概述
聚醋酸乙烯酯( Polyvinyl Acetate，PVAc)乳液膠粘劑是以乙酸乙烯酯(VAc)作為反應單體在分散介質中經乳液聚合而製得的，也稱聚乙酸乙烯酯乳液，俗稱白乳膠或白膠，是合成樹脂乳液中產量最大的品種之一。1929年，德國的H．Plauson首先採用乳液聚合法製得聚醋酸乙烯酯乳液，於1937年實現了工業化生產，特別是德國法本( Farben)公司的W. Starck和Frendeberg發明的以聚乙烯醇(PVA)作保護膠體進行乙酸乙烯酯乳液聚合的方法，大大推動了PVAc乳液工業的發展。我國於20世紀50年代開始進行聚醋酸乙烯酯乳液的研究開發工作，至70年代聚醋酸乙烯酯乳液工業得到了快速發展，現在其產量僅次於聚丙烯酸酯乳液膠粘劑，位居水基膠粘劑產量的第二位。
聚醋酸乙烯酯乳液膠粘劑具有許多優點，例如：對多孔材料如木材、紙張、棉布、皮革、陶瓷等有很強的粘接力；能夠室溫固化，乾燥速度快；膠層無色透明，不污染被粘物；對環境無污染，安全無害；單組分，使用方便，清洗容易，貯存期較長，可達1年以上。但是，這類膠粘劑卻存在著耐水性和耐濕性差的缺點，在相對濕度為65 010和96%空氣中的吸濕率分別為1. 3%和3.5%。此外，其耐熱性也有待提高。通過共聚、共混、添加保護膠體等方法，可在一定程度上改善其使用性能，擴大套用範圍。
目前，聚醋酸乙烯酯乳液膠粘劑已用於木材加工、香菸製造、織物粘接、家具、印刷裝訂、紙塑複合、層壓波紋紙箱製造、標籤貼簽、地毯背襯、建築裝潢等領域。
合成原料
聚醋酸乙烯酯乳液膠粘劑的主要合成原料包括單體、分散介質、引發劑、乳化劑、保護膠體、增塑劑、調節劑、填料、消泡劑、凍融穩定劑等。
聚醋酸乙烯酯乳液膠粘劑醋酸乙烯酯是乳液聚合的主要單體，又稱乙酸乙烯酯，簡稱VAc，結構式，相對分子質量86.1，為無色可燃液體，易揮發，對中樞神經系統有傷害作用，同時會刺激黏膜並引起流淚。VAc微溶於水(20℃時在水中的溶解度為2.5g)，易水解，水解產物乙酸會干擾聚合反應。在貯存過程中，VAc容易發生聚合，因此需加入二苯胺、乙酸銅、對苯二酚等阻聚劑。在醋酸乙烯酯工業品中，如含有5～15mg/kg的對苯二酚阻聚劑，則無需預先除去，可直接進行聚合。
分散介質主要是水，無污染，成本低，易於調控溫度。在使用水時，要考慮水中鐵離子、氯離子和硫酸根離子等雜質的影響。
引發劑通常為過硫酸鹽，如過硫酸鉀和過硫酸銨，有時也用過氧化氫。引發劑用量一般為單體質量的0. 1%～1%。過硫酸鉀與過硫酸銨的引發效率非常接近，但由於在室溫下過硫酸鉀在水中的溶解度為2%，而過硫酸銨在水中的溶解度可達20%以上，所以在工業生產中較多地使用過硫酸銨。
在選擇乳化劑時，要考慮其臨界膠束濃度( CMC)、HLB值以及離子類型。常用的有辛基酚聚氧乙烯醚( OP - 10)、烷基硫酸鈉、烷基苯磺酸鈉(0. 01%～5%)、油酸鈉等。
保護膠體的主要作用是在乳膠粒表面形成具有空間位阻效應的水化保護層，防止乳膠粒子凝聚。常用的保護膠體有聚乙烯醇、動物膠、明膠、PVA、甲基纖維素、羧甲基纖維素、阿拉伯膠、聚丙烯酸鈉等。PVAc乳液常採用PVA作為保護膠體，用量為1%～4%。將保護膠體和乳化劑並用，可以控制乳膠粒的粒徑大小及其分布，提高反應穩定性和貯存穩定性。
緩衝劑的作用是調節分散介質的pH值。當pH值較高時，引發劑分解速度快，形成的活性中心多，聚合反應速度快。但隨著過硫酸鹽引發劑的分解，會逐漸釋放出氫離子而使體系pH值降低。但如果pH值太低，不僅會使引發速度明顯減慢，還會降低體系的穩定性。常用的有碳酸鹽、磷酸鹽、醋酸鹽等，用量為單體質量的0. 3%～5.0%。
增塑劑的作用是賦予PVAc乳液膠粘劑在較低溫度下良好的成膜性和粘接力。常用的增塑劑為鄰苯二甲酸烷基酯和芳香族磷酸酯，如鄰苯二甲酸二丁酯( DBP)、鄰苯二甲酸二辛酯( DOP)、磷酸三甲苯酯(TCP)等。當增塑劑的用量為單體質量的10%～25%時，可以明顯提高PVAc的低溫成膜性和粘接力。
調節劑又稱鏈轉移劑，其作用是控制聚合物鏈的分子量。常用的有四氯化碳、硫醇、多硫化物等。
在體系中加入填料，可以降低成本，提高固含量和粘度，降低滲透率，改善填充性能。填料分為有機和無機兩種。有機填料用量一般為5%～10%，無機填料可高至50%。
PVAe乳液不易發霉，但在添加澱粉或纖維素後，一定要加入0．2%～0．3%的防腐劑，如甲醛、苯酚、季銨鹽等。有時還需要加入0．2%～0．3%的矽油或高級醇類作為消泡劑。此外，加人占乳液質量2%～10%的甲醇、乙二醇、甘油等作為凍融穩定劑，可以防止其在低溫下凍結或者消融後穩定性受到破壞。
合成工藝
聚醋酸乙烯乳液膠粘劑可以採用化學法和輻照法製備。
化學法
常用的化學法包括半連續乳液聚合法和間歇乳液聚合法。
①半連續乳液聚合法。在實際工業生產中，聚醋酸乙烯酯乳液膠粘劑最常用的生產工藝是延遲加料工藝(分批加料法)，此工藝能夠較好地控制聚合速度，操作性強，單體轉化率高(>99%)。
具體工藝步驟：首先，在溶解釜2中加入定量聚乙烯醇，將蒸餾水經軟水計量槽計量後放人溶解釜中；向溶解釜的夾套中通入水蒸氣，使釜內溫度升至80～85℃，攪拌溶解4～6h，使PVA完全溶解。
在單體計量槽內投入醋酸乙烯酯，在增塑劑計量槽內投入增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯，在pH調節劑計量槽和引發劑計量槽中分別投入定量的10%碳酸氫鈉溶液和10%過硫酸鉀溶液；接著經由過濾器用隔膜泵將溶解釜中的聚乙烯醇溶液輸送到聚合釜中，並加入定量的OP - 10，開動攪拌使其溶解。由單體計量槽向聚合釜中加入15份醋酸乙烯酯，並由引發劑計量槽加入占總量40%的過硫酸鉀溶液，在攪拌下乳化30 min。向聚合釜夾套通入蒸氣，將釜內物料升溫至60～65℃，此時聚合反應開始，因為是放熱反應，釜內溫度會自動升高，可達80～83℃，此時回流冷凝器將有回流出現。待回流減少時，開始通過單體計量槽向聚合釜中滴加醋酸乙烯，並通過引發劑計量槽滴加30%的過硫酸鉀溶液。控制滴加速度使聚合反應溫度保持在78～80℃，大約8 h滴加完畢。單體加完後，加入餘下的過硫酸鉀溶液。全部物料加完後，升溫至90～95℃，保溫30 min。向聚合釜夾套內通冷水冷卻至50℃，通過pH調節劑計量槽和增塑劑計量槽分別加入定量的碳酸氫鈉溶液和鄰苯二甲酸二丁酯，充分攪拌使其混合均勻。由過濾器過濾後，出料於乳液儲槽罐內。
聚醋酸乙烯酯乳液膠粘劑②間歇乳液聚合法。
先將PVA 17—88和蒸餾水加入溶解釜，升溫至80～85℃，攪拌溶解2 h，配成10%的PVA溶液。將PVA水溶液過濾後投入聚合釜，加入OP一10、醋酸乙烯酯(約為總單體量的14%)和質量濃度為10%的過硫酸銨溶液(含過硫酸銨0．28份)。關閉加料孔，開通冷凝水。在30 min內升溫至65℃左右，當視鏡出現液滴時，停止加熱，溫度可自行升至75～80℃。當回流正常時，開始滴加餘下的醋酸乙烯酯，在8～9 h內滴完，期間每小時加入10%的過硫酸銨溶液(含過硫酸銨0．025份)，反應溫度控制在75～80℃之間。加完醋酸乙烯酯後，加入餘下質量分數為10%的過硫酸銨溶液（約含過硫酸銨0. 24份），液料溫度自行升至90～95℃，保溫30 min，結束反應。然後冷卻至50℃下，先後加入10%的碳酸氫鈉溶液和鄰苯二甲酸二丁酯，攪拌混合th，冷卻至40℃，過濾出料。
輻照法
聚醋酸乙烯酯乳液膠粘劑
聚醋酸乙烯酯乳液膠粘劑
聚醋酸乙烯酯乳液膠粘劑輻照法是按照配比將VAc、PVA、OP - 10和水混合，並經高速攪拌製成乳液，然後置於輻射瓶內，充入，排氧30 s後，再置於輻射場內輻照30 min，攪拌使其均勻混合，繼續輻照約3.5 h，則反應完全。輻照法以液滴成核為主，乳膠粒子大且不均勻，為0.5～5μm，熱力學穩定性差，易粘結。但與化學法相比，輻照法製備的乳液膠粘劑的耐水性好，剪下強度高，其原因是由輻照法合成的PVAc相對分子質量較大（約），結晶度較高，而化學法合成的PVAc相對分子質量為。
套用
聚醋酸乙烯酯乳液膠粘劑具有生產工藝簡單、價格低廉、粘接強度高、無等優點，已被廣泛用於木材加工及木製品(裝飾木材、木器加工、人造板等)、家具組裝、包裝與裝潢材料製作、紙品加工、織物粘接、標籤固定、鉛筆生產、汽車內飾、菸草加工、瓷磚貼上等領域，是膠粘劑工業中的大宗產品之一。我國聚醋酸乙烯酯乳液膠粘劑的產量僅次於聚丙烯酸酯乳液膠粘劑，位居水基膠粘劑產量第二位。
