摘要：以丙烯腈为单体与SIS在混合溶剂中接枝共聚，制成接枝改性的SIS胶粘剂，探讨了聚合工艺条件及配方对胶粘剂性能的影响。合适的工艺条件为：反应温度75~80℃，反应时间3．5~4．0h，引发剂用量为0．8％~1．0％之间，州用量为SIS的25％。  
 
    关键词：SIS；胶粘剂；接枝共聚；丙烯腈   

    前  言   

    SIS即聚苯乙烯—聚异戊二烯—聚苯乙烯三嵌段共聚物，是一种很重要的热塑性弹性体，主要用于热熔胶和压敏胶的原料，还可用于涂料、塑料改性、沥青改性等。SIS在室温下具有硫化橡胶的性质，在高温下又呈现可塑性，具有溶解性好、粘结力大、拉伸强度高的特性。此外，它具有熔融粘度小、溶液粘度小、高弹性、模量小、易加工、余料可重复利用等特点，故其应用范围和需求量日益增大。但SIS的极性小，耐油性和耐溶剂性较差，使其应用范围受到了很大的限制。为改善其性能，可在其主链上引入极性基团，由于在其制备的阴离子聚合工艺中不可能引入极性基团，故对其化学改性引入极性基团便成为一种可行的办法。由于SIS中不饱和键的存在，可选择合适单体对SIS进行接枝改性。人们对于SBS的接枝改性进行了大量研究，而对于SIS的接枝改性尚未见报道，本文拟对SIS的接枝改性工艺条件及配比进行探讨，以求制得性能优异的改性SIS胶粘剂。

    1  实验部分

    1．1  原材料：  
 
    SIS：工业品，岳阳石化总厂生产；过氧化苯甲酰(BPO)：分析纯，天津东方化工厂；甲苯，乙酸乙酯，丙烯腈均为化学纯试剂。

    1．2  主要设备   

    JJ—1型定时电动搅拌器：江苏省正坛市正基有限公司；电热恒温水浴锅：北京泰克有限公司；全自动电光分析天平：湘仪天平仪器厂；WSM-20K数字式试验机：长春智能实验机研究所；电热恒温干燥箱：山东潍坊医药股份有限公司医疗机械厂；STA409PC型热分析仪，德国Netzsch公司生产；玻璃仪器；乌氏粘度计等。

    1．3  接枝聚合反应   

    在装有电动搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的四颈瓶中加入混合溶剂、定量的SIS，升温搅拌使其完全溶解，升温至合适温度后，加入少量溶有引发剂的混合单体，再边反应边滴加溶有引发剂的混合单体，反应3．5～4．0h后降温出料。

    1．4  性能分析   

    将制得的胶液均匀涂布在25 mm宽的牛皮纸上，在恒温干燥箱中烘去大部分溶剂备用。    初粘性的测试：用自制初粘仪测试，在倾角为30°的斜面上10 cm处，自由放下小钢珠，测其在水平胶带上滚动的距离。   
180°剥离强度：参照GB7126-86标准，用WSM-20K数字式试验机测试；   
剪切强度：参照GB7124-86标准，用WSM-20K数字式试验机测试；   
持粘性：按GB485-84测试；   
粘度：按GB2794-91标准规定测试；   
固含量：按GB2793-91标准规定测试。

    2  结果与讨论

    2．1  聚合温度对接枝共聚反应的影响   

    聚合温度对聚合反应所需时间及胶液的性能有较大的影响。当温度低于75℃时，反应分子能量较小，反应所需时间较长，制得的胶液粘度较低、粘接力也较小，另外，胶液还有较大的丙烯腈单体气味，说明反应不完全、单体接枝率较低；随着聚合温度的升高，胶液的粘接力逐渐增大，当温度高于80℃时，分子能量过大，反应比较迅速，过程中易出现凝胶，使得胶液的粘接力下降。综合考虑各种因素，聚合反应温度控制在75~80℃左右，较为适宜。聚合温度对胶液180°剥离强度的影响见图1。

    2．2  反应时间对聚合产物性能的影响   

    当物系的组成一定，在适宜的温度下进行接枝共聚反应时，反应时间的长短对胶液的性能也有较大的影响，其结果见图2。      

    由图2可见，随着反应的进行，胶液的粘接力不断增大，但当反应进行3．5～4．0h后，胶液的粘接力反而下降。其原因是随着反应的进行，SIS与单体的接枝率不断提高，胶液的粘接性能增强，但若反应时间过长，副反应增加，导致接枝效果变差，故聚合反应时间以3．5～4．0h为宜。
2．3  BPO用量对胶液性能影响   

    在物系组成、反应温度和反应时间一定的情况下，引发剂(BPO)的用量对胶液的粘接性能也有较大影响，结果见图3。   

    由图3可见，随着BPO用量的增加，胶液的粘接力不断增大，但BPO用量超过SIS总量的1．0％时，产物的粘接力反而下降。其原因是随着BPO用量的增加，单体转化率增加，接枝效率增大，但BPO用量过多，诱导分解加剧，产生的低相对分子质量聚丙烯腈增多，另外还有可能氧化了部分单体(产物的颜色加深可说明这一点)，反而使接枝率下降，因而影响粘性能。故BPO用量应控制在0．9％~1．0％之间。

    2．4  丙烯腈用量对胶液性能的影响   

    在引发剂BPO的作用下，丙烯腈与SIS中的双键进行接枝共聚以增大其极性和韧性，丙烯腈的质量分数对胶液的性能有很大的影响，结果列于表1。   

    由表1可见，随着丙烯腈用量的增加，胶液的初粘性、持粘性、180°剥离强度和剪切强度均增加，当其质量分数达25％时胶液粘接性能最好，随后随着丙烯腈用量的继续增大，胶液的各项性能指标又变差，说明丙烯腈在质量分数为25％时的接枝效果最佳，大于25％时接枝效果反而变差，这可由胶液的固含量、粘度变化规律得到证实。

    3．耐热性能分析  
 
    将丙烯腈质量分数为25％时的接枝聚合胶体分别在氧气、惰气氛围内进行差示扫描量热分析，以考察其热稳定性。结果显示，该胶液在惰气氛围中350℃以下时比较稳定，在氧气氛围中320℃以下时较稳定。在300℃以下时，其质量分数略有减小，可能是由于溶剂挥发和小分子物质分解所致。

    4  结  论   
    (1)在BPO引发下丙烯腈能有效地接枝SIS，增加其极性和韧性，改进其与极性表面材料的粘接强度。   

    (2)在以甲苯和乙酸乙酯为溶剂，反应温度76~80℃，反应时间3．5～4．0 h，引发剂用量0．9％~1．0％的条件下，丙烯腈质量分数为25％时接枝效果较好。   

    (3)改性后的SIS粘接剂有较高的热稳定性和粘接强度。（杨性坤  张秀兰  王文彬