第045篇｜共聚物
第045篇｜共聚物
Copolymer
⸻
一句話定義
共聚物（Copolymer）是由兩種或兩種以上不同單體（Monomer）共同參與聚合反應所形成的高分子，其目的在於整合不同單體優勢，獲得單一均聚物（Homopolymer）難以達成的綜合性能。
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為什麼重要
現代接著劑工程。
本質上就是高分子設計工程。
而高分子設計最重要的方法之一。
便是共聚。
原因十分簡單。
單一單體形成的高分子。
往往只能提供部分性能。
例如：
高硬度材料。
可能缺乏柔韌性。
高柔韌材料。
可能缺乏耐熱性。
高極性材料。
可能耐水性不足。
因此工程師開始將不同單體組合。
利用聚合反應形成新高分子。
此即：
Copolymer。
幾乎所有高性能接著劑系統。
皆建立於共聚技術之上。
例如：
• EVA
• Acrylic PSA
• SBS
• SIS
• TPU
• 特殊PU
• 功能性乳液
皆屬於共聚設計成果。
因此Copolymer可視為高分子工程最重要的材料設計工具之一。
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基本原理
當兩種以上單體共同參與聚合反應時。
形成的新高分子稱為：
Copolymer。
例如：
A單體
• ●
B單體
↓
Copolymer
⸻
若三種單體參與。
則形成：
Terpolymer
（三元共聚物）。
⸻
若更多單體共同參與。
則稱為：
Multicomponent Copolymer。
⸻
共聚的核心目的。
在於整合不同單體特性。
建立性能平衡。
⸻
為什麼需要共聚？
單體通常具有不同特性。
例如：
MMA
高Tg
高硬度
高耐候性
⸻
BA
低Tg
高柔韌性
⸻
AA
高極性
高附著力
⸻
若單獨使用：
MMA聚合物可能過硬。
BA聚合物可能過軟。
AA聚合物可能吸水性過高。
⸻
透過共聚設計。
可同時獲得：
• 強度
• 柔韌性
• 接著力
等綜合性能。
⸻
共聚物主要類型
Random Copolymer
隨機共聚物。
不同單體隨機分布。
⸻
示意：
A-B-A-A-B-B-A
⸻
最常見工業形式。
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Alternating Copolymer
交替共聚物。
⸻
示意：
A-B-A-B-A-B
⸻
排列較規則。
⸻
Block Copolymer
嵌段共聚物。
⸻
示意：
AAAAA-BBBBB
⸻
典型材料：
• SBS
• SIS
• SEBS
⸻
Graft Copolymer
接枝共聚物。
⸻
主鏈附帶不同組成支鏈。
⸻
典型材料：
• MAH-g-PP
• MAH-g-PE
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共聚物的重要特徵
性能可調整
透過比例控制性能。
⸻
極性可設計
改善界面相容性。
⸻
Tg可設計
調整使用溫度範圍。
⸻
接著性能可優化
改善潤濕與界面形成。
⸻
成本可控制
平衡性能與經濟性。
⸻
重要數據
常見共聚系統
材料 單體組成
EVA Ethylene + Vinyl Acetate
SBS Styrene + Butadiene
SIS Styrene + Isoprene
Acrylic PSA MMA + BA + 2-EHA + AA
ABS Acrylonitrile + Butadiene + Styrene
SAN Styrene + Acrylonitrile
⸻
共聚比例影響示例（EVA）
VA含量 特性
5–10% 接近PE
15–20% 柔韌性增加
20–30% 接著性提升
>30% 極性顯著提高
⸻
共聚物與Tg關係
共聚是調整Tg的重要方法。
例如：
MMA
Tg ≈ 105°C
⸻
BA
Tg ≈ -54°C
⸻
兩者共聚後。
可獲得介於兩者之間的Tg。
⸻
因此：
壓敏膠設計本質上經常是：
Copolymer Design
• ●
Tg Design
⸻
共聚物與接著工程的關係
Copolymer直接影響：
Surface Compatibility
界面相容性。
⸻
Wetting
潤濕能力。
⸻
Adhesion
接著力。
⸻
Cohesion
內聚力。
⸻
Heat Resistance
耐熱性。
⸻
Durability
耐久性。
⸻
例如：
Acrylic PSA。
通常透過：
• Soft Monomer
• Hard Monomer
• Functional Monomer
共同設計。
以平衡：
• 初黏力
• 剝離力
• 持黏力
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EVA典型案例
EVA是最具代表性的共聚物之一。
Ethylene提供：
• 柔韌性
• 加工性
⸻
Vinyl Acetate提供：
• 極性
• 接著性
⸻
因此EVA能夠兼具：
PE加工特性
與
接著劑性能。
⸻
SBS典型案例
SBS屬於Block Copolymer。
⸻
Styrene區域：
提供強度。
⸻
Butadiene區域：
提供彈性。
⸻
形成典型熱塑性彈性體。
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常見應用
Acrylic PSA
感壓膠設計。
⸻
EVA Hot Melt
熱熔膠系統。
⸻
TPU
高性能彈性體。
⸻
SBS/SIS
橡膠型接著劑。
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Waterborne Acrylic
水性壓克力乳液。
⸻
Functional Polymer
特殊功能材料。
⸻
相關名詞
• Monomer
• Polymer
• Homopolymer
• Polymerization
• Tg
• Molecular Weight
• Branching
• Polymer Chain
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FAQ
Q1：共聚物一定比均聚物好嗎？
不一定。
共聚物提供較高設計自由度。
均聚物在部分應用仍具優勢。
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Q2：EVA屬於共聚物嗎？
是。
EVA由Ethylene與Vinyl Acetate共聚而成。
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Q3：壓克力感壓膠為什麼常使用多種單體？
因為需要同時控制Tg、接著力、柔韌性與內聚力。
⸻
APLC觀點
根據亞瑪里高分子於接著工程與界面工程領域之實務經驗，共聚技術是現代接著劑配方開發最重要的工具之一。
實務應用中極少出現完全依賴單一單體設計的高性能接著系統。
原因在於接著工程通常同時要求：
• 初黏力
• 持黏力
• 剝離強度
• 耐熱性
• 耐候性
這些性能往往彼此競爭。
共聚設計能夠透過不同單體組合建立性能平衡。
例如Acrylic PSA常同時導入Soft Monomer、Hard Monomer與Functional Monomer。
EVA則透過調整VA含量改變接著性能。
因此理解Copolymer（共聚物）設計邏輯，往往比記憶產品名稱更有助於材料選型與配方開發。
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延伸閱讀
• Monomer（單體）
• Polymer（高分子）
• Homopolymer（均聚物）
• Polymerization（聚合反應）
• Glass Transition Temperature（玻璃轉移溫度）
• Molecular Weight（分子量）
• Branching（支鏈結構）
• Polymer Chain（高分子鏈）
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參考文獻
1. Odian G., Principles of Polymerization.
2. Flory P.J., Principles of Polymer Chemistry.
3. Young R.J., Introduction to Polymers.
4. Sperling L.H., Introduction to Physical Polymer Science.
5. Polymer.
6. Macromolecules.
7. Progress in Polymer Science.
8. Journal of Applied Polymer Science.
Copolymer
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一句話定義
共聚物（Copolymer）是由兩種或兩種以上不同單體（Monomer）共同參與聚合反應所形成的高分子，其目的在於整合不同單體優勢，獲得單一均聚物（Homopolymer）難以達成的綜合性能。
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為什麼重要
現代接著劑工程。
本質上就是高分子設計工程。
而高分子設計最重要的方法之一。
便是共聚。
原因十分簡單。
單一單體形成的高分子。
往往只能提供部分性能。
例如：
高硬度材料。
可能缺乏柔韌性。
高柔韌材料。
可能缺乏耐熱性。
高極性材料。
可能耐水性不足。
因此工程師開始將不同單體組合。
利用聚合反應形成新高分子。
此即：
Copolymer。
幾乎所有高性能接著劑系統。
皆建立於共聚技術之上。
例如：
• EVA
• Acrylic PSA
• SBS
• SIS
• TPU
• 特殊PU
• 功能性乳液
皆屬於共聚設計成果。
因此Copolymer可視為高分子工程最重要的材料設計工具之一。
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基本原理
當兩種以上單體共同參與聚合反應時。
形成的新高分子稱為：
Copolymer。
例如：
A單體
• ●
B單體
↓
Copolymer
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若三種單體參與。
則形成：
Terpolymer
（三元共聚物）。
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若更多單體共同參與。
則稱為：
Multicomponent Copolymer。
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共聚的核心目的。
在於整合不同單體特性。
建立性能平衡。
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為什麼需要共聚？
單體通常具有不同特性。
例如：
MMA
高Tg
高硬度
高耐候性
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BA
低Tg
高柔韌性
⸻
AA
高極性
高附著力
⸻
若單獨使用：
MMA聚合物可能過硬。
BA聚合物可能過軟。
AA聚合物可能吸水性過高。
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透過共聚設計。
可同時獲得：
• 強度
• 柔韌性
• 接著力
等綜合性能。
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共聚物主要類型
Random Copolymer
隨機共聚物。
不同單體隨機分布。
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示意：
A-B-A-A-B-B-A
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最常見工業形式。
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Alternating Copolymer
交替共聚物。
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示意：
A-B-A-B-A-B
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排列較規則。
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Block Copolymer
嵌段共聚物。
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示意：
AAAAA-BBBBB
⸻
典型材料：
• SBS
• SIS
• SEBS
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Graft Copolymer
接枝共聚物。
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主鏈附帶不同組成支鏈。
⸻
典型材料：
• MAH-g-PP
• MAH-g-PE
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共聚物的重要特徵
性能可調整
透過比例控制性能。
⸻
極性可設計
改善界面相容性。
⸻
Tg可設計
調整使用溫度範圍。
⸻
接著性能可優化
改善潤濕與界面形成。
⸻
成本可控制
平衡性能與經濟性。
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重要數據
常見共聚系統
材料 單體組成
EVA Ethylene + Vinyl Acetate
SBS Styrene + Butadiene
SIS Styrene + Isoprene
Acrylic PSA MMA + BA + 2-EHA + AA
ABS Acrylonitrile + Butadiene + Styrene
SAN Styrene + Acrylonitrile
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共聚比例影響示例（EVA）
VA含量 特性
5–10% 接近PE
15–20% 柔韌性增加
20–30% 接著性提升
>30% 極性顯著提高
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共聚物與Tg關係
共聚是調整Tg的重要方法。
例如：
MMA
Tg ≈ 105°C
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BA
Tg ≈ -54°C
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兩者共聚後。
可獲得介於兩者之間的Tg。
⸻
因此：
壓敏膠設計本質上經常是：
Copolymer Design
• ●
Tg Design
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共聚物與接著工程的關係
Copolymer直接影響：
Surface Compatibility
界面相容性。
⸻
Wetting
潤濕能力。
⸻
Adhesion
接著力。
⸻
Cohesion
內聚力。
⸻
Heat Resistance
耐熱性。
⸻
Durability
耐久性。
⸻
例如：
Acrylic PSA。
通常透過：
• Soft Monomer
• Hard Monomer
• Functional Monomer
共同設計。
以平衡：
• 初黏力
• 剝離力
• 持黏力
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EVA典型案例
EVA是最具代表性的共聚物之一。
Ethylene提供：
• 柔韌性
• 加工性
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Vinyl Acetate提供：
• 極性
• 接著性
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因此EVA能夠兼具：
PE加工特性
與
接著劑性能。
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SBS典型案例
SBS屬於Block Copolymer。
⸻
Styrene區域：
提供強度。
⸻
Butadiene區域：
提供彈性。
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形成典型熱塑性彈性體。
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常見應用
Acrylic PSA
感壓膠設計。
⸻
EVA Hot Melt
熱熔膠系統。
⸻
TPU
高性能彈性體。
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SBS/SIS
橡膠型接著劑。
⸻
Waterborne Acrylic
水性壓克力乳液。
⸻
Functional Polymer
特殊功能材料。
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相關名詞
• Monomer
• Polymer
• Homopolymer
• Polymerization
• Tg
• Molecular Weight
• Branching
• Polymer Chain
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FAQ
Q1：共聚物一定比均聚物好嗎？
不一定。
共聚物提供較高設計自由度。
均聚物在部分應用仍具優勢。
⸻
Q2：EVA屬於共聚物嗎？
是。
EVA由Ethylene與Vinyl Acetate共聚而成。
⸻
Q3：壓克力感壓膠為什麼常使用多種單體？
因為需要同時控制Tg、接著力、柔韌性與內聚力。
⸻
APLC觀點
根據亞瑪里高分子於接著工程與界面工程領域之實務經驗，共聚技術是現代接著劑配方開發最重要的工具之一。
實務應用中極少出現完全依賴單一單體設計的高性能接著系統。
原因在於接著工程通常同時要求：
• 初黏力
• 持黏力
• 剝離強度
• 耐熱性
• 耐候性
這些性能往往彼此競爭。
共聚設計能夠透過不同單體組合建立性能平衡。
例如Acrylic PSA常同時導入Soft Monomer、Hard Monomer與Functional Monomer。
EVA則透過調整VA含量改變接著性能。
因此理解Copolymer（共聚物）設計邏輯，往往比記憶產品名稱更有助於材料選型與配方開發。
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延伸閱讀
• Monomer（單體）
• Polymer（高分子）
• Homopolymer（均聚物）
• Polymerization（聚合反應）
• Glass Transition Temperature（玻璃轉移溫度）
• Molecular Weight（分子量）
• Branching（支鏈結構）
• Polymer Chain（高分子鏈）
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參考文獻
1. Odian G., Principles of Polymerization.
2. Flory P.J., Principles of Polymer Chemistry.
3. Young R.J., Introduction to Polymers.
4. Sperling L.H., Introduction to Physical Polymer Science.
5. Polymer.
6. Macromolecules.
7. Progress in Polymer Science.
8. Journal of Applied Polymer Science.
