基于聚二氧化碳树脂压敏胶的流变及粘结性能

doi:10.19894/j.issn.1000-0518.220413

摘要/Abstract

摘要：

基于绿色制造和节能环保的需求，目前国内外压敏胶的技术挑战在于无溶剂生物可降解压敏胶的研发，本文基于氯磺化改性聚二氧化碳树脂（MPPC），研究了其作为压敏胶的流变和粘结性能。结果表明，MPPC的粘结性能和剥离力数据与其数均相对分子质量有强烈的依赖关系。MPPC的数均相对分子质量越高，其拉伸剪切强度就越高；当MPPC的数均相对分子质量在7600~17500的范围内时，随着其数均相对分子质量的提高，其拉伸剪切强度可以从（0.35±0.11） MPa提高到（3.78±0.33） MPa。同时，MPPC剥离力的数据也表现出相同的趋势，即MPPC的数均相对分子质量越高，其180（°）剥离强度越高，表明其可应用于高性能压敏胶材料。流变数据结果也进一步证明，MPPC的数均相对分子质量较高时，其储能模量（G'）和损耗模量（G"）相对较高，使得其性能相对于数均分子质量较低的MPPC更加优异。这为基于PPC制备可生物降解压敏胶材料提供了理论依据。

关键词: 聚二氧化碳树脂, 压敏胶, 粘结性能, 流变性能

Abstract:

Based on the demands for green manufacturing， energy conservation and environmental protection， the developing tendency of pressure-sensitive adhesive is focused on high performance， solvent-free， and biodegradability at home and abroad. The rheological and bonding properties of chlorosulfonation modified poly（propylene carbonate）（MPPC） are studied in this paper. The results show that the bonding properties and peeling strength of MPPC are strongly dependent on the number of average molecular mass. When the number average molecular mass of MPPC ranges from 7600 to 17500， the tensile lap-shear strength increases from （0.35±0.11） MPa to （3.78±0.33） MPa with the increase of the number average molecular mass of MPPC. The higher the number average molecular mass of MPPC， the higher the tensile lap-shear strength. At the same time， MPPC peel strength data also show the same trend， namely a high number of average molecular mass MPPC with high 180（°） peel strength， which can be applied to high-performance pressure-sensitive adhesive materials. The results of rheological data further prove that the energy storage modulus （G'） and loss modulus （G"） of a high number average molecular mass MPPC are higher than those of MPPC with a low number average molecular mass. This provides a theoretical basis for preparing biodegradable pressure-sensitive adhesives based on PPC.

Key words: Poly（propylene carbonate）, Pressure-sensitive adhesive, Rheological properties, Bonding properties

中图分类号:

O631

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图/表 6

表1 PPC和不同氯磺化反应时间得到的MPPC的相对分子质量参数及其Tg

Table 1 Molecule mass and Tg of PPC and MPPC obtained from different chlorosulfonation reaction time （tc）

Sample	t_c /min	10^-4×M_n	10^-4×M_w	M_w/M_n	T_g/℃
PPC	-	11.42	42.43	3.69	38.3
MPPC-1	90	0.76	0.97	1.27	-25.6
MPPC-2	80	0.98	1.54	1.57	-21.2
MPPC-3	70	1.15	1.94	1.69	-18.7
MPPC-4	60	1.23	2.21	1.78	-13.4
MPPC-5	50	1.38	2.45	1.78	-7.4
MPPC-6	40	1.53	2.99	1.95	-2.9
MPPC-7	30	1.75	3.97	2.27	2.7

图1 PPC和不同数均相对分子质量的MPPC的TGA（A）和DSC（B）曲线a. PPC； b. MPPC-7； c. MPPC-6； d. MPPC-5； e. MPPC-4； f. MPPC-3； g. MPPC-2； h. MPPC-1

Fig.1 TGA （A） and DSC （B） curves of PPC and different number average molecular mass MPPC

图2 不同数均相对分子质量的MPPC的G′（A）、G″（B）和tanδ（C）随ω变化曲线a. MPPC-1； b. MPPC-4； c. MPPC-5； d. MPPC-7

Fig.2 G'（A）， G″（B） and tanδ（C） as a function of ω for different number average molecular mass MPPC

图3 25 ℃下不同数均相对分子质量的MPPC的粘弹窗口a. MPPC-5； b. MPPC-7； c. MPPC-4

Fig.3 Viscoelastic windows for MPPC of different number average molecular mass at 25 ℃

图4 PPC和不同数均相对分子质量的MPPC 的拉伸剪切强度

Fig.4 Tensile lap-shear strength of PPC and MPPC at different number average molecular mass

图5 不同相对分子质量的MPPC的180（°）剥离强度（A）、初粘性（B）和持粘性（C）

Fig.5 180（°） Peel strength （A）， holding adhesion （B） and tack strength （C） of MPPC at different number average molecular mass

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