聚酯涂布改性用水性丙烯酸树脂的合成及性能研究

聚酯涂布改性用水性丙烯酸树脂的合成及性能研究

论文摘要

双向拉伸聚酯(BOPET)薄膜是一种综合性能优异的薄膜材料,广泛应用于印刷、包装等领域。但BOPET薄膜表面张力比较低,须进行表面改性。而经电晕处理的聚酯薄膜存在表面退化效应,尤其在湿热条件下,其表面张力剧烈衰减,致使在使用过程出现镀铝层或油墨脱落等问题,无法满足高档包装的要求。如何提高聚酯薄膜的表面能,并能在较长的时间保持稳定,是国内外该行业共同面临的一个难题。本课题正是基于这一目的而提出的,主要研究开发一种可用于聚酯薄膜表面涂覆改性的水性涂布树脂,在保证镀铝层牢度的前提下,提高BOPET膜的抗表面张力退化效应和耐水性能。本文主要针对聚酯薄膜的性能要求,对共聚体系进行研究,发现选用甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸和甲基丙烯酸2-羟乙酯作为共聚单体,由溶液聚合方法所得到的水溶胶综合性能比较优异,将其稀释涂膜后可以得到性能良好的涂层。实验考察各单体用量对涂布胶膜的性能的影响,得到了最佳配比;并对涂布树脂的合成工艺条件进行了研究,确定了最优的工艺参数。重复和放大实验结果表明,该工艺的重复性好且性能稳定。通过白交联改性,获得了表面张力高达56mN·cm-1,附着力为0级、耐水性能好的涂布树脂。DSC和TG表明交联改性树脂具有良好的热稳定性。最后,针对聚酯镀铝膜的使用要求,进行涂布工艺研究,确定了涂布工艺参数。在最佳涂布工艺条件下,涂布处理后的聚酯薄膜具有很好的抗表面张力衰减能力,在90℃的热空气中,其表面张力经过70h后仅降低5mN·cm-1。聚酯涂布镀铝膜在沸水中处理20min,其铝层附着力仍高达1.86N/15mm,表明涂布镀铝膜具有优异的耐蒸煮性能。并对聚酯薄膜表面张力衰减的原因及铝层脱落机理进行了初步分析。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 BOPET薄膜的表面改性
  • 1.2.1 BOPET薄膜表面改性方法概述
  • 1.2.2 BOPET薄膜的表面涂覆改性
  • 1.3 BOPET涂布树脂的性能要求
  • 1.4 国内外丙烯酸树脂的研究进展
  • 1.4.1 丙烯酸树脂的性能
  • 1.4.2 水性丙烯酸树脂的分类
  • 1.4.3 水性丙烯酸树脂的制备方法
  • 1.5 水性丙烯酸树脂的交联改性
  • 1.6 本课题的来源和意义
  • 1.7 本课题的研究内容
  • 第2章 实验材料及实验方案的设计
  • 2.1 实验原料及仪器设备
  • 2.1.1 实验原料
  • 2.1.2 仪器设备
  • 2.1.3 药品的精制
  • 2.2 实验方案的设计
  • 2.2.1 单体的选择及设计
  • 2.2.2 聚合方法的确定
  • 2.3 实验步骤
  • 2.3.1 丙烯酸树脂的制备
  • 2.3.2 聚酯涂布膜的制备
  • 2.4 树脂的性能测试与表征
  • 2.4.1 性能测试
  • 2.4.2 水性树脂结构表征
  • 2.5 涂布膜表面张力的测试
  • 2.6 镀铝膜性能测试
  • 2.6.1 镀铝层牢度的测试
  • 2.6.2 镀铝膜的蒸煮性能
  • 第3章 水溶性丙烯酸树脂的合成及工艺研究
  • 3.1 聚合工艺对产物性能的影响
  • 3.1.1 聚合温度的影响
  • 3.1.2 引发剂的影响
  • 3.1.3 溶剂的影响
  • 3.1.4 链转移剂的影响
  • 3.1.5 加料方式的影响
  • 3.1.6 保温时间的影响
  • 3.1.7 功能单体用量对树脂水溶性的影响
  • 3.2 单体配比对涂布树脂胶膜性能的影响
  • 3.2.1 软硬单体配比的影响
  • 3.2.2 功能单体用量的影响
  • 3.3 中和剂的影响
  • 3.3.1 中和剂类型对树脂水溶性的影响
  • 3.3.2 中和度对树脂水溶性的影响
  • 3.3.3 中和度温度对树脂水溶性的影响
  • 3.4 涂布树脂的交联改性
  • 3.4.1 交联剂类型对涂布树脂性能的影响
  • 3.4.2 NMA不同用量对改性水性丙烯酸树脂性能的影响
  • 3.5 重复及放大实验
  • 3.6 涂布树脂结构表征
  • 3.7 热性能表征
  • 3.8 本章小结
  • 第4章 涂布工艺及涂布膜性能的研究
  • 4.1 前言
  • 4.2 涂布工艺的研究
  • 4.2.1 涂布树脂固含量对胶膜性能的影响
  • 4.2.2 成膜温度对胶膜性能的影响
  • 4.2.3 成膜时间对胶膜性能的影响
  • 4.3 薄膜表面衰减能力的对比研究
  • 4.4 聚酯涂布镀铝膜及其性能研究
  • 4.5 涂布膜铝层附着牢度及脱落机理的分析
  • 4.6 聚酯涂布膜物理性能的测试
  • 4.7 本章小结
  • 第5章 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读硕士研究生学位期间发表或收录论文
  • 相关论文文献

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