共混改性醋酸乙烯—乙烯共聚乳液的研究進展

翟 現(xiàn) 明

(山西省建筑科學研究院,山西 太原 030001)

醋酸乙烯—乙烯共聚乳液是以醋酸乙烯和乙烯為基本原料共聚而成的高分子乳液，英文簡稱為VAE乳液或EVA乳液。由于其具有優(yōu)異的粘接性、永久的柔韌性、較好的耐酸堿性等性能，自從1965年問世以來已廣泛的應用于粘合劑、建筑材料、涂料、造紙、織物處理、煙草、包裝等領域。尤其是因其具有較為低廉的價格，近年來發(fā)展極為迅速，市場需求量持續(xù)以15%～20%的速度增長。預計至2018年，僅我國的VAE乳液的市場需求量有望達到約60萬t。并且，隨著我國環(huán)保力度的加大和快速的經濟發(fā)展，VAE乳液的應用領域將會不斷的擴大，市場需求量也將會快速的增長。

為了改善VAE乳液的性能和擴大其應用范圍，研究人員在提高VAE乳液的耐水性、機械強度、耐熱性、粘接性、固化速度等方面做了大量的積極有益且卓有成效的改性研究工作。這些改性研究主要集中在以下方向：加助劑法、共聚法、復合改性法和共混法。其中，共混法即是將VAE乳液與聚合物溶液或乳液中的一種或多種物理共混形成多元體系的方法。共混法各組分之間的性能可以形成互補，從而獲得了性能較好或具有新性能的新材料，降低成本的同時有可能擴大VAE乳液的應用領域，讓VAE乳液發(fā)揮更大的應用價值。常與VAE乳液共混的聚合物溶液或聚合物乳液如：松香樹脂、酚醛樹脂、脲醛樹脂、萜烯樹脂、聚氨酯乳液、丙烯酸酯乳液、苯丙乳液、乙酸乙烯酯乳液、丁苯乳液等。由于VAE乳液具有和多種乳液良好的混溶性，因此共混法是最簡便和最直接達到共混組分性能互補，獲得新性能的方法。

陳沛智等[1]將氯乙烯—偏氯乙烯共聚物(PVC-VDC)與VAE乳液機械共混改性VAE乳液，制備的改性VAE乳液的拉伸強度和耐水性能得到了很大程度的提高，并考察了其微觀形態(tài)和流變性。

黃海[2]PVAc乳液對VAE乳液進行改性，同時配合增粘樹脂和助劑，合成了適用于粘接非極性塑料材料的膠粘劑。研究表明，增粘樹脂的加入顯著的提高了乳液的粘接強度，同時，酸性金屬鹽交聯(lián)劑的加入在不影響乳液穩(wěn)定性的同時提高了體系的耐水性。

趙奇志[3,4]將苯—丙乳液與經水解處理后的VAE乳液進行物理共混改性，并考察了最佳的共混配比。研究結果顯示經部分水解處理的VAE乳液可以明顯提高共混體系的力學性能，同時共混乳液膠膜的耐水性也得到了較大的改善。

李維盈等[5]使用聚丙烯酸脂乳液對VAE乳液進行了改性研究，研究表明，將VAE乳液的pH值調節(jié)至7才能得到部分相容的穩(wěn)定乳液。所得改性VAE乳液涂膜的拉伸強度和斷裂伸長率均得到了明顯提高。

李維盈等[6]將聚氨酯乳液和VAE乳液進行共混，考察了乳液的相容性、穩(wěn)定性和涂膜性能等因素。同時考察了共混乳液的穩(wěn)定性與pH值之間的依賴關系和涂膜耐水性最佳時的混合比例。

何秀珍等[7]將PVAc、增粘樹脂、交聯(lián)劑與VAE乳液進行物理共混，研究了共混乳液與聚烯烴的界面行為。結果表明，膠粘劑與被粘材料間的極性差別與界面張力成正比，界面張力對粘接強度影響很大。適量增粘樹脂的加入提高共混乳液粘度的同時可提高粘接強度。

黃瑩等[9]使用轉相乳化法合成了松香樹脂改性VAE乳液，考察了松香、PVA增稠劑及乳化劑對乳液的影響。所得膠黏劑乳液具有較高的粘接強度，較穩(wěn)定的貯存性，并形成了提高施工性能的觸變性結構。

吳仁濤等[10]分別考察了松香樹脂溶液、萜烯樹脂溶液、丙烯酸酯類共聚乳液對VAE乳液穩(wěn)定性、黏度和剝離強度的影響，結果表明丙烯酸酯類共聚乳液對VAE乳液的各項性能的提升明顯，所制備的9801水性復膜膠具有良好的涂布性和蓋粉能力。

張剛[11]使用松香乳液、改性納米碳酸鈣、苯丙乳液對VAE乳液進行共混改性，研究了各組分的最佳配比，得到了相比目前市售膠黏劑更高粘接強度的膠黏劑，同時考察了改性納米碳酸鈣對共混乳液干燥速度的影響。

孫曉云等[12]將VAE乳液與聚乙烯醇、松香樹脂、萜烯樹脂、鄰苯二甲酸二丁酯、甲苯共混，所得膠黏劑的粘接強度、柔韌性和力學性能較好。研究表明，共混組分的質量分數(shù)對共混乳液的粘接強度影響較大，并考察了剝離強度的最佳配比。

曾廣勝等[13]用純丙乳液、醋丙乳液、硅丙乳液、苯丙乳液與VAE乳液共混對VAE乳液進行改性制備膠黏劑。結果表明，經丙烯酸酯乳液改性的VAE乳液在粘接性能和剝離強度等性能上都得到了較大的提高。其中，使用醋丙乳液改性VAE乳液所得膠黏劑的綜合性能最好，特別是高溫粘接性提升最為明顯。

隨著我國環(huán)境保護法規(guī)的確立和日益強化，VAE乳液的發(fā)展面臨較大的機遇和挑戰(zhàn)。我國作為VAE乳液的生產和消費大國，進一步研究和開發(fā)新型高性能VAE乳液對于我國的經濟發(fā)展和環(huán)境保護具有積極意義。但是，目前國內廠家已商品化的VAE乳液存在較多的不足之處，如：固含量較低、粘接強度較小、耐水性較差、耐熱性不佳等，特別是VAE乳液所得涂膜的物理性能上的不足較大的制約了其在某些領域的應用。因此，提高VAE乳液涂膜的物理性能、耐水性、粘接強度等方面的研究已成為VAE乳液的改性研究熱點和方向。

參考文獻:

[1] 陳沛智，趙奇志，李小琴，等.VAE/PVC-VDC共混乳液的研究[J].高分子材料科學與工程，1997,13(3)：79-83.

[2] 黃 海.難粘塑料瓶用標簽膠的研制[J].粘接，1998,19(5)：14-16.

[3] 趙奇志.乙烯醋酸乙烯共聚物(EVA)乳液水解及其改性研究[D].武漢：湖北大學,1999.

[4] 趙奇志，陳艷軍.水解VAE/苯丙乳液共混體系研究[J].2000，21(5)：9-12.

[5] 李維盈，凌愛蓮，桑鴻勛.PA乳液對VAE乳液的共混改性研究[J].中國膠粘劑，2002,11(5)：6-9.

[6] 李維盈，凌愛蓮，桑鴻勛.PU乳液對VAE乳液共混改性的研究[J].化學與粘合，2002(2)：49-52.

[7] 何秀珍，宋志英，張勝文.PVAC/VAE共混乳液與聚烯烴界面行為的研究[J].粘接，2000,21(2)：13-16.

[8] 霍東霞，樊榮榮，劉 揚，等.VAE/PVAC高固含量低粘度復合乳膠粘合劑[J].粘接，2001,22(5)：4-6.

[9] 黃 瑩，程 江，文秀芳.用轉相乳化法制備VAE膠粘劑[J].化學建材，2004(2)：41-42.

[10] 吳仁濤，張海霞.VAE型水性紙塑復膜的應用研究[J].化學與粘合，2005,27(2)：81-84.

[11] 張 剛.乳液共混法水性功能樹脂的制備及性能研究[D].福州：福建師范大學，2009.

[12] 孫曉云，王璐璐，王吉林，等.共混改性VAE乳液性質分析及其膠黏劑性質研究[J].精細石油化工，2014,31(5)：56-60.

[13] 曾廣勝，鐘 衡，陳 一，等.丙烯酸酯改性EVA乳液膠黏劑的黏結性能研究[J].包裝學報，2017(9)：59-65.

[14] Lorcnz,Randolp J.Enhancing the performance of Ultra High-Solids VAE emulsions[J].Adhesives Age,1997,40(11):42-46.

[15] Huang Z M,Zhang Y Z,Kotaki M.A review on polymer nanofibers by electrospinning and their applications in nanocomposites[J].Composites Science and Technology,2003(63):2223-2253.

[16] Rabasco John Joseph，Daniels Christian Leonard，Horwat David William.Semicrystalline Ethylene-Vinyl Acetate Emulsion Polymer for Heat Seal Application[P].JP:2004269881.