1、化工教学化 工 设 计 通 讯Chemical TeachingChemical Engineering Design Communications112 第49卷第4期2023年4月1 概述压敏胶（PSA）是一种在黏接过程中对压力敏感的胶黏剂（如自黏胶带、双面胶带、标签和保护膜等），通过轻微的手指按压，即能与不同种类的基材形成牢固的黏接力1。PSA 同时也是一种同时具有液体和固体特性的黏弹性材料，因为它不仅具有液体的流动性和润湿性，而且具有固体的内聚强度，在工业和生活中有广泛的应用，例如在汽车、电子、军事、医疗等领域等。PSA 种类较多，主要有天然橡胶类、热塑性弹性体类、聚氨酯类、有机硅类以
2、及丙烯酸酯类压敏胶等。随着工业化发展和经济水平的提高，全世界对科技以及产品升级越来越重视，而且投入的资金和人力也越来越多2。本文主要从压敏胶黏剂课程的教学方法探索改进着手，针对目前教学中存在的问题进行改进，同时对现如今的研究技术进行总结和介绍，从而培养学生成为有经验的专业人才。2 压敏胶黏剂课程的教学现状和教学方法探索压敏胶黏剂是高等工科院校高分子材料与工程专业本科生的专业选修课。该课程在化工胶黏剂领域具有重要的指导作用，学生经过专业必修课的学习，为此门课程的教授奠定了基础，此外学生在学习此门课程的过程中能够将专业必修课的理论知识与实际生产实践紧密地联系在一起，这样对于学生的综合培养具有重要的
3、意义，同时也为我国胶黏剂行业培养了专业的技术人员。目前，压敏胶黏剂课程在教学过程中存在一些亟待解决的问题：此门课程大多是在教室中进行，缺乏有效的实践分析和探讨；课程的讲授过于简单，对于某些特种性能压敏胶的介绍也不深入，因此学生的上课积极性和参与度则会极大降低；讲课内容太局限于课本，没有对国内外的最近进展进行穿插介绍。经过前期上课的经验，学生对于现如今市场上现有技术情况充满好奇，因此面对以上情况，压敏胶黏剂摘要：压敏胶黏剂课程结合世界胶黏和涂料工业的发展趋势和最新进展，反映了近年来的最新产品种类和最新应用技术，对今后从事胶黏剂行业的技术人员具有重要参考作用。针对丙烯酸酯类压敏胶耐高温性能差的问题
4、，探究了压敏胶的教学方法，并分析了国内外耐高温丙烯酸酯压敏胶的市场技术和改性方法，例如化学交联法、物理交联法、引入第三耐热单体和多重改性方法等，为压敏胶的教学内容重新进行内容编排。关键词：耐高温性能；丙烯酸酯；压敏胶；教学方法；内容编排中图分类号：G642；文献标志码：B文章编号：10036490（2023）04011203Exploration of Teaching Methods and Arrangement of Teaching Contents in the Course of Pressure Sensitive AdhesiveZhang Xiao-yong，Ding Guo
5、-xin，Cheng Guo-jun，Huang Xin-huaAbstract:Pressure Sensitive Adhesive is a professional elective course for undergraduates majoring in polymer materials and engineering in higher engineering colleges.This course combines the development trend and the latest progress of the world adhesive and coating
6、industry,reflects the latest product categories and application technologies in recent years,and has an important reference role for future technicians engaged in the adhesive industry.Aiming at the problem of poor high temperature resistance of acrylate pressure-sensitive adhesives,this paper explo
7、res the teaching methods of pressure-sensitive adhesives,and analyzes the market technology and modification methods of high-temperature resistant acrylate pressure-sensitive adhesives at home and abroad,such as chemical crosslinking method,physical crosslinking method,introduction of the third heat
8、-resistant monomer and multiple modification method,and rearranges the teaching contents of pressure-sensitive adhesives.Keywords:high temperature resistance;acrylate;pressure sensitive adhesive;teaching method;content arrangement压敏胶黏剂课程的教学方法探索与教学内容编排张晓勇，丁国新，程国君，黄新华（安徽理工大学 材料科学与工程学院，安徽淮南 232001）收稿日期
9、：20230209基金项目：安徽省 2020 年省级高分子化学“双基”教学示范课建设项目“高分子化学项目”（13210413）；安徽省省级教学示范课项目“高分子物理课程”（项目编号：751）；安徽省质量工程项目“高分子材料与工程专业改造提升项目”（2021zygzts015）；安徽省质量工程项目，“材料现代分析测试技术”项目（2017mooc119）；安省级教学示范课建设项目“材料现代分析测试技术”项目（2020SJJXSFK0745）。作者简介：张晓勇（1992），男，山西阳泉人，讲师，主要研究方向为功能高分子材料与柔性智能材料。化工教学化 工 设 计 通 讯Chemical Teachin
10、gChemical Engineering Design Communications 113第49卷第4期2023年4月在讲授过程中可以尽量借鉴国内外的教学改革成果，结合当前国家对于新材料的推广，从教学内容上引入更多的市场技术实践分析。3 压敏胶黏剂课程中耐高温丙烯酸酯压敏胶教学内容编排在压敏胶黏剂课程中有关于耐高温丙烯酸酯压敏胶的相关介绍，可以获知由于传统丙烯酸酯类压敏胶的热稳定性较差，其在高温条件下会变稀并且没有强度，所以大多数传统丙烯酸酯压敏胶不能在高温条件下使用3。压敏胶的耐高温性能（最大使用温度）是指在高温下压敏胶的弹性模量急剧下降，弹性消失，变成近似黏性体，导致失去黏接性能时的温
11、度。一般压敏胶使用温度范围为玻璃化温度和软化点之间4-5。但是对于目前市面上的改进技术并没有太多的最新介绍，因此针对以上问题，在课程中向学生介绍除教材课程内容之外的国内外相关技术的实践分析，会激发学生的学习兴趣和知识面。如何提高丙烯酸酯类压敏胶的耐高温性，国内外研究技术可以细分为如下几种方法。3.1 化学交联改性化学交联改性是提高 PSA 耐高温性能的重要方法，主要通过交联剂的活性点和 PSA 主链上的活性基团发生反应形成6。压敏胶的交联度越大，其耐高温性能就越好，但是使其黏性变小，对压敏胶来说，初黏就会降低。所以在尽量不损失压敏胶黏接力的前提下，提高压敏胶在高温条件下的交联程度是关键。尉晓丽
12、等7通过改进的溶液聚合法，制备了一种耐高温丙烯酸酯压敏胶，通过结果可知：聚合工艺（加料方式、反应温度、反应时间等）对 PSA 的综合性能有显著影响；在改进的聚合工艺条件下，确定了最佳配方：AA 用量在3%，BA 与2-EHA 质量比为2 1，采用异氰酸酯固化剂（GH）固化，当 GH 的加入量为0.8%时，PSA 的黏接性和耐高温性能优异。刘康等8以丙烯酸酯单体为原料、KH-570（-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷）和 GH（水性多异氰酸酯）固化剂为改性剂，制备了一种高性能耐高温 PSA 乳液，并考察了 KH-570掺量、GH 掺量对PSA 各项性能的影响。实验结果表明：随着 KH-570掺量的
13、不断增加，PSA 乳液的粒径和凝胶率不断增大、储存稳定性变差且表面张力不断下降，但 PSA胶膜的表面粗糙度和耐热性不断提高；选择 w（GH）=0.7%、w（KH-570）=0.3%时，PSA 的综合性能最好。3.2 物理交联改性由于化学交联改性的核心是在压敏胶分子链构建新的化学键，因此会使交联度提高，从而导致压敏胶在常温条件下的黏接性下降，因此利用化学交联方法提高压敏胶耐高温性能具有一定的局限性。但是采用物理交联的方法就会避免这种情况，因为物理交联点存在于压敏胶体系中，而且交联点比例相对较少。周明等9利用聚氨酯（PU）和聚丙烯酸酯（PAA）利用互穿聚合物网络（IPN）技术，研制出一种聚氨酯改性
14、丙烯酸酯压敏胶，结果表明：在-NCO 活性基团过量的基础上，随着 PU 组分的增加和 PAA 组分的减少，经过加热或者湿气固化后，压敏胶耐热性能明显提高，当 PU/PAA 为20/80时，耐热性能最好，软化点可达125。3.3 添加耐热单体改性赖婉婷等10选择丙烯酸异辛酯（2-EHA）、丙烯酸丁酯（BA）、甲基丙烯酸甲酯（MMA）、环氧树脂（EP）作为反应单体，另外选择丙烯酰胺（AM）作为内交联单体，在乙酸乙酯/乙醇混合溶剂中合成了一种耐高温丙烯酸酯压敏胶。在体系中加入改性环氧树脂对胶膜的玻璃化温度起到一定的提高作用，由原来的-46.0提高到-42.0。实验结果发现，改性环氧树脂的加入有助于提
15、高胶黏剂的耐高温性能。尹朝辉等11选用 MQ 硅树脂作为改性单体提高丙烯酸酯压敏胶的耐热性，结果表明：通过 MQ 硅树脂的改性可以同时提高丙烯酸酯压敏胶的黏接性能和绝缘性，并且其可在160温度下长时间使用。其中MQ 硅树脂的用量对压敏胶性能的影响较明显，通常MQ 硅树脂用量为0.3%0.5%。3.4 多重改性通过较为单一的方法改性 PSA 不能满足工业、科技和生活的需要，而且一般的改性方法之后会降低PSA 的黏接性，因此针对以上问题，可以通过多重改性的方法来解决此类问题。多重改性方式是指将两种或两种以上的改性体同时对 PSA 改性12，此方法可以将两种改性剂的优点结合在一起，从而避免牺牲黏接性
16、能来提高耐热性能的问题。柳彬彬等13用丙烯酸异辛酯（2-EHA）、丙烯酸羟乙酯（HEA）、醋酸乙烯酯（VAc）和丙烯酸（AA）作为共聚单体，用环氧类（E-5C）和异氰酸酯类（XDI）作为复合交联剂，选择偏苯三酸三辛酯（TOTM）充当增塑剂，最后采用自由基共聚法合成一种溶剂型丙烯酸酯压敏胶；后期通过改性制得柔性印刷电路板（FPC）和耐高温型 PSA 胶带。实验结果表明：当 m（丙烯酸酯共聚溶液）m（E-5C）m（XDI）m（TOTM）=100 15 1.5 3，胶 层 厚 度 为8 m10 m 时，PSA 耐高温性能和综合性能优异。3.5 其他改性美国专利中制备汽车涂装遮蔽用压敏胶黏带主要成分有：在纸基材上浸渍了羧化合成橡胶混合物、隔离基层、含有羧化的 SBR 胶乳、含有可固化的天然橡胶和亚磷酸盐防老剂的丙烯酸酯橡胶为胶黏剂层，制备的压敏胶黏带在180条件下，经过20 min 烘烤后，从金属表面剥离时，没有出现残胶情况。国民淀粉化学有限公司采用丙烯酸异辛酯（2-EHA）、丙烯酸甲酯（MA）、丙烯酸（AA）等单体，化工教学化 工 设 计 通 讯Chemical TeachingChemic
