氯化聚丙烯改性及其在胶粘剂中的应用

氯聚丙烯的特点决定了其特殊的结构，使其具有某些特殊的性能。氯化聚丙烯的熔点随着氯化度的增加而迅速降低，在氯质量分数为30%时熔点最低，在氯含量增加时熔点又急剧上升。氯化聚丙烯的均相和非均相有不同的最低熔点。(2)氯化聚丙烯的相对溶解度随着氯化物含量的增加而增大；在氯化度相同时，均相和非均相CPP比均相CPP更易溶化；在溶化程度相同时，前者的氯化度只有后者的1/3。在溶剂中溶解CPP的温度与CPP的溶解度密切相关，在相同的条件下，异相产物的溶解温度较高。该聚丙烯与古马隆树脂、石油树脂、松脂、酚醛树脂、醇酸树脂、马来酸树脂、煤焦油树脂等大多数树脂具有良好的相容性。

氯化等规的聚丙烯一般不溶于极性溶剂，溶于芳烃、卤代烃、脂肪烃等溶剂中。当氯化度为30%时，氯化聚丙烯具有晶体结构；当氯化度低于30%时，氯化聚丙烯难以溶于溶剂。常温时，胶体易凝胶，高温时，胶体易溶解，随着氯化度的升高，胶体温度下降，与氯化度呈线性反比关系。胶凝温度与溶液浓度也有一些关系，在氯化度相同时，胶凝温度随着溶液浓度的增加而升高。(4)氯化聚丙烯对聚丙烯有很好的粘结作用。非均相氯化聚丙烯结晶度较高，其粘接性大于均相氯化聚丙烯，且随着氯化度的增加，其粘接性减小，溶液浓度增加，溶液粘度增加。氯聚丙烯的结合强度还与结晶度有关，结晶度越高，结合强度越大。氯化的聚丙烯具有抗酸碱腐蚀的特点，而且还具有无毒、耐油、耐热、耐紫外线等性能。用氯化聚丙烯对胶粘剂进行改性，应用氯化聚丙烯可溶于苯、甲苯、四氯化碳等溶剂。在氯化聚丙烯溶液与聚丙烯材料接触时，聚丙烯表面会产生有限的溶胀，此时，由于氯原子的引入，结晶程度降至4%以下；氯原子的引入大大提高了聚丙烯化学反应的活性点，使许多在聚丙烯表面不能发生的反应得以实现。

但是，结晶度的降低导致了熔点的大幅降低，因而力学强度也相应地降低了内聚力。氯化聚丙烯的改性方法是通过在其分子中引入强极性基团来提高其凝聚力，从而提高其力学强度和粘结性能。将CPP与各种含极性基的单体反应，可得到具有不同性能的胶粘剂。对聚甲基硅氧烷接枝CPP的使用如黄世强等人发现，用丙烯酸丁酯、丙烯腈、马来酸酐改性聚丙烯之间及与聚丙烯与其它材料的粘接强度增加，并具有较好的耐水性。

加入一些数量的交联剂，可以显著提高粘接强度，这种粘接剂对许多材料都有粘接性能。通过对CPP的溶液-自由基接枝共聚，在自由基引发剂的作用下，分别合成了CPP的二苯基硅-双甲基丙烯酸酯共聚胶和CPP的聚甲基硅氧烷-丙烯酸丁三元共聚胶。结果表明，该胶粘剂不仅对聚烯烃材料本身具有良好的粘结性能，而且对聚烯烃与金属、橡胶、纤维等其它材料的粘结性能和耐水性也有较好的效果。涂胶前若对聚丙烯进行铬酸氧化，再加热固化，聚丙烯的较大剪切强度为4.7MPa，加入交联剂后的较大剪切强度为5.2MPa。为增强粘合性，提高力学强度，邹丽霞将含强极性基团的聚丙烯腈和耐高温、防潮且具有一些力学强度的苯乙烯基乙氧基硅烷与氯化聚丙烯在溶液和引发剂的作用下进行自由基接枝共聚，制得粘合剂，对单体的比较好的配比进行了优化。这种粘合剂不仅对聚丙烯材料具有良好的粘结性能，而且对钢、铝等材料具有非常理想的粘结效果，是一种单组分溶的粘合剂。

制备工艺简单，制品可室温和加热两种方式固化，使用方便，粘接强度最高可达5.11MPa。随后，邹丽霞等人采用接枝法合成了氯化聚丙烯丙烯睛苯乙烯二乙氧基硅烷三元胶，经铬酸氧化处理后再加热固化，粘接后的聚丙烯剪切强度达到5.13MPa。用聚丙烯粘接时不必对聚丙烯进行表面化学处理。以CPP为接枝主链，以不饱和羧酸或酯为主要接枝单体，丙烯腈为第二个接枝单体，并在多种引发剂存在下进行了接枝共聚，制备了具有良好粘接性能的聚烯烃型胶粘剂。该粘合剂不需要对PP表面进行化学处理，只需简单的表面处理，如打磨，水洗，加热固化，剪切强度可达到5.0MPa。通过对CPP的共聚实验，发现CPP中含有一些量的甲基氢硅氧烷和丙烯酸丁酯，在自由基引发剂的作用下可以得到CPPPMSBA三元共聚物。

实验结果表明，三元共聚物CSB的微相形态呈现“岛屿”结构，CSB胶粘剂对聚丙烯材料和金属铝材的抗剪强度高，耐水性能好，适量交联剂的加入可以明显改善CSB胶的粘接性能。何中为等以甲苯为溶剂，过氧化苯甲酰为引发剂，用马来酸酐和丙烯酸对CPP进行接枝共聚，证明改性共聚物对聚丙烯具有良好的粘接性能。国外一些书刊封面、广告、高级包装等方面都采用石油树脂和乙酸乙酯改性CPP，获得氯化聚丙烯改性粘合剂，用作塑料复合胶，效果很好。该组CPP分别采用单单体、双单体、多单体等接枝改性，同时加入不同性质的改性剂，制得具有良好相容性和流动性的CPP系列改性胶粘剂。此外，经改性的氯化聚丙烯还可用作塑料血袋配件粘合剂、聚丙烯薄膜与铝箔的层压粘合剂、热压膜的粘合剂、复合印刷油墨的粘合剂等，在BOPP薄膜上涂上改性CPP作为内层涂料，再涂上压敏胶涂层，可制成性能优良的压敏胶带子。在胶粘剂行业中，3CPP胶粘剂的市场前景CPP主要用于双向拉伸等规聚丙烯薄膜的粘接，以及双向拉伸等规聚丙烯压敏胶带内涂层。

近几年来，随着印刷、包装材料等行业的发展和产品档次的提高，国内市场对聚丙烯的需求日益增加。当前我国胶粘剂行业对CPP的需求在200吨左右。据预测，今后几年，我国胶粘剂行业对CPP的需求将以每年8%的速度增长，到2005年，需求量将达到250吨左右，市场前景广阔。结语氯化聚丙烯原料易得，生产工艺简单，广泛应用于粘合剂、印刷、油墨、包装材料等行业。现在国内只有10多家企业从事CPP的小规模生产，产品质量有待提高。从原料，质量控制，工艺设备等方面都远不能满足国内的实际生产需要。所以，有必要加强CPP改性技术的研究与生产。