Abstract

In this study, a quad acrylic copolymer composed of four monomers namely acrylic acid, methacrylic acid, butyl acrylate, and methyl methacrylate/cloisite30B(C30B) nanocomposites with different loading of nanoclay (0.5–3.0%) is prepared by the in-situ method for heat resistant adhesive application. Different parameters like solid content, solubility, appearance, acid value, and pH values are measured for each nanoclay filled copolymer. For dispersion and thermal characterization of nanocomposite X-ray diffraction (XRD), High-resolution transmission electron microscopy (HRTEM), thermogravimetric analysis (TGA), and differential scanning calorimetry (DSC) are performed. Epoxy resin along with curing agent is added to the acrylic copolymer/C30B nanocomposite to prepare adhesive. The rheological properties for amplitude sweep, frequency sweep, and temperature scan are analyzed. The nanoclay content doesn’t affect the shear-thinning component significantly but improves the complex viscosity and elastic behavior of the adhesives. The crossover point shows good dispersion of C30B up to 2.0% in nanocomposite adhesive. Peel strength is found to be increased with an increase in nanofiller content up to 2.0%. A significant improvement in peel strength is observed when exposed to 150 °C for 45 min. Temperature sweep study by rheology and peel strength results at high temperature suggest that these adhesives can be used in high-temperature resistance adhesive application areas like heat seal packaging and fabric lamination.

摘要

本研究采用原位法制备了一种由丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯30B(C30B)四种单体组成的四元丙烯酸共聚物，不同纳米粘土负载量（0.5-3.0%）用于耐热粘合剂应用。测量每种纳米粘土填充共聚物的不同参数，如固体含量、溶解度、外观、酸值和 pH 值。对于纳米复合材料 X 射线衍射 (XRD) 的分散和热表征，进行了高分辨率透射电子显微镜 (HRTEM)、热重分析 (TGA) 和差示扫描量热法 (DSC)。在丙烯酸​​共聚物/C30B纳米复合材料中加入环氧树脂和固化剂制备粘合剂。振幅扫描、频率扫描的流变特性，和温度扫描进行分析。纳米粘土含量不会显着影响剪切稀化组分，但会改善粘合剂的复数粘度和弹性行为。交叉点表明 C30B 在纳米复合粘合剂中的分散度高达 2.0%。发现剥离强度随着纳米填料含量的增加而增加，最高可达 2.0%。当暴露于 150 °C 45 分钟时，观察到剥离强度显着提高。通过流变学和高温剥离强度结果进行的温度扫描研究表明，这些粘合剂可用于耐高温粘合剂应用领域，如热封包装和织物层压。纳米粘土含量不会显着影响剪切稀化组分，但会改善粘合剂的复数粘度和弹性行为。交叉点表明 C30B 在纳米复合粘合剂中的分散度高达 2.0%。发现剥离强度随着纳米填料含量的增加而增加，最高可达 2.0%。当暴露于 150 °C 45 分钟时，观察到剥离强度显着提高。通过流变学和高温剥离强度结果进行的温度扫描研究表明，这些粘合剂可用于耐高温粘合剂应用领域，如热封包装和织物层压。纳米粘土含量不会显着影响剪切稀化组分，但会改善粘合剂的复数粘度和弹性行为。交叉点表明 C30B 在纳米复合粘合剂中的分散度高达 2.0%。发现剥离强度随着纳米填料含量的增加而增加，最高可达 2.0%。当暴露于 150 °C 45 分钟时，观察到剥离强度显着提高。通过流变学和高温剥离强度结果进行的温度扫描研究表明，这些粘合剂可用于耐高温粘合剂应用领域，如热封包装和织物层压。当暴露于 150 °C 45 分钟时，观察到剥离强度显着提高。通过流变学和高温剥离强度结果进行的温度扫描研究表明，这些粘合剂可用于耐高温粘合剂应用领域，如热封包装和织物层压。当暴露于 150 °C 45 分钟时，观察到剥离强度显着提高。通过流变学和高温剥离强度结果进行的温度扫描研究表明，这些粘合剂可用于耐高温粘合剂应用领域，如热封包装和织物层压。