2.3　熱熔壓敏膠的質量控制

大部分熱熔壓敏膠制成品的外表看起來都很相似，要用眼睛來區分質量或物性穩定的熱熔壓敏膠產品卻相當不容易。幾乎每一個熱熔壓敏膠配方中所使用的原材料與供貨商出廠時的實際規格都和期望的目標規格有些差距。換句話說，熱熔壓敏膠制造廠所取得的原材料始終存在著批次間的物性差異。譬如：SBC中的苯乙烯塑料相和橡膠相（styrene/rubber）比例、兩嵌段和三嵌段（di-block/tri-block）比例、分子量（Mw）、分子量分布（MWD）、乙烯基（vinyl）旁鏈比例等；增黏劑中同分異構體（isomer）或各餾分（feedstock）的比例和分子量；礦物油中石蠟烴（Cp）和環烷烴（Cn）的比例和分子量。是物質本質或合成方式造成批次間的差異有待合成者去發現與改善。

典型的熱熔壓敏膠是由SBC、增黏劑、礦物油和少量抗氧化劑組成。在選取個別原材料時，除了價格和顏色的考慮外，還要特別注意各成分之間的兼容性。圖2-15為一張常用分子結構溶解度參數的參考坐標圖。熱熔壓敏膠中每一個組分的化學分子鏈結構都會對應著某一個特定的溶解度參數（solubility parameter）。例如SBC中isoprene（I）是8.1，butadiene（B）是8.4，ethylene-butylene（EB）是7.9。當所選取的成分具有相近的溶解度參數時，混合物就會呈現較佳的透明性和膠黏物性，同時也會提供較穩定的經時熱老化性。反之，混合物會出現半透明狀甚至于不透明的外觀。這種不兼容的體系除了會影響膠黏物性外，還會加速經時熱老化。通常，兼容指數差異在0.5之內就可以獲得較兼容或者較透明的混合產品。如果基于某種原因一定要混合相差超過0.5兼容指數的兩個產品，可以考慮加入一介于兩差異較大兼容指數之間的產品（兼容指數與兩者均相差在0.5之內），使兩產品的兼容性增加，透明性及熱安定性也因此可以提高。熱熔壓敏膠通常以SIS為基礎，C5、DCPD（雙環戊二烯）、C5/C9、C9/DCPD及加氫物、萜烯及松香衍生物等增黏劑和礦物油共同組成。

圖2-15　溶解度參數坐標（源于Arizona Chemical Co.）

如前所說，熱熔壓敏膠的生產過程中沒有涉及任何化學反應，僅是不同組分之間的物理性混合。每一個組分的個別質量都會明顯地影響最終熱熔壓敏膠制成品的質量。如果熱熔壓敏膠生產廠能夠明白各供貨商所提供原材料個別批次COA（質量分析報告）中所提供數據的真實意義時，或許會開始對所收到原材料批次間的顯著差異程度感到驚訝。例如，某一牌號的SBC在190℃的MFR（熔體流動速率）代表值是8.0。通常，供貨商所提供某批次經過混合后COA的MFR通常都會介于5.0～11.0的達標范圍內。如果熱熔壓敏膠制造廠恰巧同時收到了MFR分別為5.0和11.0兩個SBC批次，在生產配方比例沒有調整的情況下，所生產出來兩批熱熔壓敏膠成品的熔融黏度或某些膠黏物性（特別是持黏性和SAFT）會呈現巨大的差異而無法達到該特定配方本身的出廠指標（比方說是±15％內）。在高分子混合工藝中，通常我們可接受的物性偏離范圍大約是±15％。這里包括了機械及人為誤差。譬如在170℃的代表性黏度值是10000mPa·s時，可接受的黏度指標范圍是8500mPa·s到11500mPa·s。或許熱熔壓敏膠的制造廠可以不斷地將制成品的物性規格放寬來保護自己，或者隱瞞真相不讓下游廠商知道，而讓所有制成品都能達標而照常出廠。但是，這些產品真的能被市場接受而不出問題嗎？如果不行，熱熔壓敏膠的制造廠能夠向原材料供貨商投訴或索賠嗎？答案是否定的。因為，這些出廠的原材料規格都在設定的指標范圍之內。更何況許多SBC已經在制造線內經過多批次的物理性混合來減小批次間的差異性。所以，想以規格范圍相對較寬的原材料來獲得批次間質量穩定或物性差異小的熱熔壓敏膠產品是一件相當困難的工作。

因此，想要提供質量穩定的熱熔壓敏膠產品，成為下游客戶可以長期依賴的熱熔壓敏膠產品供貨商，除了需要通過嚴格的產品檢驗工作來發現問題外，還要有能力解決原材料供貨商的問題。以下為可保障能生產質量穩定熱熔壓敏膠的兩點建議。

①始終要購買規格指數非常相近的原材料。通常這些原材料會比較昂貴或者取得不易。例如，熱熔壓敏膠的制造廠可以要求SBC供貨商只能提供MFR偏差值小于0.5的批次（前提是混合前的SBC都在指標的范圍內）。如此，制成品批次之間的物性差異就會明顯降低。

②如果原材料供貨商由于合成技術的限制而無法提供指標接近的產品；那么，熱熔壓敏膠的制造廠本身就應具備在不犧牲客戶所要求的重要性能和作業性的前提下，自行做出機動性配方調整的方案。例如，當所收到SBC的MFR值偏高，也就是說分子量低于代表性的規格指標時，配方人員可以權宜的增加少量的SBC，同時減少少量的礦物油，使熔融黏度能回到所設定的出廠熔融黏度目標范圍內。前提是SBC與所使用礦物油需有相似的玻璃化轉變溫度。反之，如果SBC的MFR值低于代表性的規格指標時，配方人員則可以適量減少SBC的用量，同時多加一些礦物油。當然，除了上面的簡單建議方法之外，還可以通過選用不同分子結構的增黏劑或礦物油來搭配調整。重點是，在不損失最終客戶需求的膠黏性能和作業性的前提下，將物性規格調回指標范圍之內。雖然這是一項高技術、高管理含量且相當繁瑣的工作，但是，對于所有想追求質量和物性穩定的熱熔壓敏膠制造廠來說，這種權宜性調整配方的能力是一項不可或缺的技術。簡單地說，每一個批次的熱熔壓敏膠配方都是可改變的，只要終端使用客戶的作業及所需膠黏物性不改變即可。