０　引　言
       聚乙烯（ＰＥ）板材憑借其良好的機(jī)械性能、化學(xué)穩(wěn)定性、耐大多數(shù)酸堿腐蝕的性能以及優(yōu)異的電絕緣性，在機(jī)械、化工、包裝等工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用［１－２］。當(dāng)聚乙烯材料用于電纜護(hù)套擠制時(shí)，將與金屬外導(dǎo)體直接接觸，如果聚乙烯護(hù)套未能和金屬外導(dǎo)體很好黏結(jié)，則在使用中因金屬材料和聚乙烯不同的線膨脹系數(shù)，會出現(xiàn)聚乙烯護(hù)套收縮現(xiàn)象。因此，許多特殊使用場合，例如要求電纜具有防滲水、防潮等性能時(shí)，對聚乙烯護(hù)套和金屬外導(dǎo)體之間的黏結(jié)強(qiáng)度提出了一定的要求。聚乙烯是非極性材料，并且常溫下難溶于一般的溶劑，這使得聚乙烯材料較難獲得令人滿意的黏結(jié)效果［３］。為了實(shí)現(xiàn)聚乙烯材料的高強(qiáng)度黏結(jié)，我們開發(fā)了新型膠黏劑體系和工藝。
      １·ＳＢＳ膠黏劑
      目前，大多采用環(huán)氧樹脂、橡膠、硅樹脂等膠黏劑體系對聚乙烯材料進(jìn)行黏結(jié)［４］，但黏結(jié)強(qiáng)度都較低。苯乙烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物（ＳＢＳ）為非極性樹脂，與聚乙烯界面相容性較好，同時(shí)ＳＢＳ本身含有雙鍵，可與聚乙烯中缺少雙鍵的活性點(diǎn)發(fā)生化學(xué)交聯(lián)，獲得較好的黏結(jié)效果。在日?；ぁ⑹覂?nèi)裝修等行業(yè)，已對ＳＢＳ膠黏劑有了較多的研究和應(yīng)用［５］：梁紅文等人以ＳＢＳ為主要原料，并配以石油樹脂，制得了ＳＢＳ裝潢用膠黏劑，其剪切強(qiáng)度可達(dá)０．１１ＭＰａ左右［６］；日立化成公司開發(fā)的９６１０和９６１１低黏度型ＳＢＳ膠黏劑，適于高速涂布生產(chǎn)線，可用于紙尿布的生產(chǎn)［７］。同時(shí)，對于ＳＢＳ改性后膠黏劑的研究和應(yīng)用也有很多，談曉宏等人研究了磺化ＳＢＳ膠黏劑，在加入增黏樹脂后，其剝離強(qiáng)度最高可達(dá)到０．４ｋＮ／ｍ［８］；邸明偉等人制備了環(huán)氧化ＳＢＳ，輔以增黏樹脂制備的膠黏劑，黏結(jié)聚丙烯的最大剝離強(qiáng)度為０．０３２ｋＮ／ｍ［９］；Ｈ．Ｍ．Ｗｉｌｈｅｌｍ 和殷錦捷等人以馬來酸酐接枝ＳＢＳ制備的膠黏劑，其中后者制備的膠黏劑黏結(jié)強(qiáng)度最高可達(dá)到０．４６ＭＰａ［１０－１１］。以上ＳＢＳ膠黏劑均為室溫固化，溶劑的揮發(fā)、膠黏劑的固化都不充分，因此材料黏結(jié)后的剪切強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度都不高。
      ２·高溫固化ＳＢＳ膠黏劑
      為了提高ＳＢＳ膠黏劑的黏結(jié)強(qiáng)度，我們以ＳＢＳ為主要材料，通過加入固化劑、增黏樹脂、填料等制得高溫固化ＳＢＳ膠黏劑，經(jīng)過高溫固化獲得了高黏結(jié)強(qiáng)度的ＳＢＳ膠黏劑。研制高溫固化ＳＢＳ膠黏劑時(shí)的原料為：燕山石油化工有限公司生產(chǎn)的工業(yè)級４４０２ＳＢＳ，分析純二甲苯、環(huán)己烷、無水乙醇，國藥集團(tuán)化學(xué)試劑北京有限公司重結(jié)晶精制的化學(xué)純過氧化二異丙苯（ＤＣＰ），廣西梧州日成林產(chǎn)化工有限公司生產(chǎn)的工業(yè)級松香甘油酯，河北金都金屬科技有限公司生產(chǎn)的工業(yè)級Ｎ３３０炭黑。在制備高溫固化ＳＢＳ膠黏劑時(shí)：先將ＳＢＳ溶于二甲苯和環(huán)己烷的混合溶劑中，攪拌均勻，直至ＳＢＳ完全溶解；再加入松香甘油酯，攪拌使松香甘油酯完全溶解；然后再向其中加入適量的炭黑作為填料，攪拌，并采用超聲波使其分散均勻。
      ３·松香甘油酯含量對黏結(jié)性能的影響
      由于松香甘油酯與ＳＢＳ中的聚苯乙烯鏈段的相容性較高，可提高膠黏劑的黏結(jié)強(qiáng)度，并且部分松香甘油酯會在ＤＣＰ的作用下與ＳＢＳ發(fā)生交聯(lián)，進(jìn)一步提高了膠黏劑的黏結(jié)強(qiáng)度，因此我們對松香甘油酯的含量對高溫固化ＳＢＳ膠黏劑黏結(jié)性能的影響進(jìn)行了深入研究。我們配制了１０份相同的ＳＢＳ溶液（ＳＢＳ完全溶解于二甲苯和環(huán)己烷的混合溶劑中），并分別在其中加入不同份量的松香甘油酯，制備了不同松香甘油酯含量的高溫固化ＳＢＳ膠黏劑。為了對比不同松香甘油酯含量的高溫固化ＳＢＳ膠黏劑的黏結(jié)性能，我們對其進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)。
      高溫固化ＳＢＳ膠黏劑的黏結(jié)強(qiáng)度試驗(yàn)的試樣是采用電纜用高密度聚乙烯（ＨＤＰＥ）料制成的片材作為黏結(jié)基體材料，將上述不同松香甘油酯含量的高溫固化ＳＢＳ 膠黏劑涂覆于試樣的黏結(jié)部位，ＨＤＰＥ片材的尺寸為１５ｃｍ（長）×２ｃｍ（寬）×０．２ｃｍ（厚）；并在通風(fēng)櫥中放置１０ｍｉｎ，使溶劑自然揮發(fā)，試樣在１３０℃固化１０ｍｉｎ，然后放置４８ｈ。
      ３．１　對剪切強(qiáng)度的影響
      拉伸剪切強(qiáng)度測試是按照標(biāo)準(zhǔn)ＧＢ／Ｔ　７１２４—２００８規(guī)定的方法進(jìn)行，試驗(yàn)時(shí)采用深圳瑞格爾儀器有限公司的ＲＧ－３０００Ａ型微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)對已固化連接好的聚乙烯板材試樣進(jìn)行拉伸剪切強(qiáng)度測試，拉伸速度為１００ｍｍ／ｍｉｎ。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，ＳＢＳ膠黏劑黏結(jié)聚乙烯板材時(shí)，剪切強(qiáng)度一般為０．５～０．７ ＭＰａ。當(dāng)我們在ＳＢＳ膠黏劑中加入ＤＣＰ交聯(lián)劑后成為高溫固化ＳＢＳ膠黏劑，黏結(jié)聚乙烯板材時(shí)，剪切強(qiáng)度達(dá)到１．６ＭＰａ以上。這是因?yàn)椋模茫薪宦?lián)了ＳＢＳ中的雙鍵，使其形成了空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，剪切強(qiáng)度也隨之增高。圖１示出了不同松香甘油酯含量的高溫固化ＳＢＳ膠黏劑黏結(jié)聚乙烯板的剪切強(qiáng)度。從圖中可以看出，隨著松香甘油酯含量的增加，黏結(jié)的聚乙烯板的剪切強(qiáng)度增加，可達(dá)２．０ＭＰａ以上，但當(dāng)松香甘油酯含量超過４０份，膠黏劑的剪切強(qiáng)度不再增加，最后趨于恒定。我們分析這是因?yàn)樗上愀视王ナ歉哕浕c(diǎn)的增黏樹脂，增加松香甘油酯含量可以增強(qiáng)膠黏劑的剪切強(qiáng)度；并且在加熱固化階段，部分松香甘油酯還會與ＳＢＳ發(fā)生交聯(lián)，從而進(jìn)一步提高膠黏劑的強(qiáng)度；但是恒定的固化溫度和時(shí)間下發(fā)生的化學(xué)交聯(lián)程度是一定的，因而再進(jìn)一步增加松香甘油酯含量也不能提高膠黏劑的剪切強(qiáng)度了。此外，由于剪切強(qiáng)度測試是在膠黏劑固化后放置２天才進(jìn)行的，這段時(shí)間使ＳＢＳ膠黏劑中苯乙烯嵌段獲得了類似橡膠類彈性體的“回彈”，逐漸地回到原來的物理交聯(lián)點(diǎn)位置，使剪切強(qiáng)度獲得可靠的平行測試結(jié)果。
    
      ３．２　對剝離強(qiáng)度的影響
      Ｔ型剝離強(qiáng)度測試是按照標(biāo)準(zhǔn)ＧＢ／Ｔ?。玻罚梗?mdash;１９９５規(guī)定的方法進(jìn)行，試驗(yàn)時(shí)采用深圳瑞格爾儀器有限公司的ＲＧ－３０００Ａ型微機(jī)控制電子萬能試驗(yàn)機(jī)對已固化連接好的聚乙烯板材試樣進(jìn)行Ｔ型剝離強(qiáng)度測試，拉伸速度為１００ｍｍ／ｍｉｎ。圖２示出了不同松香甘油酯含量的高溫固化ＳＢＳ膠黏劑黏結(jié)聚乙烯板４８ｈ后的Ｔ型剝離強(qiáng)度。從圖中可以看出，隨著松香甘油酯含量的增加，黏結(jié)的聚乙烯板的Ｔ型剝離強(qiáng)度變化不大，如進(jìn)一步增加松香甘油酯含量，Ｔ型剝離強(qiáng)度反而呈現(xiàn)略微下降的趨勢。這表明松香甘油酯的加入對提高高溫固化ＳＢＳ膠黏劑自身的強(qiáng)度比較明顯，而對提高膠黏劑與基材界面的黏結(jié)作用并不明顯。
    
      ３．３　對紅外光譜的影響
      圖３示出了采用美國力高尼６７０型紅外光譜儀測定的ＳＢＳ、ＳＢＳ＋ＤＣＰ以及ＳＢＳ＋ＤＣＰ＋松香甘油酯三種膠黏劑固化后的紅外光譜。紅外光譜中３?。埃保埃悖恚碧幍奈辗迨潜江h(huán)Ｃ― Ｈ 伸縮振動峰；３　００５ｃｍ－１處的吸收峰是丁二烯Ｃ― Ｈ 鍵的伸縮振動峰；２?。梗玻玻悖恚碧幍奈辗迨秋柡停猫D Ｈ 鍵的伸縮振動峰；１　７３２ｃｍ－１處的吸收峰是松香甘油酯中Ｃ＝Ｏ 伸縮振動峰；１　６４１ｃｍ－１ 處的吸收峰是Ｃ＝Ｃ雙鍵的伸縮振動峰；１?。矗担玻悖恚碧幍奈辗迨秋柡停猫D Ｈ 鍵的變形振動吸收峰；１　２３５ｃｍ－１處的吸收峰是松香甘油酯結(jié)構(gòu)中乙烯基醚＝Ｃ― Ｏ 的伸縮振動峰；９６６ｃｍ－１處的吸收峰是反式二取代乙烯Ｃ― Ｈ 鍵的變形振動吸收峰；９１１ｃｍ－１處的吸收峰是亞乙烯基Ｃ― Ｈ 的變形振動吸收峰；７６０ｃｍ－１和７００ｃｍ－１處的吸收峰是苯環(huán)上Ｃ― Ｈ 的變形振動吸收峰。從圖３中可以看出，經(jīng)過ＤＣＰ固化的ＳＢＳ膠黏劑在３　００５ｃｍ－１處的吸收強(qiáng)度大大減弱，同樣加入松香甘油酯后的ＳＢＳ膠黏劑經(jīng)過ＤＣＰ固化也呈現(xiàn)出同樣的變化；而且ＳＢＳ膠黏劑和加入松香甘油酯后的ＳＢＳ膠黏劑在經(jīng)過ＤＣＰ 固化后，１?。叮矗保悖恚碧幍模茫剑秒p鍵的伸縮振動峰也變得很微弱；同時(shí)兩者在９６６ｃｍ－１處和９１１ｃｍ－１處的吸收峰也比未經(jīng)ＤＣＰ固化的ＳＢＳ有所減弱。我們分析這是因?yàn)椋模茫写蜷_了ＳＢＳ的Ｃ＝Ｃ雙鍵，發(fā)生交聯(lián)固化，使ＳＢＳ中的雙鍵減少。從圖３還可以看出，加入松香甘油酯的ＳＢＳ 經(jīng)ＤＣＰ 固化后，在１?。玻常担悖恚背霈F(xiàn)一處吸收峰，為乙烯基醚的伸縮振動峰，可能是松香甘油酯中雙鍵上的Ｈ 在ＤＣＰ的作用下被取代，并通過醚鍵與其它鏈段發(fā)生交聯(lián)；由于松香甘油酯含有大量酯基以及少量羧基，因此加入松香甘油酯的ＳＢＳ經(jīng)ＤＣＰ固化后紅外光譜中含有Ｃ＝Ｏ伸縮振動峰［１２］。
    
      ３．４　對斷面形貌的影響
      圖４示出了采用日本佳能公司ＩＸＵＳ－１２５ＨＳ數(shù)碼相機(jī)觀察的不同松香甘油酯含量高溫固化ＳＢＳ膠黏劑涂覆試樣的拉伸斷裂后黏結(jié)部位表面形貌的光學(xué)顯微鏡照片。從圖中可以看出，不含松香甘油酯ＳＢＳ膠黏劑涂覆試樣在拉伸剪切破壞后，因ＳＢＳ膠黏劑剪切強(qiáng)度較低，表現(xiàn)為膠黏劑與聚乙烯基體發(fā)生大面積剝離，黏結(jié)界面破壞；隨著ＳＢＳ膠黏劑中松香甘油酯含量的增加，在松香甘油酯的增黏及交聯(lián)固化的雙重作用下，ＳＢＳ膠黏劑的剪切強(qiáng)度相應(yīng)提高，涂覆試樣在拉伸剪切破壞后，主要表現(xiàn)為混合破壞，即發(fā)生黏結(jié)界面破壞和膠黏劑本身破壞（即內(nèi)聚破壞）。
    
      ４·結(jié)　論
      ＳＢＳ中含有大量雙鍵，向其中加入ＤＣＰ作為固化劑，使其形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，提高黏結(jié)劑的強(qiáng)度。向膠黏劑中加入增黏的松香甘油酯后，在加熱固化的過程中，部分松香甘油酯會與ＳＢＳ發(fā)生交聯(lián)，進(jìn)一步提高膠黏劑的強(qiáng)度。松香甘油酯的用量為４０份時(shí)，剪切強(qiáng)度達(dá)到最大值，而隨著松香甘油酯的進(jìn)一步增加，其剝離強(qiáng)度略有下降。進(jìn)一步完善配方和工藝，熱固化ＳＢＳ膠黏劑有望用于聚乙烯電纜料的修補(bǔ)以及防水卷材的黏結(jié)，并具有較好的工業(yè)前景。