모노머, 유화제, 개시제 배합 조절을 통해 제조된 아크릴 에멀젼의 접착 특성 연구

Abstract

아크릴 에멀젼은 우수한 접착력, 높은 유연성, 내후성 등 우수한 특성 으로 인해 접착제 산업에서 널리 사용된다. 그러나 아크릴 에멀젼의 성능 은 합성에 사용되는 모노머, 유화제, 개시제의 종류와 농도에 따라 영향을 받을 수 있다. 이론적 유리 전이 온도(Tg)는 아크릴 에멀젼의 경도와 접착 특성을 결정하는 중요한 파라미터이다. 이 연구에서는 1L 반응기에서 단량체, 유화제, 개시제의 종류와 농도 를 변경하여 다양한 조성을 가진 아크릴 에멀젼을 합성했다. 차등 주사 열 량계를 사용하여 각 조성물의 유리 전이 온도(Tg)를 측정하고 에멀젼의 박리 강도와 초기 점착력을 측정하여 접착 특성을 평가했다. 이론적 유리 전이 온도(Tg)는 S1부터 S1-9까지 –24.5∼3.6℃ 범위였 으며, 모노머로 사용된 MMA의 농도는 상대적으로 낮았다. 유리 전이 온 도가 낮은 에멀젼은 접착 후 최종 접착력이 낮았다. BA의 농도를 낮추고 MMA의 농도를 높여 이론적 유리 전이 온도를 18.1℃로 높인 결과 접착력 이 증가했다. 또한 메타크릴산을 다른 모노머로 대체하면 접착력이 향상되 었지만 아크릴산을 추가해도 초기 점착력과 박리 강도는 크게 개선되지 않 았다. 개시제를 과황산칼륨에서 과황산암모늄으로 변경하면서 접착 중 늘 어나는 문제가 해결되었다. 모노머, 유화제, 개시제의 종류와 농도를 조정하게 되면 아크릴 에멀젼 배합을 최적화할 수 있고, 접착 특성을 개선할 수 있다. 이론적으로 유리 전이 온도를 높이는 것은 접착력을 향상시키는 효과적인 방법이고, 메타크 릴산을 다른 모노머로 대체하는 것도 접착력을 향상시킬 수 있는 방법 중 에 하나이다. 개시제로 과황산암모늄을 사용하여 접착 중 늘어나는 현상을 방지할 수 있었다. 결론적으로, 본 연구는 향상된 접착 특성을 위한 아크릴 에멀젼 배합 최적화에 대한 자료를 제공하고 있고, 본 연구의 결과는 다양한 접착 용도 를 위한, 더 나은 성능의 아크릴 에멀젼을 개발하는 데 도움이 될 수 있을 것이다.|Acrylic emulsions are widely used in the adhesive industry due to their excellent properties, including good adhesion, high flexibility, and weather resistance. However, the performance of acrylic emulsions can be affected by the type and concentration of monomers, emulsifiers, and initiators used in their synthesis. The theoretical glass transition temperature (Tg) is an important parameter that determines the hardness and adhesive properties of acrylic emulsions. In this study, acrylic emulsions with different compositions were synthesized by varying the type and concentration of monomers, emulsifiers, and initiators in a 1 L reactor. The Tg of each composition was measured using differential scanning calorimetry, and the adhesive properties were evaluated by measuring the peel strength and initial tack of the emulsions. The theoretical glass transition temperature ranged from -24.5 to 3.6℃ for S1 to S1-9, and the concentration of MMA used as a monomer was relatively low. Emulsions with lower glass transition temperatures showed lower final adhesion after bonding. Increasing the theoretical glass transition temperature to 18.1℃ by decreasing the concentration of BA and increasing the concentration of MMA resulted in increased adhesion. Additionally, replacing methacrylic acid with another monomer improved adhesion, while adding acrylic acid did not significantly improve initial tack and peel strength. Changing the initiator from potassium persulfate to ammonium persulfate solved the problem of stretching during adhesion. Optimizing acrylic emulsion formulations by adjusting the type and concentration of monomers, emulsifiers, and initiators can improve adhesion properties. Increasing the theoretical glass transition temperature is an effective way to improve adhesion, and replacing methacrylic acid with other monomers can also improve adhesion. It is recommended to use ammonium persulfate as an initiator to prevent stretching during bonding. In conclusion, this study provides valuable insights into the optimization of acrylic emulsion formulations for improved adhesive properties. These findings can guide the development of new and better performing acrylic emulsions for various adhesive applications.