交联剂对吸水性能的影响

在常规乳化剂参与的乳液聚合中，乳化剂仅仅
是依靠物理吸附作用稳定在乳胶粒表面或残存在
水相中，由于乳化剂分子在乳液干燥成膜的过程中
会向膜的界面迁移，其分子结构中的亲水基团必然
会在膜的表面形成一些亲水区域，当乳胶膜暴露在
潮湿的环境中或浸入水中时，这些亲水区域就会吸
收大量的水分，使乳胶膜变白(whitening)，造成乳胶
膜的吸水率上升和耐水性能的下降[81。由图4可见，
加入交联剂会降低乳液压敏胶的吸水率。这是由于
随着交联剂用量的增加，大分子链问的交联密度迅
速增加，乳胶膜的致密性得到大幅度提高，降低了水分子向乳胶膜中渗入的几率。实验还发现：加入
交联剂的乳胶膜的吸水率在96 h后达到平衡，而未
加交联剂的乳胶膜的吸水率在96 h后仍会明显增
大。

：随着交联剂用量的增加，压敏胶
的耐高温老化性能和耐湿热老化性能明显提高，但
湿度和被保护材料表面状况对乳液压敏胶的耐老
化性能影响十分明显。交联剂用量为0．3％的乳液
压敏胶通过了在PVC型材上温度为80℃ 、相对
湿度为零的耐高温老化实验，却未能通过温度为
65℃，相对湿度为80％的耐湿热老化实验。我们多
次的实验也发现：将同样的保护胶带贴附在相同的
被保护材料的表面同时进行老化实验，经湿热老化
实验后的保护胶带同经高温老化实验后的保护胶
带相比，其从被保护材料表面剥离的力明显要大，
产生掉胶现象的几率也明显增大。这是因为：乳液
压敏胶中一般都含有较多的乳化剂、润湿剂等亲水
性较强的表面活性剂，当用乳液压敏胶制作的保护
胶带在温度较高、湿度较大的环境中使用或测试
时，水分子会从贴膜的边缘部分和薄膜本身进入到
粘合界面和胶层内部，起到类似增塑剂的作用，甚
至会***胶粘剂中易水解的化学键，使胶粘剂分子
链降解，降低了乳液压敏胶的内聚强度，导致压敏
胶层与被保护材料表面的粘接强度上升。当界面剥
离强度大于胶层的内聚强度时，将导致剥离时的破
坏类型从界面***向内聚***转变，从而产生“粘板”和“掉胶”现象等质量问题。环境湿度越大，这种
影响就越明显。
近年来，乳液压敏胶在保护胶带行业的应用逐
渐普及，但同溶剂型压敏胶保护胶带相比，乳液压敏
胶保护膜在夏季高温高湿季节极易出现“凸卷”的
质量问题，即分切后的保护膜的中心部分向外突出，
造成废品或返工【9】。其实，这一工业生产中出现的质
量问题与保护膜用乳液压敏胶的老化性能对湿度很
敏感有着密切的联系。乳液压敏胶中乳化剂、润湿剂
等亲水性分子的存在一方面使得乳液压敏胶的性能
对水分子比较敏感；另一方面乳化剂、润湿剂等小分
子的存在会严重影响到乳胶粒并聚成膜后的膜的微
观完整性，这与溶剂型压敏胶中在良溶剂中呈完全
舒卷状态的大分子链相互纠缠成膜的膜的微观完整
性是不能相比的。一般情况下，压敏胶的分子量越
大，其内聚强度会更好。国外学者的研究表明：尽管
乳液聚合制得的压敏胶其分子质量远高于溶剂型压
敏胶，其内聚力却难以达到溶剂型压敏胶的水平，甚
至可能有1-2个数量级的差距『***。这说明压敏胶层
的微观完整性对压敏胶的内聚强度有着十分明显的
影响。