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PVC薄膜及其胶带中增塑剂迁移的研究下

2021年07月06日 济南机械设备网

PVC薄膜及其胶带中增塑剂迁移的研究(下)

增塑剂在膜中的迁移可看作增塑剂在聚氯乙烯介质中受浓度控制的扩散。这种扩散,属于小分子物质在聚合物大分子链间的扩散,应符合Fick第二扩散定律:δCδt=D·δ2Cδ2x

由于增塑剂浓度C与相应吸光度成正比,用相对吸光度R表示:C∝R δRδt=D·δ2Rδ2x

在迁移初期,相对吸光度与迁移时间的平方根成线性关系,扩散系数可用下式计算:DA=πl4C2C2-C1t2-t12其中:l为膜厚度;C为迁移平衡浓度(表面增塑剂);C2-C1t2-t1为直线斜率也就是DA=πl4R2R2-R1t2-t12=1.00×10-7mm2/min=0.1nm2/min

从图3可见处理后72h(t=65.7),增塑剂的迁移开始偏离直线,迁移速率逐渐减小,在室温下,经过576h(t=185.9),迁移逐渐达到平衡。可见,聚氯乙烯膜中增塑剂迁移是有时间性的。在迁移初期,迁移速率较大,以后随时间延长慢慢减小,到一定时间达到平衡。

3.2 四种胶带的增塑剂迁移特性

为了研究增塑剂迁移对胶带的影响及不同配方胶带的耐迁移性,现选用四种丙烯酸酯树脂以聚氯乙烯为基材的胶带,在60℃下对胶带人为老化,测其全反射红外光谱,并与老化前胶带进行比较。四种胶带的胶粘剂配方及老化前后的性能见附表。表中可见,配方3在老化6d后,增塑剂迁移量(以增塑剂羰基吸光度占总羰基吸光度百分比来表示)为11.8%,继续老化达12d,迁移总量为11.3%,说明配方3老化6d已达到平衡,继续老化没有增塑剂的迁移;但这种平衡受温度控制,温度升高可破坏这种平衡,直到出现新的平衡。如配方4胶带试验前已在室温下放置了180d,增塑剂迁移量达18.4%,在60℃下老化6d后,增塑剂继续迁出2.3%,达到新的平衡时总迁移量为20.7%。从附表可看出,使用催化剂1#比2#的胶层抗增塑剂迁移性更好。用催化剂1#的配方2和3增塑剂迁移量明显比另两个少,主要原因可能是酸性催化剂对邻苯二甲酸酯增塑剂的迁移有促进作用,且酸性物质越多,促进作用越大,使用催化活性较好的催化剂1#时,因用量少,这种促进作用小,因此耐迁移性能就好。老化后四种配方的胶带剥离强度也发生了不同程度的变化,表现在增塑剂迁移到胶层内部及表面。而增塑剂系小分子物质,粘性小,将引起胶带剥离强度的下降;同时,增塑剂分子迁移到胶层交联网络结构中,引起网络结构疏松,交联键易断裂;而老化后引起交联键断裂,就会使胶带剥离强度上升。配方3经老化后剥离强度变化不大,说明老化没能使交联键断裂,其耐增塑剂迁移性较好,同时其耐老化性也较好,即应用树酯2和少量催化剂1#,可使胶带获得较好的剥离强度、抗增塑剂迁移性能和较好的稳定性。

4 结 论

①增塑剂从聚氯乙烯薄膜中的迁移是有时间性的,一般情况下几十天就可以达到平衡,增塑剂在聚氯乙烯中的迁移扩散系数为0.1nm2/min;增塑剂在胶带中的迁移到一定时间也达到平衡,但环境温度升高可破坏这种平衡,直到出现新的平衡。

②酸性催化剂能促进聚氯乙烯胶带增塑剂的迁移。

③聚氯乙烯胶带胶粘剂组分的选择应保证有较好的抗增塑剂迁移性,避免胶层交联键的断裂。

信息来源:中国塑料助剂网

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