En ny type polyurethan klæbemiddel blev fremstillet ved at bruge små molekyle polysyrer og små molekyle polyoler som de grundlæggende råmaterialer til fremstilling af præpolymerer. Under kædeforlængelsesprocessen blev hyperforgrenede polymerer og HDI-trimerer indført i polyurethanstrukturen. Testresultaterne viser, at klæberen, der er fremstillet i denne undersøgelse, har en passende viskositet, en lang levetid for klæbeskiven, kan hurtigt hærdes ved stuetemperatur og har gode klæbeegenskaber, varmeforseglingsstyrke og termisk stabilitet.

Komposit fleksibel emballage har fordelene ved udsøgt udseende, bredt anvendelsesområde, bekvem transport og lave emballageomkostninger. Siden introduktionen har den været meget brugt i fødevarer, medicin, daglige kemikalier, elektronik og andre industrier og er dybt elsket af forbrugerne. Ydeevnen af ​​komposit fleksibel emballage er ikke kun relateret til filmmaterialet, men afhænger også af ydelsen af ​​det sammensatte klæbemiddel. Polyurethan klæbemiddel har mange fordele såsom høj vedhæftningsstyrke, stærk justerbarhed samt hygiejne og sikkerhed. Det er i øjeblikket det almindelige understøttende klæbemiddel til fleksible kompositemballager og fokus for forskning fra store klæbemiddelproducenter.

Højtemperaturældning er en uundværlig proces i fremstillingen af ​​fleksibel emballage. Med de nationale politiske mål om "kulstoftop" og "kulstofneutralitet" er grøn miljøbeskyttelse, reduktion af kulstofemissioner og høj effektivitet og energibesparelse blevet udviklingsmålene for alle samfundslag. Ældningstemperaturen og ældningstiden har en positiv effekt på kompositfilmens skrælningsstyrke. Teoretisk set, jo højere ældningstemperaturen og jo længere ældningstiden er, desto højere er reaktionens afslutningshastighed og desto bedre hærdningseffekt. I selve produktionsapplikationsprocessen, hvis ældningstemperaturen kan sænkes og ældningstiden kan forkortes, er det bedst ikke at kræve ældning, og opskæring og posering kan udføres, efter at maskinen er slukket. Dette kan ikke kun nå målene om grøn miljøbeskyttelse og reduktion af kulstofemissioner, men også spare produktionsomkostninger og forbedre produktionseffektiviteten.

Denne undersøgelse er beregnet til at syntetisere en ny type polyurethan-klæbemiddel, der har passende viskositet og klæbemiddellevetid under produktion og brug, kan hærde hurtigt under lave temperaturforhold, helst uden høj temperatur, og som ikke påvirker ydeevnen af ​​forskellige indikatorer for komposit fleksibel emballage.

1.1 Eksperimentelle materialer Adipinsyre, sebacinsyre, ethylenglycol, neopentylglycol, diethylenglycol, TDI, HDI-trimer, laboratoriefremstillet hyperforgrenet polymer, ethylacetat, polyethylenfilm (PE), polyesterfilm (PET), aluminiumsfolie (AL).
1.2 Eksperimentelle instrumenter Desktop elektrisk konstant temperatur lufttørreovn: DHG-9203A, Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., Ltd.; Rotationsviskosimeter: NDJ-79, Shanghai Renhe Keyi Co., Ltd.; Universal trækprøvemaskine: XLW, Labthink; Termogravimetrisk analysator: TG209, NETZSCH, Tyskland; Varmeforseglingstester: SKZ1017A, Jinan Qingqiang Electromechanical Co., Ltd.
1.3 Syntesemetode
1) Fremstilling af præpolymer: Tør den firhalsede kolbe grundigt og før N2 ind i den, tilsæt derefter det målte lille molekyle polyol og polysyren i den firhalsede kolbe og start omrøring. Når temperaturen når den indstillede temperatur, og vandydelsen er tæt på den teoretiske vandydelse, tages en vis mængde prøve til syreværditest. Når syreværdien er ≤20 mg/g, start det næste reaktionstrin; tilsæt 100×10-6 afmålt katalysator, tilslut vakuumhalerøret og start vakuumpumpen, kontroller alkoholoutputhastigheden med vakuumgraden, når den faktiske alkoholoutput er tæt på den teoretiske alkoholoutput, tag en bestemt prøve til hydroxylværditest, og afslut reaktionen, når hydroxylværdien opfylder designkravene. Den opnåede polyurethan-præpolymer er pakket til standby-brug.
2) Fremstilling af opløsningsmiddelbaseret polyurethan-klæbemiddel: Tilsæt afmålt polyurethan-præpolymer og ethylester i en firhalset kolbe, opvarm og omrør for at fordele jævnt, tilsæt derefter målt TDI i den firhalsede kolbe, hold varm i 1,0 time, tilsæt derefter den hjemmelavede hyperforgrenede polymer i 20 timer i laboratoriet, og fortsæt langsomt i HDI. trimer dråbevis i den firhalsede kolbe, hold varm i 2,0 timer, tag prøver for at teste NCO-indholdet, køle ned og frigiv materialerne til emballering, efter NCO-indholdet er kvalificeret.
3) Tørlaminering: Bland ethylacetat, hovedmiddel og hærder i en vis mængde og omrør jævnt, påfør og klargør derefter prøver på en tør lamineringsmaskine.

1.4 Testkarakterisering
1) Viskositet: Brug et rotationsviskosimeter og se GB/T 2794-1995 Testmetode for klæbemidlers viskositet;
2) T-skrælningsstyrke: testet ved hjælp af en universel trækprøvemaskine, med henvisning til GB/T 8808-1998 afrivningsstyrketestmetode;
3) Varmforseglingsstyrke: Brug først en varmeforseglingstester til at udføre varmeforsegling, brug derefter en universel trækprøvemaskine til at teste, se GB/T 22638.7-2016 varmeforseglingsstyrketestmetode;
4) Termogravimetrisk analyse (TGA): Testen blev udført med en termogravimetrisk analysator med en opvarmningshastighed på 10 ℃/min og et testtemperaturområde på 50 til 600 ℃.

2.1 Ændringer i viskositet med blandingsreaktionstid. Limens viskositet og gummiskivens levetid er vigtige indikatorer i produktproduktionsprocessen. Hvis klæbemidlets viskositet er for høj, vil mængden af ​​påført lim være for stor, hvilket påvirker udseendet og belægningsomkostningerne for kompositfilmen; hvis viskositeten er for lav, vil mængden af ​​påført lim være for lav, og blækket kan ikke effektivt infiltreres, hvilket også vil påvirke kompositfilmens udseende og bindingsevne. Hvis gummiskivens levetid er for kort, vil viskositeten af ​​limen, der er lagret i limbeholderen, stige for hurtigt, og limen kan ikke påføres glat, og gummivalsen er ikke let at rengøre; hvis gummiskivens levetid er for lang, vil det påvirke det indledende vedhæftningsudseende og bindingsevnen af ​​kompositmaterialet og endda påvirke hærdningshastigheden og derved påvirke produktets produktionseffektivitet.

Passende viskositetskontrol og klæbeskivens levetid er vigtige parametre for god brug af klæbemidler. Ifølge produktionserfaring justeres hovedmidlet, ethylacetat og hærder til den passende R-værdi og viskositet, og klæbemidlet rulles i klæbemiddeltanken med en gummirulle uden at påføre lim på filmen. Klæbestofprøverne tages på forskellige tidspunkter til viskositetstestning. Passende viskositet, passende levetid for klæbeskiven og hurtig hærdning under lave temperaturforhold er vigtige mål, der forfølges af opløsningsmiddelbaserede polyurethanklæbemidler under produktion og brug.

2.2 Ældningstemperaturens effekt på skrælningsstyrken Ældningsprocessen er den vigtigste, tidskrævende, energi- og pladskrævende proces for fleksibel emballage. Det påvirker ikke kun produktets produktionshastighed, men endnu vigtigere, det påvirker udseendet og limningsevnen af ​​komposit fleksibel emballage. Stillet over for regeringens mål om "kulstoftop" og "kulstofneutralitet" og hård markedskonkurrence er ældning ved lav temperatur og hurtig hærdning effektive måder at opnå lavt energiforbrug, grøn produktion og effektiv produktion på.

PET/AL/PE-kompositfilmen blev ældet ved stuetemperatur og ved 40, 50 og 60 ℃. Ved stuetemperatur forblev skrælningsstyrken af ​​det indre lags AL/PE-kompositstruktur stabil efter ældning i 12 timer, og hærdningen var stort set afsluttet; ved stuetemperatur forblev skrælningsstyrken af ​​det ydre lag PET/AL højbarriere kompositstruktur stort set stabil efter ældning i 12 timer, hvilket indikerer, at det højbarriere filmmateriale vil påvirke hærdningen af ​​polyurethanklæbemidlet; Ved at sammenligne hærdningstemperaturforholdene på 40, 50 og 60 ℃ var der ingen tydelig forskel i hærdningshastigheden.

Sammenlignet med de almindelige opløsningsmiddelbaserede polyurethanklæbemidler på det nuværende marked er ældningstiden ved høj temperatur generelt 48 timer eller endnu længere. Polyurethanklæbemidlet i denne undersøgelse kan stort set fuldføre hærdningen af ​​højbarrierestrukturen på 12 timer ved stuetemperatur. Det udviklede klæbemiddel har funktionen til hurtig hærdning. Introduktionen af ​​hjemmelavede hyperforgrenede polymerer og multifunktionelle isocyanater i klæbemidlet, uanset den ydre lagkompositstruktur eller den indre lagkompositstruktur, er skrælningsstyrken under stuetemperaturforhold ikke meget forskellig fra skrælningsstyrken under højtemperatur-ældningsforhold, hvilket indikerer, at det udviklede klæbemiddel ikke kun har funktionen til hurtig hærdning uden hurtig hærdning, men også har funktionen til hurtig hærdning.

2.3 Effekt af ældningstemperatur på varmeforseglingsstyrke Materialernes varmeforseglingsegenskaber og den faktiske varmeforseglingseffekt påvirkes af mange faktorer, såsom varmeforseglingsudstyr, fysiske og kemiske ydeevneparametre for selve materialet, varmeforseglingstid, varmeforseglingstryk og varmeforseglingstemperatur osv. Ifølge faktiske behov og erfaring er en rimelig varmeforseglingsproces og parametrene fastlagt efter test af den sammensatte sammensætningsfilms styrke.

Når kompositfilmen er lige ved maskinen, er varmeforseglingsstyrken relativt lav, kun 17 N/(15 mm). På dette tidspunkt er klæbemidlet lige begyndt at størkne og kan ikke give tilstrækkelig bindekraft. Styrken, der testes på dette tidspunkt, er PE-filmens varmeforseglingsstyrke; efterhånden som ældningstiden øges, øges varmeforseglingsstyrken kraftigt. Varmeforseglingsstyrken efter ældning i 12 timer er stort set den samme som efter 24 og 48 timer, hvilket indikerer, at hærdningen grundlæggende er afsluttet på 12 timer, hvilket giver tilstrækkelig binding til forskellige film, hvilket resulterer i øget varmeforseglingsstyrke. Fra ændringskurven for varmeforseglingsstyrke ved forskellige temperaturer kan det ses, at der under de samme ældningstidsbetingelser ikke er meget forskel i varmeforseglingsstyrken mellem stuetemperaturaldring og 40, 50 og 60 ℃ forhold. Aldring ved stuetemperatur kan fuldstændig opnå effekten af ​​højtemperaturældning. Den fleksible emballagestruktur sammensat med dette udviklede klæbemiddel har god varmeforseglingsstyrke under høje temperaturforhold.

2.4 Termisk stabilitet af hærdet film Ved brug af fleksibel emballage kræves varmeforsegling og posefremstilling. Ud over selve filmmaterialets termiske stabilitet bestemmer den termiske stabilitet af den hærdede polyurethanfilm ydeevnen og udseendet af det færdige fleksible emballageprodukt. Denne undersøgelse bruger metoden termisk gravimetrisk analyse (TGA) til at analysere den termiske stabilitet af den hærdede polyurethanfilm.

Den hærdede polyurethanfilm har to tydelige vægttabstoppe ved testtemperaturen, svarende til den termiske nedbrydning af det hårde segment og det bløde segment. Den termiske nedbrydningstemperatur af det bløde segment er relativt høj, og termisk vægttab begynder at forekomme ved 264°C. Ved denne temperatur kan den opfylde temperaturkravene i den nuværende bløde emballagevarmeforseglingsproces og kan opfylde temperaturkravene til produktion af automatisk emballering eller påfyldning, langdistancebeholdertransport og brugsprocessen; den termiske nedbrydningstemperatur for det hårde segment er højere og når 347°C. Den udviklede højtemperaturhærdningsfri lim har god termisk stabilitet. AC-13 asfaltblandingen med stålslagge steg med 2,1%.

3) Når stålslaggeindholdet når 100%, det vil sige, når den enkelte partikelstørrelse på 4,75 til 9,5 mm fuldstændigt erstatter kalkstenen, er reststabilitetsværdien af ​​asfaltblandingen 85,6%, hvilket er 0,5% højere end AC-13-asfaltblandingen uden stålslagge; spaltningsstyrkeforholdet er 80,8 %, hvilket er 0,5 % højere end AC-13-asfaltblandingen uden stålslagge. Tilsætning af passende mængde stålslagge kan effektivt forbedre reststabiliteten og spaltningsstyrkeforholdet for AC-13 stålslaggeasfaltblanding og kan effektivt forbedre vandstabiliteten af ​​asfaltblandingen.

1) Under normale brugsforhold er den indledende viskositet af det opløsningsmiddelbaserede polyurethanklæbemiddel fremstillet ved at introducere hjemmelavede hyperforgrenede polymerer og multifunktionelle polyisocyanater omkring 1500 mPa·s, som har god viskositet; klæbeskivens levetid når 60 min, hvilket fuldt ud kan opfylde de fleksible emballagevirksomheders driftstidskrav i produktionsprocessen.

2) Det kan ses ud fra skrælningsstyrken og varmeforseglingsstyrken, at det forberedte klæbemiddel kan hærde hurtigt ved stuetemperatur. Der er ingen stor forskel i hærdningshastigheden ved stuetemperatur og ved 40, 50 og 60 ℃, og der er ingen stor forskel i bindingsstyrken. Denne lim kan hærdes fuldstændigt uden høj temperatur og kan hærde hurtigt.

3) TGA-analyse viser, at limen har god termisk stabilitet og kan opfylde temperaturkravene under produktion, transport og brug.