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1．3 聚苯乙烯泡沫改性膠粘劑的進(jìn)展　　膠粘劑在國民經(jīng)濟(jì)各部門中都有重大作用。無論是航天、航空還是建筑、裝璜都離不開膠粘劑。全世界膠粘劑的總產(chǎn)量在七十年代中期已接近500萬噸，近年來大約以每年增長(zhǎng)30萬噸的速渡繼續(xù)增長(zhǎng)。在全部膠粘劑產(chǎn)品中，建筑用膠粘劑約占25％－35％。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，建筑用膠存在很大缺口，用廢PS制備膠粘劑滿足市場(chǎng)對(duì)質(zhì)優(yōu)價(jià)廉膠粘劑的需求，是一舉兩得的事情。我國科研工作者從80年代末起步從事這方面的研究，到九十年代末取得了一些成績(jī)。但研究空間仍很大。因此這是一個(gè)很好的研究方向，也是廢PS再生利用的最佳方向?！　【郾揭蚁┦且环N無定型的線性非極性物質(zhì)，它的分子中含有苯環(huán)，剛性大而柔性小，它在極性物質(zhì)表面上粘接力很弱，用它直接制得的膠粘劑強(qiáng)度不夠而且膠層又硬又脆，因此需要在苯乙烯鏈節(jié)上引入極性和柔性基團(tuán)，以增加柔順性提高粘接強(qiáng)度，這樣才能得到粘結(jié)力和附著力都很好的膠粘劑。利用廢聚苯乙烯泡沫制備膠粘劑的關(guān)鍵技術(shù)是改性劑的選擇。據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[15-35]，有以下幾種改性劑：　　1．鄰苯二甲酸酯改性。胡光軍利用增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯對(duì)聚苯乙烯泡沫塑料進(jìn)行改性，溶劑為丙酮，用氧化鎂做填料，制得的膠粘劑可用于粘接揚(yáng)聲器回路，粘接成本降低約百分之七十；王秀巖將廢聚苯乙烯泡沫塑料粉碎后加入創(chuàng)新一號(hào)溶劑中溶解后加入鄰苯二甲酸二辛酯和香精，可制成不干膠，這種不干膠粘接效果好，可以重復(fù)使用，可用于各種標(biāo)簽，商標(biāo)及紙制品的粘接?！　?．異氰酸酯改性。雷閻盈等研究了異氰酸酯改性PS制膠粘劑：PS溶于甲苯、丙酮和乙酸乙酯混合溶劑中，溶解完全后加入異氰酸酯反應(yīng)一段時(shí)間后，再加入填料氧化鋅可制得固含量約30％的膠粘劑，該膠粘劑粘度為0．5－1 Pa．s，剪切強(qiáng)度為3．4MPa，不均勻剝離強(qiáng)度為1．2 KN／m，該膠可用于木材、紙制品、日用塑料、地毯背襯的粘接?！　?．酚醛樹脂改性。酚醛樹脂分子結(jié)構(gòu)中含有羥基，是聚苯乙烯泡沫塑料的優(yōu)良改性劑。陸友玲等將聚苯乙烯泡沫塑料熔于甲苯、乙酸乙酯、丙酮和三氯甲烷混合溶劑中，充分?jǐn)嚢韬蠹尤敕尤渲M(jìn)行反應(yīng)，制得乳白色PS改性膠粘劑。該膠粘劑的剪切強(qiáng)度為3．47MPa，不均勻剝離強(qiáng)度為14．8KN／m，可用于木材和日用品的粘接。商金明等研究表明，當(dāng)酚醛樹脂與聚苯乙烯泡沫塑料用量相等時(shí)，它的粘接強(qiáng)度接近于酚醛樹脂膠粘劑。為了增加膠粘劑固化以后的韌性和對(duì)被粘物的粘接強(qiáng)度，可添加少量高分子交聯(lián)劑作為改性劑，這樣膠粘劑固化后在被粘接物表面形成一網(wǎng)狀分子層。李鍵等選擇了異氰酸酯和酚醛樹脂兩種含強(qiáng)極性基團(tuán)的改性劑對(duì)廢聚苯乙烯泡沫塑料進(jìn)行改性取得了良好的效果。將廢聚苯乙烯泡沫塑料溶解在甲苯、丙酮、氯仿、乙酸乙酯的混合溶劑中，完全溶解以后分離機(jī)械雜質(zhì)，加入適當(dāng)比例的交聯(lián)劑甲苯二異氰酸酯和酚醛樹脂，然后加填料制得粘稠狀紅色粘合劑，這種粘合劑的剪切強(qiáng)度可達(dá)3．72 MPa，不均勻扯離強(qiáng)度17．10KN／m。該膠粘劑可代替乳白膠用于木材粘接，效果良好，同時(shí)對(duì)塑料以及多孔物質(zhì)也有較好的粘接性能?！　?．松香樹脂改性。曲俊杰等研究了松香樹脂改性廢聚苯乙烯泡沫塑料制備膠粘劑。選用二甲苯為溶劑，所制得的膠粘劑可粘接瓷板、馬賽克和塑料地板等。陳震等研究了松香用量對(duì)PS改性膠粘劑性能的影響，同時(shí)考察了各種溶劑對(duì)PS改性膠粘劑粘接強(qiáng)度的影響。研究結(jié)果表明添加少量松香時(shí)有利于提高粘接強(qiáng)度，但由于松香中菲環(huán)易于解離，隨著松香用量增加，粘接強(qiáng)度反而降低；在所有溶劑中聚苯乙烯與乙酸乙酯混合改性后粘接強(qiáng)度最大?！　?．苯乙烯－丁二烯－苯乙稀(SBS)嵌段共聚物改性。苯乙烯－丁二烯－苯乙烯嵌段共聚物中的苯乙烯嵌段與聚苯乙烯的結(jié)構(gòu)相似，相容性好，因此用SBS嵌段共聚物作PS改性劑，可以提高膠粘劑的剝離強(qiáng)度，降低膠層的硬度和脆性。包其富選擇乙酸乙酯、120號(hào)汽油、甲苯、松節(jié)油為混合溶劑，以SBS嵌段共聚物為改性劑，松香樹脂為增粘劑，制得膠粘劑剪切強(qiáng)度達(dá)4．43 MPa，不均勻剝離強(qiáng)度為1．4KN／m。該膠粘劑可用木材、瓷磚等材料的粘接，既可代替聚醋酸乙烯酯乳白膠用于家具和玩具的粘接，也可替代氯丁膠用于木材的封邊?！　?．馬來酸酐改性。孟躍中等將廢聚苯乙烯泡沫塑料溶于有機(jī)溶劑中，加入引發(fā)劑、順丁烯二酸酐進(jìn)行接枝反應(yīng)，然后與聚乙烯醇的水溶液在乳化裝置內(nèi)乳化，制得PS改性白膠，剪切強(qiáng)度在3．92MPa以上，成本僅為聚醋酸乙烯酯乳液的三分之一，而且生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)周期短?！　?．聚乙烯醇縮醛改性。石生勛采用甲苯、70號(hào)汽油做混合溶劑，將廢聚苯乙烯泡沫塑料溶解以后，加入聚乙烯醇縮醛進(jìn)行改性，得到白色稠狀的膠粘劑，這種粘劑最大特點(diǎn)是使用溫度寬，-40－40℃均可使用，且剪切強(qiáng)度一直保持在8．7 MPa，而市售的白乳膠只能在0－40℃之間保持9．0MPa的強(qiáng)度?！　?．聚乙烯醇改性。陳恩德用二甲苯將聚苯乙烯泡沫塑料完全溶解以后加入聚乙烯醇進(jìn)行改性，可制得醫(yī)用密封膠，這種醫(yī)用密封膠不與福爾馬林發(fā)生反應(yīng)，且耐熱、耐寒、不漏水?！　?．活性單體接枝改性。廢聚苯乙烯與活性單體接枝共聚，可在苯乙烯鏈節(jié)上接枝活性基團(tuán)，從而利用廢聚苯乙烯泡沫塑料制取性能良好的膠粘劑。有專利報(bào)道，100份PS溶于芳烴、氯代烴混合溶劑中成為膠液，加活化劑氯化亞銅，引發(fā)劑過氧化苯甲酸丁酯，升溫到90－120℃，加入20－30份丙烯腈、丙烯醇單體，接枝反應(yīng)2小時(shí)，使聚苯乙烯接枝上極性基團(tuán)從而改變PS的性質(zhì)，然后加入石棉粉或硅酸鈣，形成一種耐水性好、粘接力強(qiáng)的白色稠狀膠粘劑。其耐水性和剪切強(qiáng)度分別是聚醋酸乙烯酯乳白膠的10倍和3倍以上，該P(yáng)S膠粘劑可作為木材、家具和日常生活用膠，也可用于粘接水泥制品、地板、壁紙及各種織物。在聚苯乙烯大分子上接枝丙烯腈、丙烯醇，能明顯提高其粘接性，但加入的單體比例甚高，這樣成本也就較高，而且丙烯腈單體的毒性也非常大，給生產(chǎn)帶來一定的困難。因此很難推廣應(yīng)用。陳開來等研究了羧酸酯單體接技于苯乙烯鏈節(jié)上，成功地制得了建筑內(nèi)裝飾耐水膠粘劑。將廢聚苯乙烯泡沫塑料溶于甲乙兩種有機(jī)溶劑中制成膠液，在引發(fā)劑的作用下，與不飽和單體發(fā)生接枝共聚反應(yīng)，在聚苯乙烯大分子鏈上接枝上極性基團(tuán)，加入增粘樹脂，可制得棕色的膠液，剪切強(qiáng)度在4．4－4．7MPa，且其耐火性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于同類產(chǎn)品，浸水后強(qiáng)度能達(dá)到4．5 MPa，這樣制取的耐水膠可用于墻紙、瓷磚、拼花、地板的粘接。以1：1入摻入水泥中，施工性能較佳，且不影響粘接地板、瓷磚的性能。在上述的這些改性劑中，還沒有用環(huán)氧樹脂做改性劑的報(bào)道，環(huán)氧樹脂常被稱作“萬能膠”，對(duì)各種金屬和大部分非金屬材料都有良好的粘接性能，廣泛用于飛機(jī)、導(dǎo)彈、汽車、建筑、電子電器和木材加工等工業(yè)部門，而且環(huán)氧樹脂膠具有工藝性能好、膠接強(qiáng)度高、收縮率小、耐介質(zhì)性能優(yōu)良、電絕緣性能良好等優(yōu)點(diǎn)[43]。它的分子中也含有極性基團(tuán)，如果能用它來改性PS膠液，應(yīng)該會(huì)得到性能優(yōu)良的改性PS膠。另一方面，環(huán)氧樹脂膠粘劑一般比較脆，因此加一種既能改善PS脆性，又可改善環(huán)氧樹脂脆性的增韌劑，就可解決這一問題。我最后選擇異氰酸酯達(dá)到了滿意的結(jié)果。既提高了粘接強(qiáng)度又縮短了固化時(shí)間，還能節(jié)省溶劑降低成本。此外，我還償試了在乳白膠配方的基礎(chǔ)上，大幅降低配方中單體的用量，用PS代替聚合單體，添加增塑劑，制得性能優(yōu)于乳白膠的木材用膠粘劑。大大降低了市售乳白膠的成本，同時(shí)達(dá)到了廢物利用的目的。（待續(xù)）