胶的粘附强度，持粘性主要取决于压敏胶的内聚强度。而180°剥离强度则取决于压敏胶的粘附性能和内聚强度的综合平衡。两嵌段SI由于分子结构的网络缺失及分子质量较小的原因，具有极好的粘附性能和极差的内聚强度，导致其含量增加时压敏胶的初粘性增大，持粘性降低。当SI含量少时，体系的粘附强度相对较低，内聚强度相对较高，此时的剥离强度以粘附强度为主；当SI含量高时，体系的粘附强度较高，内聚强度较低，此时的剥离强度以内聚强度为主；当2者较平衡时，180°剥离强度就会出现最大值。同时，压敏胶的熔融黏度和软化点都降低，有利于机械涂布施工。

2）SI相对分子质量对SIS压敏胶性能的影响

两嵌段SI相对分子质量对SIS压敏胶性能的影响见表5。

由表5可知，随着两嵌段SI的分子质量增大，热熔压敏胶的初粘性略有减小，持粘性略有增大，熔融黏度和软化点增加。

由表6可知，随着两嵌段SI嵌段比的增大，热熔压敏胶的初粘性减小，持粘性略有增大，熔融黏度和软化点有所增大。

4 结论

1）随着两嵌段SI含量的增加，SIS的拉伸强度逐渐降低，MFR逐渐增大；热熔压敏胶初粘性逐渐增大、持粘性逐渐降低，180°剥离强度先增大后减小，熔融黏度和软化点降低。

2）随着两嵌段SI分子质量的增加，SIS的拉伸强度略有增大，MFR降低；热熔压敏胶的初粘性略有减小，持粘性略有增大，熔融黏度和软化点增大。

3）随着两嵌段SI嵌段比的增加，SIS的拉伸强度略有增大，MFR降低，硬度增大；热熔压敏胶的初粘性减小，持粘性略有增大，熔融黏度和软化点增大。

参考文献

[1]张雷，董汝秀，金关泰.SIS和（SI）nR 的结构与性能[J].合成橡胶工业，1991，14（3）：172-174.

[2]张雷，董汝秀，金关泰.苯乙烯、异戊二烯星型嵌段热塑性弹性体的合成[J].石油化工，1990，19（9）：601-606.

[3]袁煜艳.SIS技术参数对其热熔压敏胶性能的影响[J].粘接，2012（01）：61-63.