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第123篇｜丙烯酸丁酯
Butyl Acrylate (BA)


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一句話定義
丙烯酸丁酯（Butyl Acrylate, BA）是一種低玻璃轉移溫度（Low Tg）、高柔韌性、高延伸性的丙烯酸酯單體，是壓克力樹脂中最重要的軟單體（Soft Monomer）之一，廣泛應用於壓敏膠（PSA）、壓克力乳液、水性接著劑、塗料與彈性塗層系統。


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為什麼重要
如果說：
MMA是壓克力世界的骨頭。


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那麼：
BA。


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就是壓克力世界的肌肉。


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因為MMA負責：
硬度。


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強度。


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耐熱。


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而BA負責：
柔軟。


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彈性。


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黏性。


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延伸率。


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沒有BA。


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大部分壓敏膠根本不會黏。


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也不會有便利貼。


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標籤膠。


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保護膜膠。


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更不會有今天龐大的PSA產業。


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BA是什麼？
全名：
Butyl Acrylate。


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簡稱：
BA。


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中文：
丙烯酸丁酯。


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屬於：
Acrylate Monomer。


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即：
丙烯酸酯單體。


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分子結構
化學式：
C_7H_{12}O_2


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結構如下：
CH_2=CHCOOC_4H_9


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最大的特色：
長丁基側鏈。


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增加鏈段活動能力。


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BA為什麼柔軟？
因為丁基側鏈。


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像高分子鏈上的潤滑器。


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增加自由體積。


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降低鏈段束縛。


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因此：
柔軟性提高。


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BA是軟單體
在壓克力世界。


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單體大致分為：
Hard Monomer
硬單體。


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Soft Monomer
軟單體。


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BA屬於：
Soft Monomer。


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BA的Tg
純PBA：
Polybutyl Acrylate。


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玻璃轉移溫度約：
T_g\approx-54^{\circ}C


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遠低於MMA。


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因此非常柔軟。


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BA與MMA比較
MMA：
硬。


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BA：
軟。


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兩者搭配。


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形成大部分壓克力配方。


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BA與2-EHA比較
兩者皆屬：
軟單體。


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但：
BA沒有2-EHA那麼柔軟。


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因此：
內聚力較佳。


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BA的主要優勢
柔韌性高


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延伸率高


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黏著力佳


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成膜性佳


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耐低溫佳


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價格合理


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BA的缺點
硬度較低


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耐熱較差


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抗污性較差


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耐溶劑有限


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BA與Tg關係
當BA增加時：


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BA\uparrow\Rightarrow T_g\downarrow


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材料變軟。


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BA與初黏力
BA含量提高。


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通常造成：
BA\uparrow\Rightarrow Tack\uparrow


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因此：
PSA大量使用。


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BA與剝離力
柔軟鏈段增加。


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接觸面積提高。


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因此：
Peel Adhesion提高。


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BA與內聚力
過量BA。


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可能造成：
Cohesion下降。


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因此需要：
MMA平衡。


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BA與成膜能力
低Tg材料。


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容易形成連續膜。


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因此：
水性乳液大量使用。


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BA與乳液聚合
最常搭配：
    •    MMA
    •    Styrene
    •    AA
    •    2-EHA


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形成各類乳液系統。


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BA與PSA
全球壓敏膠產業。


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BA幾乎是標準配方成員。


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因為它能提供：
    •    Tack
    •    Peel
    •    Flexibility


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BA與塗料
增加：
    •    柔韌性
    •    耐衝擊性
    •    耐裂性


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BA與低溫性能
因Tg極低。


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即使冬天。


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仍保持柔軟。


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BA與建築塗料
可改善：
抗龜裂能力。


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提高戶外耐久性。


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BA與標籤膠
全球大部分標籤膠。


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都含有BA。


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BA與保護膜
保護膜膠系統。


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常見：
MMA/BA共聚物。


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BA與水性膠
水性壓克力接著劑。


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最常見軟單體之一。


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BA與永續材料
水性化成熟。


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符合：
低VOC趨勢。


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重要數據或表格
常見單體Tg比較
單體    Tg(°C)
MMA    105
Styrene    100
BA    -54
2-EHA    -70
AA    106


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BA主要特性
性能    表現
柔軟性    ★★★★★
初黏力    ★★★★☆
成膜性    ★★★★★
耐低溫    ★★★★★
耐熱性    ★★☆☆☆


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MMA與BA比較
項目    MMA    BA
Tg    高    低
硬度    高    低
初黏力    低    高
透明性    高    高
柔軟性    低    高


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與接著工程的關係
BA直接影響：
Tack
初黏力。


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Peel Adhesion
剝離力。


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Flexibility
柔韌性。


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Film Formation
成膜能力。


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Low Temperature Performance
低溫性能。


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Pressure Sensitive Adhesive
壓敏膠性能。


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因此是壓克力接著劑最重要的軟單體之一。


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PSA案例
便利貼。


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標籤膠。


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保護膜膠。


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大量使用BA。


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建築案例
外牆塗料。


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利用BA降低龜裂風險。


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水性膠案例
壓克力乳液膠。


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大量採用BA。


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常見應用
PSA
壓敏膠。


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Acrylic Emulsion
壓克力乳液。


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Waterborne Adhesive
水性接著劑。


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Architectural Coating
建築塗料。


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Label Adhesive
標籤膠。


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Protective Film
保護膜。


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相關名詞
    •    MMA（甲基丙烯酸甲酯）
    •    2-EHA（2-乙基己基丙烯酸酯）
    •    Acrylic Resin（壓克力樹脂）
    •    Acrylic Emulsion（壓克力乳液）
    •    PSA（壓敏膠）
    •    Tg（玻璃轉移溫度）
    •    Peel Adhesion（剝離接著力）
    •    Tackifier（增黏樹脂）


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FAQ
Q1：BA是硬單體還是軟單體？
屬於典型軟單體。


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Q2：BA越多越好嗎？
不一定。
過多可能導致內聚力下降。


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Q3：為什麼壓敏膠常用BA？
因為能提高初黏力與剝離力。


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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，BA是壓克力配方中最重要的柔性來源之一。
許多工程師學習壓克力時，最早理解的一件事就是：
MMA負責硬。
BA負責軟。
但真正的配方設計，不是選邊站。
而是在兩者之間找到最佳平衡。
因為在壓克力世界裡，沒有完全剛硬的材料能長久黏住世界。
適度的柔軟，反而是一種力量。


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延伸閱讀
    •    MMA（甲基丙烯酸甲酯）
    •    2-EHA（2-乙基己基丙烯酸酯）
    •    Acrylic Resin（壓克力樹脂）
    •    Acrylic Emulsion（壓克力乳液）
    •    PSA（壓敏膠）
    •    Tg（玻璃轉移溫度）
    •    Peel Adhesion（剝離接著力）
    •    Tackifier（增黏樹脂）


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參考文獻
    1.    Odian, G. Principles of Polymerization.
    2.    Lovell, P.A. & El-Aasser, M.S. Emulsion Polymerization and Emulsion Polymers.
    3.    Urban, M.W. Acrylic Polymers in Coatings.
    4.    Encyclopedia of Polymer Science and Technology.
    5.    Progress in Polymer Science.
    6.    Journal of Applied Polymer Science.
    7.    Progress in Organic Coatings.
    8.    International Journal of Adhesion and Adhesives.