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    研究了丙烯酸酯PSA（壓敏膠）乳液及本體表面張力對(duì)保護(hù)膜性能的影響，討論了固含量、乳化劑含量、消泡劑含量和共聚單體等因素對(duì)PSA乳液及本體表面張力的影響。結(jié)果表明：PSA乳液的表面張力過大時(shí)，其對(duì)基材的潤濕性較差，保護(hù)膜的表面質(zhì)量和耐高溫高濕老化性能變差；PSA本體表面張力對(duì)保護(hù)膜與被保護(hù)材料之間的粘接強(qiáng)度、初粘力有一定影響，當(dāng)PSA本體表面張力與被保護(hù)材料相近時(shí)，兩者間的粘接強(qiáng)度相對(duì)最大。
　　
　　保護(hù)膜是一種具有表面保護(hù)功能的膜狀材料，也是壓敏膠（PSA）中最重要的產(chǎn)品之一。通常，保護(hù)膜是以聚烯烴塑料膜為基材，以橡膠或丙烯酸酯類聚合物為PSA的基體樹脂，經(jīng)涂布機(jī)加工制成的。
　　
　　在保護(hù)膜的加工和使用過程中PSA的表面張力對(duì)保護(hù)膜性能的影響主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面：①PSA乳液表面張力的影響。保護(hù)膜所用基材通常是表面張力較低的非極性[如聚乙烯（PE）等]塑料薄膜，當(dāng)PSA乳液表面張力過大時(shí)，其對(duì)基材表面的潤濕性較差，即其易在基材表面形成縮孔，故基材表面局部區(qū)域出現(xiàn)缺膠或膠層過厚等現(xiàn)象，導(dǎo)致PSA的粘接性能因施膠均勻性欠佳而變差。②PSA本體表面張力的影響。當(dāng)PSA本體表面張力過大時(shí)，其對(duì)基材的潤濕性較差，致使PSA與基材間的結(jié)合力變差，被保護(hù)材料表面易留下殘膠痕跡；另外，PSA本體表面張力也是影響其與被保護(hù)材料之間粘接強(qiáng)度的主要因素。
　　
　　因此，在PSA的研制過程中應(yīng)根據(jù)需要調(diào)整PSA的表面張力，使其滿足不同場(chǎng)合的使用要求。
　　
　　1·試驗(yàn)部分
　　
　　1.1試驗(yàn)原料
　　
　　丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、苯乙烯（St）、丙烯酸（AA）、丙烯酸羥丙酯（HPA），工業(yè)級(jí)，北京東方化工廠；丙烯酸-2-乙基己酯（2-EHA），工業(yè)級(jí)，上海高橋石化公司；γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷（KH-570），工業(yè)級(jí)，山東萬達(dá)化工有限公司；氮丙啶，工業(yè)級(jí)，上海尤恩化工有限公司；乳化劑，自制；過硫酸銨（APS)，工業(yè)級(jí)，愛建德固賽（上海)有限公司；碳酸氫鈉（SCB)，工業(yè)級(jí)，湖北省雙環(huán)化工集團(tuán)公司；氨水，分析純，廣東光華化學(xué)廠。
　　
　　1.2試驗(yàn)儀器
　　
　　CZY-G型初粘力測(cè)試儀、BLD-200S型電子剝離試驗(yàn)機(jī)，濟(jì)南蘭光機(jī)電技術(shù)發(fā)展中心；JYW-200A型全自動(dòng)界面張力儀，承德普惠檢測(cè)設(shè)備制造有限責(zé)任公司；JTH-80P型恒溫恒濕試驗(yàn)機(jī)，上海簡(jiǎn)戶儀器設(shè)備有限公司。
　　
　　1.3試驗(yàn)制備
　　
　　1.3.1預(yù)乳化液的制備
　　
　　在預(yù)乳化器中加入一定量的去離子水、乳化劑和引發(fā)劑（APS），攪拌均勻后加入全部單體混合液，乳化15 min即可。
　　
　　1.3.2保護(hù)膜用PSA乳液的合成
　　
　　將一定量的去離子水、乳化劑、引發(fā)劑和緩沖劑（SCB）等加入到帶有冷凝器、溫度計(jì)和恒壓滴液漏斗的反應(yīng)器中，邊攪拌邊升溫至80～86℃；然后滴加預(yù)乳化液（3 h內(nèi)滴畢），保溫0.5 h；補(bǔ)加少量引發(fā)劑（以消除殘余單體），再保溫2 h；結(jié)束反應(yīng)，冷卻至室溫，加入適量氨水即可。
　　
　　1.3.3保護(hù)膜的制作
　　
　　將PSA乳液和適量交聯(lián)劑（氮丙啶）充分混合后，均勻涂布在PE薄膜上，制成干膠厚度為8μm的保護(hù)膜膠帶；室溫放置3 d后，測(cè)定其相關(guān)性能。
　　
　　1.4測(cè)試與表征
　　
　?。?）初粘力：按照GB/T 4852—2002（方法A）標(biāo)準(zhǔn)，采用初粘力測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)定。
　　
　?。?）180°剝離強(qiáng)度：按照GB/T 2792—1998標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)定（剝離速率為300 mm/min）。
　　
　?。?）耐高溫高濕老化性能：將PSA保護(hù)膜貼于鋁塑板上，然后將其在65℃、80%RH恒溫恒濕試驗(yàn)機(jī)中處理72 h；室溫靜置30 min后快速剝離，檢測(cè)鋁塑板上是否留有殘膠痕跡。
　　
　?。?）液體表面張力：按照GB/T 5549—1990標(biāo)準(zhǔn)，采用全自動(dòng)界面張力儀進(jìn)行測(cè)定進(jìn)行。
　　
　?。?）固含量：按照GB/T 2793—1995標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定。
　　
　　2·結(jié)果與討論
　　
　　2.1 PSA乳液表面張力對(duì)涂布性能的影響
　　
　　在其他條件保持不變的前提下，將不同PSA乳液涂布在PE薄膜（表面張力39.0 mN/m）上，則PSA乳液表面張力對(duì)涂布性能的影響如表1所示。
　　
　　由表1可知：PSA乳液對(duì)基材（PE薄膜）的潤濕性隨乳液表面張力增加而變差；當(dāng)PSA乳液的表面張力低于基材時(shí)，其對(duì)基材的潤濕性較好；當(dāng)PSA乳液的表面張力超過基材時(shí)，其對(duì)基材的浸潤性較差，表現(xiàn)為PSA乳液在基材表面形成縮孔，造成基材表面膠層厚度不均勻，從而嚴(yán)重影響了PSA保護(hù)膜的外觀質(zhì)量和粘接性能。
　　
　　2.2乳液表面張力對(duì)保護(hù)膜耐老化性能的影響
　　
　　在其他條件保持不變的前提下，PSA乳液的表面張力對(duì)保護(hù)膜耐老化性能的影響如表2所示。由表2可知：PSA保護(hù)膜的耐高溫高濕老化性能隨PSA乳液表面張力增加而變差；當(dāng)PSA乳液的表面張力低于基材時(shí)，PSA保護(hù)膜的耐高溫高濕老化性能相對(duì)較好；當(dāng)PSA乳液的表面張力高于基材時(shí)，PSA保護(hù)膜的耐高溫高濕老化性能相對(duì)較差（出現(xiàn)掉膠現(xiàn)象）。
　　
　　這是由于PSA乳液表面張力較小時(shí)，其對(duì)基材的潤濕性較好（即PSA與基材間的結(jié)合力較大），故保護(hù)膜剝離后，被保護(hù)材料表面不會(huì)出現(xiàn)殘膠痕跡；反之，當(dāng)PSA乳液表面張力較大時(shí)，其對(duì)基材的潤濕性較差（即PSA與基材間的結(jié)合力較小），同時(shí)PSA乳液易在基材表面形成縮孔（使基材局部膠層過厚），故保護(hù)膜被剝離后，被保護(hù)材料表面易出現(xiàn)殘膠痕跡。
　　
　　2.3 PSA本體表面張力對(duì)基材粘接性能的影響
　　
　　PSA本體表面張力是指PSA乳液經(jīng)烘干后，丙烯酸酯聚合物黏彈體本身的表面張力。PSA與被保護(hù)材料表面的粘接機(jī)制主要以潤濕性為主[1]，因此PSA本體的表面張力對(duì)粘接強(qiáng)度、初粘力等影響較大。在其他條件保持不變的前提下[將不同PSA保護(hù)膜粘貼在不銹鋼板（表面張力30.0 mN/m）上]。
　　
　　在測(cè)試條件范圍內(nèi)，隨著PSA本體表面張力的不斷降低，保護(hù)膜與不銹鋼板之間的剝離強(qiáng)度和初粘力均逐漸增大。這是由于根據(jù)潤濕、黏合功理論，聚合物表面張力越低，PSA對(duì)不銹鋼表面的潤濕越充分、潤濕速率越快，故兩者間的粘接強(qiáng)度（包括剝離強(qiáng)度和初粘力）也就越大。
　　
　　對(duì)同一PSA而言，隨著被保護(hù)材料表面張力的增加，兩者間的剝離強(qiáng)度呈先升后降態(tài)勢(shì)。這是由于PSA對(duì)被保護(hù)材料的表面潤濕性與兩者表面張力有關(guān)，當(dāng)被保護(hù)材料的表面張力大于PSA本體表面張力時(shí)，兩者間的剝離強(qiáng)度相對(duì)較大；當(dāng)被保護(hù)材料的臨界表面張力接近PSA時(shí)，兩者間的剝離強(qiáng)度趨于最大值。
　　
　　當(dāng)PSA本體表面張力較大時(shí)，保護(hù)膜對(duì)被保護(hù)材料的剝離強(qiáng)度增幅也相對(duì)較大（這是由于PSA本體表面張力越大，其潤濕被保護(hù)材料表面并達(dá)到熱力學(xué)上的平衡需要一定時(shí)間[1]，即潤濕程度隨放置時(shí)間延長而增大，故兩者間的界面黏合力逐漸上升，相應(yīng)的剝離強(qiáng)度增幅也就越來越大）；當(dāng)PSA本體表面張力較小時(shí)，PSA對(duì)被保護(hù)材料的潤濕速率較快，兩者間的剝離強(qiáng)度很快達(dá)到平衡，故剝離強(qiáng)度增幅隨放置時(shí)間延長而趨于穩(wěn)定。
　　
　　2.4不同因素對(duì)PSA乳液及本體表面張力的影響

　　乳化劑在顯著降低乳液表面張力的同時(shí)使體系產(chǎn)生大量氣泡[3]，從而影響了PSA乳液的涂布及后序操作。為滿足PSA乳液的涂布工藝要求，需加入適量的消泡劑。在其他條件保持不變的前提下，隨著消泡劑含量的不斷增加，PSA乳液的表面張力降低，但PSA的潤濕性和耐高溫高濕老化性能變差。
　　
　　這是由于消泡劑雖能降低PSA乳液的表面張力，但消泡劑與PSA乳液的相容性較差（分散不均勻），故消泡劑含量越多，這些與體系不相容的消泡劑液滴在PSA乳液涂布過程中易形成低表面張力點(diǎn)（即消泡劑與周圍PSA乳液之間會(huì)產(chǎn)生表面張力梯度）；另外，表面張力較高的濕膜因不能潤濕這些張力點(diǎn)而造成縮孔，故PSA的耐高溫高濕老化性能變差。
　　
　　3·結(jié)語
　　
　?。?）PSA乳液的表面張力對(duì)涂布操作性能影響較大。PSA乳液表面張力大于基材時(shí)，其對(duì)基材的潤濕性較差，PSA保護(hù)膜的表面質(zhì)量和耐高溫高濕老化性能變差。
　　
　?。?）PSA本體表面張力對(duì)保護(hù)膜與被保護(hù)材料之間的粘接強(qiáng)度、初粘力等影響較大。當(dāng)PSA本體表面張力接近于被保護(hù)材料時(shí)，保護(hù)膜與被保護(hù)材料之間的粘接強(qiáng)度相對(duì)最大。影響PSA本體表面張力的主要因素是各種共聚單體。
　　
　?。?）PSA乳液中固含量、乳化劑含量、消泡劑含量和共聚單體等都是影響PSA乳液表面張力的主要因素，也是影響PSA保護(hù)膜最終性能的重要因素。

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