董 薇(吉林化工学院化工与材料工程学院,吉林吉林132022)作者简介:董 薇(1972-),女,吉林省吉林市人,吉林化工学院讲师,硕士,主要从事高分子理论、高分子聚合及高分子粘结剂合成及应用方面的研究.
摘要:采用自制的酸类化合物对聚乙烯醇进行改性,获得了高粘度、耐低温、耐贮存且不含游离醛的高性能瓶贴用胶粘剂.
关键词:聚乙烯醇;粘度;改性胶粘剂
聚乙烯醇(PVA)作为一种无毒、无腐蚀性的水溶性高分子在很多领域都得到了广泛应用,尤其在胶粘剂行业.但由于PVA本身的粘度、耐水性、稳定性较差,从而需要对其进行适当的改性.目前,PVA缩甲醛和PVA缩丁醛是用途广泛的两类改性胶粘剂.但该产品在毒性、粘度、耐低温、耐贮存等方面尚不能满足应用要求.本文以自制的酸类化合物(AF)对PVA进行改性,探讨了AF的用量、反应温度、反应时间对胶粘剂性能的影响.在此基础上,提出了最佳的工艺条件,生产出高性能的PVA改性胶粘剂.该产品目前已投入生产,并应用于东北地区几家啤酒和饮料公司的高档环标生产线.应用结果表明该产品具有粘度大、耐低温 贮存、初粘力好、标签经瞬间施压不剥落、不翘曲、干燥速度快以及回收清洗B商标容易等特点.完全能满足机速在3.6万瓶W/h的纸、铝、锡箔等材料商标的粘贴要求.
1 实验部分
1.1 主要原料
聚乙烯醇(PVA):17 88,17 99,工业级;AF:自制;过硫酸铵:化学纯;磷酸氢二钠:化学纯;氨水:工业级.1.2 实验仪器设备电加热套,磁力搅拌器,国产NDJ 7型旋转黏度计.
1.3 实验方法
将一定量的PVA和水加入装有搅拌器、回流冷凝管和温度计的500mL三口烧瓶中,开动搅拌器,用加热套升温至90℃～95℃,使PVA全部溶解后迅速降温,在搅拌下缓慢加入用过硫酸铵水溶液,搅拌均匀后加入AF,反应一段时间后,加入磷酸氢二钠水溶液.10min后加入氨水,调节产品的pH,冷却取样分析合格后出料.
1.4 性能测定
粘度:25℃下用NDJ 7型旋转粘度计测定;pH值:用精密试纸测定;外观,流动性:室温下目测观察;耐低温稳定性:将产品置于恒温冰箱0～5℃内贮存24h,仍具有流动性;贮存期:产品密封后置于室内存放.
2 结果与讨论
2.1 AF用量对产品性能的影响
固定反应温度和反应时间,调整PVA和AF的配比,其结果见表1.
由表3的数据可知,随着反应时间的延长,产品的粘度随之增加,但超过35min,无明显变化,因此适宜的反应时间应控制在30～35min.
2.4 PVA型号对产品性能的影响
由于PVA醇解度不同,目前市场上有多种不同规格和型号的PVA,其中以17 88,17 99两种型号使用居多.本文选用这两种PVA,在其它实验条件相同的情况下(反应温度为65℃,反应时间30min),制得两种胶粘剂,其低温稳定性和贮存期实验结果对比见表4.
由上述实验结果可以看出,PVA醇解度的高低可以直接影响胶粘剂的稳定性.高醇解度的PVA改性胶粘剂的粘度随存放时间的增加而增大,最终出相凝胶现象;而低醇解度的PVA改性胶粘剂的粘度增加的却非常缓慢,相对稳定性较好.本文认为这主要是由于随着醇解度的降低,分子中—OCOCH3的数目增多,从而削弱了氢键的缔合,因此凝胶现象减弱.
3 结 论
用AF改性PVA胶粘剂,其较佳的合成条件为,PVA与AF质量比为0.18,反应温度为60℃～65℃,反应时间为30～35min,选用PVA的型号为17 88型.制得的改性胶粘剂具有高粘度、无毒性及优良的耐低温稳定性和贮存性等特点,产品适用于纸制品、纸标签、纸塑、铝、锡箔等材料商标的粘贴要求.
参考文献:
[1] 杜拴丽,张春燕.改性聚乙烯醇/淀粉无醛胶粘剂的研究[J].中国胶粘剂,2004,(1):11-14.
[2] 谭正德,胡金平,李俊芝.改性聚乙烯醇缩丁醛的研制[J].粘接,2004,(3):28-30.
[3] 张国堂.国外聚乙烯醇分析报告[J].上海化工,2004,(7):51-54.
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