Síntese e caracterização de adesivos acrílicos sensíveis à pressão (PSA) obtidos via copolimerização em emulsão: efeito da concentração do 1,3-butadieno nas propriedades coloidais e de aplicação
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Data
2019-07-01
Autores
Lepkoski, Jessica [UNIFESP]
Orientadores
Oliveira, Mauricio Pinheiro De [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Resumo
The pressure sensitive adhesive (PSA) market is broad and relevant whereas it comprises several sectors of the economy and a variety of industrial applications. Therefore, the present research work aims to understand the effects of 1,3-butadiene (BU) monomer incorporation on colloidal and application properties, replacing the traditional acrylic monomers used in PSA tapes and other adhesive materials of industrial interest. This investigation intends to define the impacts that BU monomer will cause on adhesive and cohesive properties of adhesive tape produced by emulsion polymerization of n-butyl acrylate (BA), 2-ethyl hexyl acrylate (2-EHA), styrene (Sty) and methacrylic acid (MAA) in semi-continuous process. Due the fact that BU is a diene, when the monomer polymerizes, it inserts an instauration into the polymer chain, allowing crosslinking, which support cohesive forces. The latexes were evaluated for solids content, overall conversion, viscosity, pH, coagulum concentration, particle size, zeta potential, stability, volatile organic compound concentration (VOC), surface tension and rheological behavior. Polymer films were analyzed for infrared spectroscopy, gel content, water absorption, glass transition temperature, thermogravimetric analysis and film hardness. Adhesive tapes were produced with biaxially oriented polypropylene (BOPP) as backing and were evaluated for 180° peel adhesion, static shear, loop tack and rolling ball, with and without aging study. Increasing BU caused a decrease in particle size and, consequently, an increase in latexes viscosity. With BU, copolymers increased their gel concentration, their hardness and glass transition temperature. BU caused a significant increase in cohesion, but jeopardized adhesion forces and tack as its concentration increases. The use of 2% BU in the formulation showed a good balance between the adhesive and cohesive tape characteristics. This work was developed with technical support from BASF S.A. in the stage of application and characterization of adhesive tapes.
O mercado de adesivos sensíveis à pressão (PSA, Pressure Sensitive Adhesives) é muito amplo e importante por compreender diversos setores da economia e aplicações industriais. Diante disso, o presente trabalho tem como objetivo entender o efeito da concentração do monômero de 1,3-butadieno (BU), em substituição aos monômeros acrílicos, nas propriedades coloidais e de aplicação de PSAs, para serem utilizados na produção de fitas adesivas e outros materiais adesivos de interesse industrial. Adesivos contendo diferentes proporções em massa de BU (0 a 10%) foram produzidos via copolimerização em emulsão com acrilato de n-butila (BA), acrilato de 2-etil hexila (2-EHA), estireno (Sty) e ácido metacrílico (MAA), e avaliados em relação ao teor de sólidos, conversão global final, viscosidade, pH, concentração de coágulos, diâmetro médio de partícula, potencial zeta, concentração de compostos orgânicos voláteis, estabilidade coloidal, comportamento reológico e tensão superficial. Os copolímeros foram analisados quanto à espectroscopia no infravermelho, concentração de gel, absorção de água, temperatura de transição vítrea (Tg), análise termogravimétrica e dureza. Por fim, fitas adesivas de polipropileno biaxialmente orientado (biaxially oriented polypropylene BOPP) foram produzidas e avaliadas em relação: à adesão com ângulo de 180°, cisalhamento estático, loop tack e rolling ball, antes e após exposição em temperatura. Foram produzidos latexes estáveis para todas as concentrações de BU empregadas. O aumento da concentração de BU resultou no aumento da coesão e na redução da adesão. A viscosidade dos latexes, o diâmetro médio de partícula, o percentual de gel e a Tg foram afetados pelo aumento da concentração de BU no copolímero. Dentre os adesivos produzidos, o adesivo com 2% de BU apresentou os resultados mais promissores para aplicação em fitas, com boas propriedades de adesão e coesão. Este trabalho foi desenvolvido em parceria com a BASF S.A. nas etapas de aplicação e caracterização das fitas adesivas.
O mercado de adesivos sensíveis à pressão (PSA, Pressure Sensitive Adhesives) é muito amplo e importante por compreender diversos setores da economia e aplicações industriais. Diante disso, o presente trabalho tem como objetivo entender o efeito da concentração do monômero de 1,3-butadieno (BU), em substituição aos monômeros acrílicos, nas propriedades coloidais e de aplicação de PSAs, para serem utilizados na produção de fitas adesivas e outros materiais adesivos de interesse industrial. Adesivos contendo diferentes proporções em massa de BU (0 a 10%) foram produzidos via copolimerização em emulsão com acrilato de n-butila (BA), acrilato de 2-etil hexila (2-EHA), estireno (Sty) e ácido metacrílico (MAA), e avaliados em relação ao teor de sólidos, conversão global final, viscosidade, pH, concentração de coágulos, diâmetro médio de partícula, potencial zeta, concentração de compostos orgânicos voláteis, estabilidade coloidal, comportamento reológico e tensão superficial. Os copolímeros foram analisados quanto à espectroscopia no infravermelho, concentração de gel, absorção de água, temperatura de transição vítrea (Tg), análise termogravimétrica e dureza. Por fim, fitas adesivas de polipropileno biaxialmente orientado (biaxially oriented polypropylene BOPP) foram produzidas e avaliadas em relação: à adesão com ângulo de 180°, cisalhamento estático, loop tack e rolling ball, antes e após exposição em temperatura. Foram produzidos latexes estáveis para todas as concentrações de BU empregadas. O aumento da concentração de BU resultou no aumento da coesão e na redução da adesão. A viscosidade dos latexes, o diâmetro médio de partícula, o percentual de gel e a Tg foram afetados pelo aumento da concentração de BU no copolímero. Dentre os adesivos produzidos, o adesivo com 2% de BU apresentou os resultados mais promissores para aplicação em fitas, com boas propriedades de adesão e coesão. Este trabalho foi desenvolvido em parceria com a BASF S.A. nas etapas de aplicação e caracterização das fitas adesivas.