乙烯–丙烯酸类共聚物是一类具有热塑性和高粘接特性的聚合物,是乙烯与丙烯酸单体,以及后者的酯类共聚而成的一系列聚合物的总称。
主要品种包括乙烯–丙烯酸共聚物(EAA)、乙烯–丙烯酸甲酯共聚物(EMA)、乙烯–丙烯酸乙酯共聚物(EEA)、乙烯–丙烯酸丁酯共聚物(EBA)、乙烯–甲基丙烯酸甲酯共聚物(EMMA)、离子型树脂(由乙烯和丙烯酸或甲基丙烯酸共聚后再与多价金属等进行交联)这六类。BYK-9076【BYK助剂】推荐一支润湿分散剂:BYK-9076
EAA外观
02.EAA的结构
EAA分子式
EAA的分子结构中,沿着乙烯的主链和支链随机分布着羧基,这样的结构使其易与极性物质结合,能提供极优良的粘合性。由于羧基的存在以及氢键的作用,聚合物的结晶化被抑制,主链的线性被破坏,因此提高了EAA的透明性和韧性,降低了熔点和软化点。
此外,由于引入了丙烯酸单体,EAA在高温下可以与金属表面的羟基反应,从而实现对金属的粘接。
03.EAA的特点
EAA不仅具有极佳的热封性、抗撕裂性、粘接性、透明性、韧性,能隔绝空气和水汽,此外,还拥有良好的低温性能、柔软性,优良的耐弯曲开裂及耐环境应力开裂性和更高的热稳定性等。
当MI(熔融指数)相同时,随着AA(丙烯酸)含量的增加,EAA的透明性、韧性、黏结性和耐环境应力开裂性会增加;相反,其刚性、蒸汽透射率、耐化学性会更好。
当AA含量相同时,随着MI的增加,EAA的黏结性、加工性能会更好;相反,其韧性、耐环境应力开裂性会增加。
04.EAA的制备
EAA的反应方程式
目前,工业上普遍采用自由基聚合法由乙烯和冰晶级丙烯酸制取EAA,这种方法可以把丙烯酸单体引入聚烯烃链中,但需要在高温超高压的反应条件下进行,反应条件苛刻,设备费用昂贵。
在反应器型式的选择上可采用高压搅拌釜式或超高压管道式反应器,但由于在连续管式反应器中,反应混合物沿管长变化,通常得到的是非均一的混合物,造成生产产品质量欠佳,因此在实际生产上,埃克森美孚、杜邦、英力士等企业使用的是釜式法工艺进行生产。
此外,配位-插入聚合是目前研究较多的一种共聚方法,在配位催化剂(如以二亚胺为配体的Ni或Pd阳离子型催化剂和以膦磺酸为配体的催化剂)的参与下,乙烯与丙烯酸的反应活化能降低,可以有效降低聚合反应所需的温度、压力,还可以通过改变配位催化剂的结构调控聚合物的结构。
当前,虽有众多学者对催化剂进行了研究,但在催化剂作用下获得的EAA共聚物分子量还不够大,极性单体掺入率有限,达不到现有产品所需的含量要求,尚不足以支持工业化生产。
05.EAA的用途
作为一种具有热塑性和极高黏接性的聚合物,EAA的最佳应用则是体现其上述特点的用途上。
如EAA可作为复合薄膜的粘结中间层,在这个领域可替代EVA材料。作为良好的粘合剂,EAA价格虽高,但它与EVA相比,拥有更好的粘结强度和热稳定性,做出来的产品强度、挺度高,产品的剥离程度较高,能适应的加工条件范围也更宽。
值得一提的是,EAA与金属、玻璃、纸、聚乙烯等材料的粘合力较强,也常用作铝箔与其它橡胶、塑料、金属的粘合剂,而EVA材料对金属的粘合则不敏感。
此外,EAA还可用于制作电缆屏蔽层,也可将其粉末喷涂于管材、钢材、无纺布等材料表面,作为防腐材料使用。