研究了丙烯酸酯PSA（压敏胶）乳液及本体表面张力对保护膜性能的影响，讨论了固含量、乳化剂含量、消泡剂含量和共聚单体等因素对PSA乳液及本体表面张力的影响。结果表明：PSA乳液的表面张力过大时，其对基材的润湿性较差，保护膜的表面质量和耐高温高湿老化性能变差；PSA本体表面张力对保护膜与被保护材料之间的粘接强度、初粘力有一定影响，当PSA本体表面张力与被保护材料相近时，两者间的粘接强度相对最大。
　　
　　保护膜是一种具有表面保护功能的膜状材料，也是压敏胶（PSA）中最重要的产品之一。通常，保护膜是以聚烯烃塑料膜为基材，以橡胶或丙烯酸酯类聚合物为PSA的基体树脂，经涂布机加工制成的。
　　
　　在保护膜的加工和使用过程中PSA的表面张力对保护膜性能的影响主要表现在两个方面：①PSA乳液表面张力的影响。保护膜所用基材通常是表面张力较低的非极性[如聚乙烯（PE）等]塑料薄膜，当PSA乳液表面张力过大时，其对基材表面的润湿性较差，即其易在基材表面形成缩孔，故基材表面局部区域出现缺胶或胶层过厚等现象，导致PSA的粘接性能因施胶均匀性欠佳而变差。②PSA本体表面张力的影响。当PSA本体表面张力过大时，其对基材的润湿性较差，致使PSA与基材间的结合力变差，被保护材料表面易留下残胶痕迹；另外，PSA本体表面张力也是影响其与被保护材料之间粘接强度的主要因素。
　　
　　因此，在PSA的研制过程中应根据需要调整PSA的表面张力，使其满足不同场合的使用要求。
　　
　　1·试验部分
　　
　　1.1试验原料
　　
　　丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、苯乙烯（St）、丙烯酸（AA）、丙烯酸羟丙酯（HPA），工业级，北京东方化工厂；丙烯酸-2-乙基己酯（2-EHA），工业级，上海高桥石化公司；γ-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷（KH-570），工业级，山东万达化工有限公司；氮丙啶，工业级，上海尤恩化工有限公司；乳化剂，自制；过硫酸铵（APS)，工业级，爱建德固赛（上海)有限公司；碳酸氢钠（SCB)，工业级，湖北省双环化工集团公司；氨水，分析纯，广东光华化学厂。
　　
　　1.2试验仪器
　　
　　CZY-G型初粘力测试仪、BLD-200S型电子剥离试验机，济南兰光机电技术发展中心；JYW-200A型全自动界面张力仪，承德普惠检测设备制造有限责任公司；JTH-80P型恒温恒湿试验机，上海简户仪器设备有限公司。
　　
　　1.3试验制备
　　
　　1.3.1预乳化液的制备
　　
　　在预乳化器中加入一定量的去离子水、乳化剂和引发剂（APS），搅拌均匀后加入全部单体混合液，乳化15 min即可。
　　
　　1.3.2保护膜用PSA乳液的合成
　　
　　将一定量的去离子水、乳化剂、引发剂和缓冲剂（SCB）等加入到带有冷凝器、温度计和恒压滴液漏斗的反应器中，边搅拌边升温至80～86℃；然后滴加预乳化液（3 h内滴毕），保温0.5 h；补加少量引发剂（以消除残余单体），再保温2 h；结束反应，冷却至室温，加入适量氨水即可。
　　
　　1.3.3保护膜的制作
　　
　　将PSA乳液和适量交联剂（氮丙啶）充分混合后，均匀涂布在PE薄膜上，制成干胶厚度为8μm的保护膜胶带；室温放置3 d后，测定其相关性能。
　　
　　1.4测试与表征
　　
　　（1）初粘力：按照GB/T 4852—2002（方法A）标准，采用初粘力测试仪进行测定。
　　
　　（2）180°剥离强度：按照GB/T 2792—1998标准进行测定（剥离速率为300 mm/min）。
　　
　　（3）耐高温高湿老化性能：将PSA保护膜贴于铝塑板上，然后将其在65℃、80%RH恒温恒湿试验机中处理72 h；室温静置30 min后快速剥离，检测铝塑板上是否留有残胶痕迹。
　　
　　（4）液体表面张力：按照GB/T 5549—1990标准，采用全自动界面张力仪进行测定进行。
　　
　　（5）固含量：按照GB/T 2793—1995标准测定。
　　
　　2·结果与讨论
　　
　　2.1 PSA乳液表面张力对涂布性能的影响
　　
　　在其他条件保持不变的前提下，将不同PSA乳液涂布在PE薄膜（表面张力39.0 mN/m）上，则PSA乳液表面张力对涂布性能的影响如表1所示。
　　
　　由表1可知：PSA乳液对基材（PE薄膜）的润湿性随乳液表面张力增加而变差；当PSA乳液的表面张力低于基材时，其对基材的润湿性较好；当PSA乳液的表面张力超过基材时，其对基材的浸润性较差，表现为PSA乳液在基材表面形成缩孔，造成基材表面胶层厚度不均匀，从而严重影响了PSA保护膜的外观质量和粘接性能。
　　
　　2.2乳液表面张力对保护膜耐老化性能的影响
　　
　　在其他条件保持不变的前提下，PSA乳液的表面张力对保护膜耐老化性能的影响如表2所示。由表2可知：PSA保护膜的耐高温高湿老化性能随PSA乳液表面张力增加而变差；当PSA乳液的表面张力低于基材时，PSA保护膜的耐高温高湿老化性能相对较好；当PSA乳液的表面张力高于基材时，PSA保护膜的耐高温高湿老化性能相对较差（出现掉胶现象）。
　　
　　这是由于PSA乳液表面张力较小时，其对基材的润湿性较好（即PSA与基材间的结合力较大），故保护膜剥离后，被保护材料表面不会出现残胶痕迹；反之，当PSA乳液表面张力较大时，其对基材的润湿性较差（即PSA与基材间的结合力较小），同时PSA乳液易在基材表面形成缩孔（使基材局部胶层过厚），故保护膜被剥离后，被保护材料表面易出现残胶痕迹。
　　
　　2.3 PSA本体表面张力对基材粘接性能的影响
　　
　　PSA本体表面张力是指PSA乳液经烘干后，丙烯酸酯聚合物黏弹体本身的表面张力。PSA与被保护材料表面的粘接机制主要以润湿性为主[1]，因此PSA本体的表面张力对粘接强度、初粘力等影响较大。在其他条件保持不变的前提下[将不同PSA保护膜粘贴在不锈钢板（表面张力30.0 mN/m）上]。
　　
　　在测试条件范围内，随着PSA本体表面张力的不断降低，保护膜与不锈钢板之间的剥离强度和初粘力均逐渐增大。这是由于根据润湿、黏合功理论，聚合物表面张力越低，PSA对不锈钢表面的润湿越充分、润湿速率越快，故两者间的粘接强度（包括剥离强度和初粘力）也就越大。
　　
　　对同一PSA而言，随着被保护材料表面张力的增加，两者间的剥离强度呈先升后降态势。这是由于PSA对被保护材料的表面润湿性与两者表面张力有关，当被保护材料的表面张力大于PSA本体表面张力时，两者间的剥离强度相对较大；当被保护材料的临界表面张力接近PSA时，两者间的剥离强度趋于最大值。
　　
　　当PSA本体表面张力较大时，保护膜对被保护材料的剥离强度增幅也相对较大（这是由于PSA本体表面张力越大，其润湿被保护材料表面并达到热力学上的平衡需要一定时间[1]，即润湿程度随放置时间延长而增大，故两者间的界面黏合力逐渐上升，相应的剥离强度增幅也就越来越大）；当PSA本体表面张力较小时，PSA对被保护材料的润湿速率较快，两者间的剥离强度很快达到平衡，故剥离强度增幅随放置时间延长而趋于稳定。
　　
　　2.4不同因素对PSA乳液及本体表面张力的影响

　　乳化剂在显著降低乳液表面张力的同时使体系产生大量气泡[3]，从而影响了PSA乳液的涂布及后序操作。为满足PSA乳液的涂布工艺要求，需加入适量的消泡剂。在其他条件保持不变的前提下，随着消泡剂含量的不断增加，PSA乳液的表面张力降低，但PSA的润湿性和耐高温高湿老化性能变差。
　　
　　这是由于消泡剂虽能降低PSA乳液的表面张力，但消泡剂与PSA乳液的相容性较差（分散不均匀），故消泡剂含量越多，这些与体系不相容的消泡剂液滴在PSA乳液涂布过程中易形成低表面张力点（即消泡剂与周围PSA乳液之间会产生表面张力梯度）；另外，表面张力较高的湿膜因不能润湿这些张力点而造成缩孔，故PSA的耐高温高湿老化性能变差。
　　
　　3·结语
　　
　　（1）PSA乳液的表面张力对涂布操作性能影响较大。PSA乳液表面张力大于基材时，其对基材的润湿性较差，PSA保护膜的表面质量和耐高温高湿老化性能变差。
　　
　　（2）PSA本体表面张力对保护膜与被保护材料之间的粘接强度、初粘力等影响较大。当PSA本体表面张力接近于被保护材料时，保护膜与被保护材料之间的粘接强度相对最大。影响PSA本体表面张力的主要因素是各种共聚单体。
　　
　　（3）PSA乳液中固含量、乳化剂含量、消泡剂含量和共聚单体等都是影响PSA乳液表面张力的主要因素，也是影响PSA保护膜最终性能的重要因素。

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