簡介

2-丙烯酸丁酯均聚物是以丙烯酸丁酯（BA）為核心單體，經(jīng)均聚或共聚形成的丙烯酸酯類聚合物。其分子中酯鍵賦予可調(diào)控降解性，丁基側(cè)鏈帶來優(yōu)異柔韌性，使其能夠應用于透明材料、電子封裝等領(lǐng)域。傳統(tǒng)熱固性樹脂難降解、純BA均聚物存在熱穩(wěn)定性與強度不足的問題，需要接枝共聚以改善物理化學性能。

圖一 2-丙烯酸丁酯均聚物

BA樹脂合成方法

2-丙烯酸丁酯均聚物的合成以自由基聚合為核心，BA 雙鍵在引發(fā)劑作用下加成聚合，形成碳 - 碳主鏈與丁氧基酯基側(cè)鏈。酯基吸電子降低雙鍵電子云密度，利于自由基進攻；純2-丙烯酸丁酯均聚物Tg≈-54℃，常溫呈彈性體，故多通過引入環(huán)氧單體、甲基丙烯酸酯等剛性單體共聚，平衡主鏈剛性與側(cè)鏈柔性，優(yōu)化綜合性能。

BA-E/M共聚工藝

2-丙烯酸丁酯與EMA共聚分兩步：先合成BA-E預聚物，再固化為BA-E/M。2-丙烯酸丁酯均聚物合成需調(diào)控三關(guān)鍵因素，AIBN 用量為單體總質(zhì)量3%-4%，過低聚合不完全、過高加寬分子量分布；反應溫度以 85℃最優(yōu)，低于 80℃延長時間、高于 90℃易爆聚；BA 與 EMA 摩爾比 1:1 時，BA-E/M 樹脂熱穩(wěn)定性與柔韌性平衡，綜合性能最佳。

圖二 2-丙烯酸丁酯均聚物的合成路線

關(guān)鍵性能

熱性能

2-丙烯酸丁酯均聚物熱性能是酯鍵敏感性與丁基側(cè)鏈分解，BA-E/M 初始降解溫度（T_d5）221℃、T_d50 377℃，分兩階段降解（220-300℃丁基側(cè)鏈斷為烯烴，300-400℃主鏈酯鍵斷釋酸酐與 CO?）；降解溫度低于 TBMA 基樹脂，產(chǎn)物易回收；但純 BA 均聚物 T_d5 僅 180℃，共聚后仍低于傳統(tǒng)環(huán)氧樹脂，不適用于 > 250℃環(huán)境。

力學性能

2-丙烯酸丁酯均聚物力學性能由丁基側(cè)鏈柔性主導，拉伸強度約 30MPa、伸長率約 1.2%，調(diào)整單體比例可調(diào)控性能，增BA提伸長率降強度、增EMA提強度降柔韌性；無需增塑劑即可作柔性涂層或可變形封裝材料，避免增塑劑遷移劣化。

光學性能

2-丙烯酸丁酯均聚物在可見光區(qū)具優(yōu)異透明性，在 300-800nm 透光率超 90%，800nm 處達 92% 以上，因分子無共軛雙鍵或芳香環(huán)；固化后無明顯黃變，120℃熱老化 100h 透光率降 < 3%，優(yōu)于含芳香環(huán)環(huán)氧樹脂，涂覆于樹脂鏡片可形成 5-10μm 均勻透明涂層，提升抗劃傷性并緩解沖擊碎裂；在低功率 LED 封裝中，可作改性組分，憑高透明性與低成本提升封裝體柔韌性，避免冷熱循環(huán)開裂。

介電性能

2-丙烯酸丁酯均聚物介電性能與側(cè)鏈結(jié)構(gòu)相關(guān)：10?Hz 下介電常數(shù) 3.3-3.5，低于傳統(tǒng)雙酚 A 環(huán)氧樹脂，因丁基側(cè)鏈空間位阻小、分子偶極易極化；10-10?Hz 范圍內(nèi)介電常數(shù)波動 < 5%、介電損耗 < 0.012，介電穩(wěn)定，作柔性電路板（FPC）絕緣涂層，可隨基板彎折（彎折半徑<5mm）且絕緣電阻> 1012Ω?cm；作小型電子元件灌封膠，報廢后加熱至 300℃即可降解，便于核心部件拆解回收。

應用

可降解包裝涂層

2-丙烯酸丁酯均聚物涂覆于紙質(zhì)包裝形成防水涂層（水接觸角>90°），土壤中微生物降解6個月降解率>60%，規(guī)避傳統(tǒng)塑料涂層污染。涂覆農(nóng)用薄膜可提升抗老化性，紫外線照射3個月拉伸強度保留率>80%，廢棄后可熱降解減農(nóng)業(yè)污染。

柔性膠粘劑

2-丙烯酸丁酯均聚物粘接劑可粘PP塑料與鋁合金，粘接強度 > 5MPa，-40℃至80℃溫度循環(huán)中性能穩(wěn)定；與天然橡膠共混可制醫(yī)用透氣膠帶基材，水蒸氣透過率>500g/(m2?24h)，皮膚相容性好且移除無殘留[1]。

參考文獻

[1]Lu M ,Liu Y ,Liang L , et al.Synthesis and characterization of easily degradable acrylate-epoxy resin with superior dielectric properties and high transmittance[J].Polymer,2020,202(prepublish):DOI:10.1016/j.polymer.2020.122711.