摘要：本文研究了聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯共聚物(PE/EVA)和聚乙烯/乙烯-丙烯酸共聚物(PE/EAA)的共混物以及馬來酸酐(MAH)接枝聚乙烯(MAH-g-PE)與鋁箔的粘結(jié)性能。紅外光譜證實(shí)反應(yīng)產(chǎn)物為接枝產(chǎn)物。并考查了熱復(fù)合工藝條件(溫度、壓力、時(shí)間)對剝離強(qiáng)度的影響。同時(shí)，發(fā)現(xiàn)在MAH-g-PE中加入10%的EVA可明顯提高鋁箔的粘結(jié)性，擴(kuò)大了非極性聚乙烯的應(yīng)用范圍。
關(guān)鍵詞：〖HT5”SS〗EVA；EAA；MAH；熔融接枝；鋁箔
前 言
聚乙烯(PE)是用途廣泛的通用樹脂之一。因其分子極性小，結(jié)晶程度高，成本低、加工方便等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛用于各種塑料制品。但非極性的聚乙烯與其它材料的粘附力低，與極性聚合物的相容性差，使其應(yīng)用范圍的擴(kuò)大受到了限制。利用高聚物與其他單體共混或接枝改性來制備官能化的聚合物，是擴(kuò)大高分子材料用途的一種簡單而行之有效的方法。聚乙烯接枝改性的方法很多，如溶液接枝、熔融接枝、固相接枝、單體直接共聚反應(yīng)、輻射接枝、表面接枝等。目前使用比較廣泛的是擠出熔融接枝，在非極性的PE分子鏈上接枝極性馬來酸酐(MAH-g-PE)，這種極性官能團(tuán)化的PE具有一些一般PE所不具有的性能，特別突出的是與鋁有極好的粘結(jié)性。MAH-g-PE產(chǎn)物可代替進(jìn)口原料乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)和乙烯-甲基丙烯酸共聚物(EMMA)，主要用于通訊電纜的屏蔽層專用樹脂和新近開發(fā)的鋁塑復(fù)合管粘結(jié)層。MAH-g-PE與鋁箔的復(fù)合膜是具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的包裝材料，另外，應(yīng)用鋁材運(yùn)輸保護(hù)的可剝離保護(hù)膜、共混增容、填充增強(qiáng)、改性工程塑料、復(fù)合塑料等方面也有著廣泛的用途。
本文采用聚合物共混和熔融接枝的方法，考察了PE/EVA、PE/EAA共混物和MAH-g-PE與鋁箔的粘結(jié)性能。并考察了熱復(fù)合工藝條件(溫度、壓力、時(shí)間)對復(fù)合膜剝離強(qiáng)度的影響。同時(shí)發(fā)現(xiàn)加入10%的EVA可顯著提高其與鋁箔的粘結(jié)性。并測試了部分性能指標(biāo)如熔體指數(shù)(MI)、密度、熔點(diǎn)和維卡軟化點(diǎn)等，與美國Du Pont牌號為3990的EAA作了比較，技術(shù)指標(biāo)接近。
1實(shí)驗(yàn)部分
1.1主要原料
低密度聚乙烯(LDPE)：熔體指數(shù)26 g/min，廣州乙烯股份公司；乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)：牌號28/250，上?；ぱ芯吭?；乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)：3990，美國Du Pont公司；馬來酸酐(MAH)：北京化學(xué)試劑公司；過氧化二異丙苯(DCP)：上?；瘜W(xué)試劑公司；液體石蠟：成都化學(xué)試劑廠；鋁箔：厚度0.4mm，工業(yè)品。
1.2主要儀器及設(shè)備
TSSJ-20同向旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)，化工部晨光塑料機(jī)械研究所；QLB-D400×400×2平板硫化機(jī)，青島機(jī)床廠；XLL-50拉力試驗(yàn)機(jī)，廣州材料試機(jī)廠；XRZ-400A熔體指數(shù)儀，長春市非金屬試驗(yàn)機(jī)廠；PS40E5ASE注射機(jī)，日精樹脂工業(yè)株式會社；RW77-Ⅲ型熱變形試驗(yàn)儀；美國Mcolet-5xB20付里葉變換紅外光譜儀；DSC-2C差示掃描量熱儀，美國PE公司。
1.3分析及性能測試
1.3.1擠出共混
將PE與EVA和PE與EAA按一定比例混合均勻，在雙螺桿擠出機(jī)中擠出共混，分別得到PE/EVA和PE/EAA共混物。
1.3.2熔融接枝反應(yīng)
將PE、MAH、DCP和分散劑接一定比例混合均勻，在雙螺桿擠出機(jī)中進(jìn)行熔融接枝反應(yīng)。擠出機(jī)第一段至第三段的溫度依次為120℃、135℃、145℃，口模溫度140℃，螺桿轉(zhuǎn)速50 rpm。
1.3.3接枝物的紅外分析
將接枝物加入二甲苯中回流溶解，趁熱倒入過量的丙酮中，未接枝的單體及其均聚物溶解在丙酮之中，接枝聚乙烯則沉淀下來。過濾、真空干燥后將其壓成薄膜作紅外分析。
1.3.4接枝產(chǎn)物與鋁箔的剝離強(qiáng)度測試
首先在預(yù)熱好的模板上放上聚酯膜，放5g MAH-g-PE粒料于該膜上再覆以聚酯膜，合上模板，在170℃的熱壓機(jī)上預(yù)熱3 min，加壓至2MPa保持1 min，取下冷卻，即制得厚度約為0.2 mm的均勻MAH-g-PE薄膜；其次在兩層鋁箔間放上MAH-g-PE薄膜，鋁箔寬25 mm，在熱壓機(jī)上于190℃、2MPa下熱壓復(fù)合；然后按照GB2791-81作T型剝離，測試復(fù)合膜的剝離強(qiáng)度，速度為200 mm/min。
1.3.5其他性能的測試
熔體指數(shù)(MI)按GB3682-83標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；維卡軟化點(diǎn)按GB1633-79標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行；密度按GB1033-70進(jìn)行；熔點(diǎn)采用DSC測試。
2結(jié)果與討論
2.1PE/EVA和PE/EAA共混物與鋁箔的粘結(jié)性
眾所周知，非極性的PE與金屬之間是沒有粘合力的，在PE中加入某些助劑或其他聚合物，采用共混或接枝的方法，將PE官能化，引入羧酸、酸酐、羥基等活性基團(tuán)，可以使PE的極性有所提高，從而獲得極性和非極性界面的共同粘合性。為此，選擇EVA和EAA分別與PE按不同的比例進(jìn)行混合，其EVA與EAA加入量與剝離強(qiáng)度之間的關(guān)系如圖2、圖3所示。
由圖2和圖3可以看出，純PE無粘結(jié)性，加入EVA和EAA后，其剝離強(qiáng)度有所增加。這是因?yàn)镋VA和EAA中分別含有極性基團(tuán)，從而增加了PE/EVA和PE/EAA共混物與鋁箔的粘結(jié)性。
