０　引　言
       聚乙烯（ＰＥ）板材憑借其良好的機械性能、化學穩定性、耐大多數酸堿腐蝕的性能以及優異的電絕緣性，在機械、化工、包裝等工業領域有著廣泛的應用［１－２］。當聚乙烯材料用于電纜護套擠制時，將與金屬外導體直接接觸，如果聚乙烯護套未能和金屬外導體很好黏結，則在使用中因金屬材料和聚乙烯不同的線膨脹系數，會出現聚乙烯護套收縮現象。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，對聚乙烯護套和金屬外導體之間的黏結強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效果［３］。為了實現聚乙烯材料的高強度黏結，我們開發了新型膠黏劑體系和工藝。
      １·ＳＢＳ膠黏劑
      目前，大多采用環氧樹脂、橡膠、硅樹脂等膠黏劑體系對聚乙烯材料進行黏結［４］，但黏結強度都較低。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ＳＢＳ本身含有雙鍵，可與聚乙烯中缺少雙鍵的活性點發生化學交聯，獲得較好的黏結效果。在日常化工、室內裝修等行業，已對ＳＢＳ膠黏劑有了較多的研究和應用［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，其剪切強度可達０．１１ＭＰａ左右［６］；日立化成公司開發的９６１０和９６１１低黏度型ＳＢＳ膠黏劑，適于高速涂布生產線，可用于紙尿布的生產［７］。同時，對于ＳＢＳ改性后膠黏劑的研究和應用也有很多，談曉宏等人研究了磺化ＳＢＳ膠黏劑，在加入增黏樹脂后，其剝離強度最高可達到０．４ｋＮ／ｍ［８］；邸明偉等人制備了環氧化ＳＢＳ，輔以增黏樹脂制備的膠黏劑，黏結聚丙烯的最大剝離強度為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強度最高可達到０．４６ＭＰａ［１０－１１］。以上ＳＢＳ膠黏劑均為室溫固化，溶劑的揮發、膠黏劑的固化都不充分，因此材料黏結后的剪切強度和剝離強度都不高。
      ２·高溫固化ＳＢＳ膠黏劑
      為了提高ＳＢＳ膠黏劑的黏結強度，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，經過高溫固化獲得了高黏結強度的ＳＢＳ膠黏劑。研制高溫固化ＳＢＳ膠黏劑時的原料為：燕山石油化工有限公司生產的工業級４４０２ＳＢＳ，分析純二甲苯、環己烷、無水乙醇，國藥集團化學試劑北京有限公司重結晶精制的化學純過氧化二異丙苯（ＤＣＰ），廣西梧州日成林產化工有限公司生產的工業級松香甘油酯，河北金都金屬科技有限公司生產的工業級Ｎ３３０炭黑。在制備高溫固化ＳＢＳ膠黏劑時：先將ＳＢＳ溶于二甲苯和環己烷的混合溶劑中，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強度，并且部分松香甘油酯會在ＤＣＰ的作用下與ＳＢＳ發生交聯，進一步提高了膠黏劑的黏結強度，因此我們對松香甘油酯的含量對高溫固化ＳＢＳ膠黏劑黏結性能的影響進行了深入研究。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膠黏劑的黏結性能，我們對其進行了一系列的試驗。
      高溫固化ＳＢＳ膠黏劑的黏結強度試驗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部位，ＨＤＰＥ片材的尺寸為１５ｃｍ（長）×２ｃｍ（寬）×０．２ｃｍ（厚）；并在通風櫥中放置１０ｍｉｎ，使溶劑自然揮發，試樣在１３０℃固化１０ｍｉｎ，然后放置４８ｈ。
      ３．１　對剪切強度的影響
      拉伸剪切強度測試是按照標準ＧＢ／Ｔ　７１２４—２００８規定的方法進行，試驗時采用深圳瑞格爾儀器有限公司的ＲＧ－３０００Ａ型微機控制電子萬能試驗機對已固化連接好的聚乙烯板材試樣進行拉伸剪切強度測試，拉伸速度為１００ｍｍ／ｍｉｎ。根據相關文獻報導，ＳＢＳ膠黏劑黏結聚乙烯板材時，剪切強度一般為０．５～０．７ ＭＰａ。當我們在ＳＢＳ膠黏劑中加入ＤＣＰ交聯劑后成為高溫固化ＳＢＳ膠黏劑，黏結聚乙烯板材時，剪切強度達到１．６ＭＰａ以上。這是因為ＤＣＰ交聯了ＳＢＳ中的雙鍵，使其形成了空間網狀結構，剪切強度也隨之增高。圖１示出了不同松香甘油酯含量的高溫固化ＳＢＳ膠黏劑黏結聚乙烯板的剪切強度。從圖中可以看出，隨著松香甘油酯含量的增加，黏結的聚乙烯板的剪切強度增加，可達２．０ＭＰａ以上，但當松香甘油酯含量超過４０份，膠黏劑的剪切強度不再增加，最后趨于恒定。我們分析這是因為松香甘油酯是高軟化點的增黏樹脂，增加松香甘油酯含量可以增強膠黏劑的剪切強度；并且在加熱固化階段，部分松香甘油酯還會與ＳＢＳ發生交聯，從而進一步提高膠黏劑的強度；但是恒定的固化溫度和時間下發生的化學交聯程度是一定的，因而再進一步增加松香甘油酯含量也不能提高膠黏劑的剪切強度了。此外，由于剪切強度測試是在膠黏劑固化后放置２天才進行的，這段時間使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點位置，使剪切強度獲得可靠的平行測試結果。
    
      ３．２　對剝離強度的影響
      Ｔ型剝離強度測試是按照標準ＧＢ／Ｔ　２７９１—１９９５規定的方法進行，試驗時采用深圳瑞格爾儀器有限公司的ＲＧ－３０００Ａ型微機控制電子萬能試驗機對已固化連接好的聚乙烯板材試樣進行Ｔ型剝離強度測試，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膠黏劑黏結聚乙烯板４８ｈ后的Ｔ型剝離強度。從圖中可以看出，隨著松香甘油酯含量的增加，黏結的聚乙烯板的Ｔ型剝離強度變化不大，如進一步增加松香甘油酯含量，Ｔ型剝離強度反而呈現略微下降的趨勢。這表明松香甘油酯的加入對提高高溫固化ＳＢＳ膠黏劑自身的強度比較明顯，而對提高膠黏劑與基材界面的黏結作用并不明顯。
    
      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　０１０ｃｍ－１處的吸收峰是苯環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　９２２ｃｍ－１處的吸收峰是飽和Ｃ― 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　４５２ｃｍ－１處的吸收峰是飽和Ｃ― 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構中乙烯基醚＝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處的吸收峰是苯環上Ｃ― Ｈ 的變形振動吸收峰。從圖３中可以看出，經過ＤＣＰ固化的ＳＢＳ膠黏劑在３　００５ｃｍ－１處的吸收強度大大減弱，同樣加入松香甘油酯后的ＳＢＳ膠黏劑經過ＤＣＰ固化也呈現出同樣的變化；而且ＳＢＳ膠黏劑和加入松香甘油酯后的ＳＢＳ膠黏劑在經過ＤＣＰ 固化后，１　６４１ｃｍ－１處的Ｃ＝Ｃ雙鍵的伸縮振動峰也變得很微弱；同時兩者在９６６ｃｍ－１處和９１１ｃｍ－１處的吸收峰也比未經ＤＣＰ固化的ＳＢＳ有所減弱。我們分析這是因為ＤＣＰ打開了ＳＢＳ的Ｃ＝Ｃ雙鍵，發生交聯固化，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ＤＣＰ 固化后，在１　２３５ｃｍ－１出現一處吸收峰，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生交聯；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數碼相機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部位表面形貌的光學顯微鏡照片。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膠黏劑剪切強度較低，表現為膠黏劑與聚乙烯基體發生大面積剝離，黏結界面破壞；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固化的雙重作用下，ＳＢＳ膠黏劑的剪切強度相應提高，涂覆試樣在拉伸剪切破壞后，主要表現為混合破壞，即發生黏結界面破壞和膠黏劑本身破壞（即內聚破壞）。
    
      ４·結　論
      ＳＢＳ中含有大量雙鍵，向其中加入ＤＣＰ作為固化劑，使其形成三維網狀結構，提高黏結劑的強度。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發生交聯，進一步提高膠黏劑的強度。松香甘油酯的用量為４０份時，剪切強度達到最大值，而隨著松香甘油酯的進一步增加，其剝離強度略有下降。進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以及防水卷材的黏結，并具有較好的工業前景。