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第214篇｜SIS接著劑
SIS Adhesive（Styrene-Isoprene-Styrene Adhesive）


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一句話定義
SIS接著劑（Styrene-Isoprene-Styrene Adhesive）是以苯乙烯－異戊二烯－苯乙烯嵌段共聚物（SIS）為主要樹脂所製成的熱塑性橡膠接著劑，具備極高初黏力（Tack）、優異潤濕能力（Wetting）與快速貼附特性，廣泛應用於壓敏膠、膠帶、標籤、醫療貼片及衛生材料。


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為什麼重要
SIS是全球壓敏膠（Pressure Sensitive Adhesive, PSA）產業最重要的基礎樹脂之一。
大量膠帶、標籤與保護膜產品皆建立於SIS技術平台。
SIS具備極低玻璃轉移溫度（Glass Transition Temperature, Tg）。
因此常溫下具有優異流動能力。
接著界面可於極短時間完成潤濕。
材料接觸瞬間即可建立高初黏力。
因此特別適合高速生產製程。
醫療貼片與衛生用品要求柔軟貼附能力。
SIS亦能提供良好人體接觸舒適性。
在可移除膠帶（Removable Tape）與再定位標籤（Repositionable Label）領域。
SIS更是主流技術之一。


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基本原理
SIS屬於熱塑性嵌段共聚物（Block Copolymer）。
其分子結構由兩端硬段與中央軟段組成。
結構如下：
Styrene
↓
Isoprene
↓
Styrene


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簡稱：
S-I-S


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PS（Polystyrene）區段形成物理交聯點。
PI（Polyisoprene）區段提供橡膠彈性。
材料內部形成微相分離結構（Microphase Separation）。
硬段提供內聚力（Cohesion）。
軟段提供潤濕能力與黏性。
因此形成典型壓敏膠所需之黏彈性平衡（Viscoelastic Balance）。


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SIS接著形成機制
接著形成過程如下：
Surface Contact
↓
Wetting
↓
Molecular Attraction
↓
Polymer Chain Entanglement
↓
Adhesion Formation


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當SIS接觸基材表面時。
軟段快速流動並填補表面微孔洞。
界面接觸面積隨之增加。
高分子鏈段逐漸建立分子間作用力。
最終形成接著力。


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SIS的黏彈性特徵
壓敏膠性能建立於黏性（Viscosity）與彈性（Elasticity）平衡。
SIS軟段提供流動能力。
PS硬段提供恢復能力。
當兩者比例適當時。
可同時獲得：
    •    高初黏力（High Tack）
    •    良好剝離強度（Peel Strength）
    •    合理剪切強度（Shear Strength）
此特性為SIS成為PSA主流樹脂的重要原因。


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SIS與SBS的差異
SIS與SBS同屬苯乙烯嵌段共聚物家族。
但軟段結構不同。
項目    SIS    SBS
軟段    Isoprene    Butadiene
初黏力    極高    高
潤濕能力    極佳    良好
剪切強度    中    較高
PSA適用性    極佳    良好
耐熱性    中低    中


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增黏樹脂的重要性
SIS系統通常需搭配增黏樹脂（Tackifier Resin）。
常見種類包括：
    •    C5 Petroleum Resin
    •    C9 Petroleum Resin
    •    Hydrogenated Hydrocarbon Resin
    •    Rosin Ester
增黏樹脂可提高：
    •    Tack
    •    Wetting
    •    Peel Strength
但添加過量可能降低：
    •    Cohesion
    •    Shear Strength
因此需透過配方設計取得平衡。


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重要數據或表格
SIS典型性能
項目    典型範圍
Tg（PI相）    -60°C ~ -50°C
延伸率    500~1500%
初黏力    極高
剝離強度    高
剪切強度    中
耐熱性    中低


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SIS主要優勢
特性    表現
初黏力    極佳
潤濕能力    極佳
柔軟性    優異
加工性    優異
熱熔適用性    優異


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SIS主要限制
項目    說明
耐熱性    有限
耐氧化性    普通
耐UV性    普通
長期荷重能力    中等


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與接著工程的關係
SIS接著劑與以下名詞高度相關：
Surface Energy（表面能）
↓
Wetting（潤濕）
↓
Contact Angle（接觸角）
↓
Tackifier Resin（增黏樹脂）
↓
SIS Adhesive
↓
Pressure Sensitive Adhesive
↓
Peel Strength（剝離強度）
↓
Shear Strength（剪切強度）


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SIS接著系統的核心設計目標。
在於建立最佳黏彈性窗口（Viscoelastic Window）。
使初黏力、剝離強度與剪切強度達成平衡。


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常見應用
Packaging Tape
包裝膠帶


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Label Adhesive
標籤膠


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Medical Tape
醫療膠帶


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Hygiene Products
衛生用品


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Protective Film
保護膜


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Repositionable Label
可重貼標籤


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Removable Tape
可移除膠帶


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相關名詞
    •    Pressure Sensitive Adhesive（壓敏膠）
    •    Tack（初黏力）
    •    Wetting（潤濕）
    •    Cohesion（內聚力）
    •    Peel Strength（剝離強度）
    •    Shear Strength（剪切強度）
    •    Tackifier Resin（增黏樹脂）
    •    SBS Adhesive（SBS接著劑）
    •    Surface Energy（表面能）
    •    Contact Angle（接觸角）


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FAQ
Q1：SIS與SBS最大的差異是什麼？
SIS具有更高初黏力與潤濕能力。
SBS則具有較佳耐熱性與剪切強度。


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Q2：SIS為什麼特別適合壓敏膠？
其軟段具有極佳流動能力。
可快速完成表面潤濕。
因此能建立高初黏力。


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Q3：SIS是否適合結構型接著？
通常不適合。
其主要用途為壓敏膠與輕負載接著系統。


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Q4：SIS可以製成熱熔膠嗎？
可以。
熱熔型壓敏膠（Hot Melt PSA）大量採用SIS技術。


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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，SIS接著劑最常被誤解的地方，在於將高初黏力視為高接著強度。
實際應用中。
Tack、Peel與Shear之間存在明顯平衡關係。
部分SIS系統貼附瞬間即可產生極佳黏著效果。
但長期荷重下可能出現蠕變（Creep）現象。
因此SIS配方設計重點。
通常在於增黏樹脂比例、分子量控制與內聚力管理。
當黏彈性窗口設計合理時。
SIS可提供極具競爭力的壓敏膠性能。


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延伸閱讀
    •    第020篇｜表面能（Surface Energy）
    •    第021篇｜接觸角（Contact Angle）
    •    第022篇｜潤濕（Wetting）
    •    第087篇｜玻璃轉移溫度（Tg）
    •    第176篇｜接著強度（Bond Strength）
    •    第177篇｜剝離強度（Peel Strength）
    •    第178篇｜剪切強度（Shear Strength）
    •    第206篇｜壓敏膠（Pressure Sensitive Adhesive）
    •    第213篇｜SBS接著劑（SBS Adhesive）
    •    第294篇｜增黏樹脂（Tackifier Resin）


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參考文獻
    1.    ASTM D3330 – Standard Test Method for Peel Adhesion of Pressure-Sensitive Tape.
    2.    ASTM D3654 – Standard Test Method for Shear Adhesion of Pressure-Sensitive Tapes.
    3.    ASTM D2979 – Standard Test Method for Pressure-Sensitive Tack of Adhesives.
    4.    ISO 29862 – Self Adhesive Tapes Vocabulary.
    5.    Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology.
    6.    Journal of Adhesion.
    7.    International Journal of Adhesion and Adhesives.
    8.    Polymer.
    9.    Macromolecules.
    10.    Encyclopedia of Polymer Science and Technology – Styrenic Block Copolymers.