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                    熱熔壓敏膠抗老化性能簡介
                    2019-02-16 閱讀[15566]

                    熱熔壓敏膠的「抗老化性能」是什么?

                    描述「抗老化性能」最常用的術語是「熱安定性」。熱安定性是指熱熔壓敏膠在長時間的熔融狀態下,仍然能夠保持不發生明顯顏色、黏度或膠黏特性改變的能力。

                    常用的試驗方法是將熱熔壓敏膠放置于180°C環境下,每隔24 小時取樣一次,共經過96 小時(4 天)之后,對顏色、黏度和外觀變化的評估。大部份的聚合物和增黏劑在老化之前都具有特定的分子結構和物性。但是,它們在180°C經過96 小時的老化之后,經常會呈現不同程度的熱安定性。

                    熱熔壓敏膠的熱安定性會受到所用原材料化學結構和組成、熱熔壓敏膠制造商的生產工藝、熔膠機設定溫度以及終端用戶使用環境的影響。

                    熱熔壓敏膠熱安定性

                    為了確保能獲得最佳的熱熔壓敏膠熱安定性,熱熔壓敏膠生產廠需要特別注意膠黏劑原材料的品質和整體生產工藝條件。即使是完全相同的熱熔壓敏膠配方,通過不同的混合系統所生產出來的產品,可能在熱安定性、膠黏性能和耐熱性上都有明顯的差異。

                    例如,在生產過程中以氮氣保護或抽真空所生產出來的成品,只有很少部分的膠黏劑會受到氧化,因此會呈現出較好的熱安定性。

                    反之,即使是相同的配方,在沒有氮氣保護或抽真空的開放系統中生產時,所得到的熱安定性可能會較差,且批次之間的差異性也可能較大。

                    使用封閉式或通入氮氣的熔膠系統,將膠黏劑在熔膠槽中熔融并通過狹縫形口模擠出或噴膠系統涂膠時,膠黏劑可以呈現出較好的耐熱性,且能在較長的時間里保持穩定的性能和熱安定性。

                    這是因為在高溫下的加工過程中,絕大部分的膠黏劑并沒有和空氣接觸,只有在熔膠表層極少量的膠黏劑會與空氣發生氧化。然而,透過輥輪式涂布機上膠時,因為熱熔壓敏膠一直都與空氣接觸,會呈現出較差的安定性。

                    在比較各種熱熔壓敏膠的熱安定性時,除了作業環境外,我們還要考慮材料的分子結構。飽和(或氫化)或極性較低的材料通常會呈現出較好的耐熱性。因為要打開單鍵(σ-鍵)和已經被氫化的雙鍵(π-鍵)需要非常高的溫度。而聚合物和增黏劑的不飽和雙鍵則較容易打開,可以在170°C以上的高溫和剪切作用下產生自由基(R•)。

                    自由基一經形成,就會自發地被周圍空氣中的氧氣所氧化,形成不穩定的過氧化物自由基(ROO•)。這些過氧化物自由基會立即與未反應的碳氫化合物反應,奪去質子形成氫過氧化物(ROOH)。ROOH 進一步分裂成兩個不穩定的反應性物種,即RO• and HO•。

                    這兩個自由基又會與兩個未反應過的碳氫化合物反應,奪去質子而形成穩定的水(H2O)和醇(ROH),卻同時再生成另外兩個新的自由基(R•)持續進行新的一輪氧化循環。

                    整個氧化循環圈(如上圖)中所示。通過這種連鎖式的循環圈,只要有一個自由基被引發,就會在很短的時間內又產生三個自由基,同時會持續進行同樣無休止的氧化循環圈。

                    通過添加適當的抗氧化劑,可以盡量減少這種我們不樂見的老化現象。胺和酚類的抗氧化劑可以提供R•,RO•和HO•一個質子(H) ,將它們轉變成穩定的RH,ROH 和H2O。亞磷酸酯和硫醇類的抗氧化劑則可以從ROOH奪去一個氧原子,將其轉化為穩定的ROH。

                    在低于170°C的熔膠溫度下,熱熔壓敏膠通常不會產生自由基,因此它們不會被氧化。松香、松香酯和大部分松香衍生物等天然樹脂都含有一定比例游離酸基團(用酸值表示)和不飽和雙鍵。這些天然增黏劑很不穩定,在接觸水或氧氣時,即使在室溫下也很容易產生水解和氧化的現象。因此,在處理含有這類不穩定成分的熱熔壓敏膠時要特別地注意。

                    總之,熱熔壓敏膠「抗老化性能」或「熱安定性」的好壞取決于下列幾個因素:膠黏劑生產商所使用材料的品質、生產熱熔壓敏膠時的混合條件與方法、涂布系統與融膠和涂膠溫度的設定、以及最終用戶的產品儲存時間。

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