Новы тып поліўрэтанавага клею быў падрыхтаваны з выкарыстаннем нізкамалекулярных полікіслот і нізкамалекулярных поліолаў у якасці асноўнай сыравіны для падрыхтоўкі прэпалімераў. Падчас працэсу падаўжэння ланцуга ў структуру поліўрэтану былі ўведзены гіперразгалінаваныя палімеры і трымеры HDI. Вынікі выпрабаванняў паказваюць, што клей, падрыхтаваны ў гэтым даследаванні, мае адпаведную глейкасць, працяглы тэрмін службы клеевага дыска, можа хутка зацвярдзець пры пакаёвай тэмпературы, а таксама мае добрыя склейваючыя ўласцівасці, трываласць пры тэрмічным зварванні і тэрмічную стабільнасць.

Кампазітная гнуткая ўпакоўка мае такія перавагі, як вытанчаны знешні выгляд, шырокі спектр прымянення, зручная транспарціроўка і нізкі кошт упакоўкі. З моманту свайго з'яўлення яна шырока выкарыстоўваецца ў харчовай, медыцынскай, хімічнай, электронічнай і іншых галінах прамысловасці і вельмі папулярная сярод спажыўцоў. Характарыстыкі кампазітнай гнуткай упакоўкі залежаць не толькі ад матэрыялу плёнкі, але і ад характарыстык кампазітнага клею. Поліўрэтанавы клей мае шмат пераваг, такіх як высокая трываласць счаплення, высокая рэгулявальнасць, гігіена і бяспека. У цяперашні час ён з'яўляецца асноўным апорным клеем для кампазітнай гнуткай упакоўкі і з'яўляецца прадметам даследаванняў буйных вытворцаў клею.

Высокатэмпературнае старэнне з'яўляецца неабходным працэсам пры падрыхтоўцы гнуткай упакоўкі. З улікам мэтаў нацыянальнай палітыкі "вугляроднага піку" і "вугляроднай нейтральнасці", экалагічная ахова навакольнага асяроддзя, скарачэнне выкідаў вугляроду з нізкім узроўнем выкідаў, высокая эфектыўнасць і энергазберажэнне сталі мэтамі развіцця ўсіх сфер жыцця. Тэмпература і час старэння станоўча ўплываюць на трываласць кампазітнай плёнкі на адслойванне. Тэарэтычна, чым вышэй тэмпература старэння і чым даўжэйшы час старэння, тым вышэй хуткасць завяршэння рэакцыі і лепшы эфект зацвярдзення. У рэальным працэсе вытворчасці, калі тэмпературу старэння можна знізіць і скараціць час старэння, лепш не патрабаваць старэння, а разразанне і фасаванне ў пакеты можна праводзіць пасля выключэння машыны. Гэта можа не толькі дасягнуць мэтаў экалагічнай аховы навакольнага асяроддзя і скарачэння выкідаў вугляроду з нізкім узроўнем выкідаў, але і зэканоміць вытворчыя выдаткі і павысіць эфектыўнасць вытворчасці.

Гэта даследаванне мае на мэце сінтэз новага тыпу поліўрэтанавага клею, які мае адпаведную глейкасць і тэрмін службы клеевага дыска падчас вытворчасці і выкарыстання, можа хутка зацвярдзець пры нізкіх тэмпературах, пераважна без высокіх тэмператур, і не ўплывае на розныя паказчыкі кампазітнай гнуткай упакоўкі.

1.1 Эксперыментальныя матэрыялы Адыпінавая кіслата, себацынавая кіслата, этыленгліколь, неапентылгліколь, дыэтыленгліколь, TDI, трымер HDI, лабараторна выраблены гіперразгалінаваны палімер, этылацэтат, поліэтыленавая плёнка (PE), поліэфірная плёнка (PET), алюмініевая фальга (AL).
1.2 Эксперыментальныя прыборы Настольная электрычная сушылка на паветры з пастаяннай тэмпературай: DHG-9203A, Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., Ltd.; Ратацыйны вісказіметр: NDJ-79, Shanghai Renhe Keyi Co., Ltd.; Універсальная машына для выпрабаванняў на расцяжэнне: XLW, Labthink; Тэрмагравіметрычны аналізатар: TG209, NETZSCH, Германія; Тэстар тэрмазаваркі: SKZ1017A, Jinan Qingqiang Electromechanical Co., Ltd.
1.3 Метад сінтэзу
1) Падрыхтоўка прэпалімера: старанна высушыце чатырохгорлую колбу і прапусціце ў яе N2, затым дадайце вымераны поліёл з нізкай малекулай і полікіслату ў чатырохгорлую колбу і пачніце памешваць. Калі тэмпература дасягне зададзенай тэмпературы і выхад вады будзе блізкі да тэарэтычнага выхаду вады, вазьміце пэўную колькасць пробы для вымярэння кіслотнага ліку. Калі кіслотнае лік ≤20 мг/г, пачніце наступны этап рэакцыі; дадайце 100×10-6 дазаваны каталізатар, падключыце вакуумную выхлапную трубу і ўключыце вакуумны помпа, кантралюйце хуткасць выхаду спірту з дапамогай ступені вакууму, калі фактычны выхад спірту будзе блізкі да тэарэтычнага выхаду спірту, вазьміце пэўную пробу для вымярэння гідраксільнага ліку і спыніце рэакцыю, калі гідраксільнае лік будзе адпавядаць праектным патрабаванням. Атрыманы поліўрэтанавы прэпалімер упакоўваецца для выкарыстання ў рэжыме чакання.
2) Прыгатаванне поліўрэтанавага клею на аснове растваральніка: дадайце адмераны поліўрэтанавы прэпалімер і этылавы эфір у чатырохгорлую колбу, нагрэйце і змяшайце да раўнамернага размеркавання, затым дадайце адмераны TDI ў чатырохгорлую колбу, трымайце ў цяпле 1,0 гадзіну, затым дадайце хатні гіперразгалінаваны палімер у лабараторыі і працягвайце рэакцыю 2,0 гадзіны, павольна дадайце па кроплях трымер HDI ў чатырохгорлую колбу, трымайце ў цяпле 2,0 гадзіны, вазьміце пробы для праверкі ўтрымання NCO, астудзіце і адпраўце матэрыялы на ўпакоўку пасля вызначэння ўтрымання NCO.
3) Сухое ламінаванне: змяшайце этылацэтат, асноўны агент і ацвярджальнік у пэўнай прапорцыі і раўнамерна змяшайце, затым нанясіце і падрыхтуйце ўзоры на машыне для сухога ламінавання.

1.4 Характарыстыка тэсту
1) Вязкасць: выкарыстоўвайце ратацыйны вісказіметр і глядзіце GB/T 2794-1995 «Метад выпрабавання глейкасці клеяў»;
2) Трываласць на адшпільванне па тыпу T: правяраецца з выкарыстаннем універсальнай машыны для выпрабавання на расцяжэнне ў адпаведнасці з метадам выпрабавання трываласці на адшпільванне GB/T 8808-1998;
3) Трываласць цеплавога зварвання: спачатку выкарыстоўвайце тэстар цеплавога зварвання для правядзення цеплавога зварвання, затым выкарыстоўвайце універсальную машыну для выпрабаванняў на расцяжэнне для праверкі, глядзіце метад выпрабавання трываласці цеплавога зварвання GB/T 22638.7-2016;
4) Тэрмагравіметрычны аналіз (ТГА): Выпрабаванне праводзілася з выкарыстаннем тэрмагравіметрычнага аналізатара з хуткасцю нагрэву 10 ℃/мін і дыяпазонам тэмператур выпрабавання ад 50 да 600 ℃.

2.1 Змены глейкасці з часам рэакцыі змешвання. Глейкасць клею і тэрмін службы гумовага дыска з'яўляюцца важнымі паказчыкамі ў працэсе вытворчасці прадукцыі. Калі глейкасць клею занадта высокая, колькасць нанесенага клею будзе занадта вялікай, што паўплывае на знешні выгляд і кошт пакрыцця кампазітнай плёнкі; калі глейкасць занадта нізкая, колькасць нанесенага клею будзе занадта малой, і чарніла не змогуць эфектыўна пранікнуць, што таксама паўплывае на знешні выгляд і характарыстыкі склейвання кампазітнай плёнкі. Калі тэрмін службы гумовага дыска занадта кароткі, глейкасць клею, які захоўваецца ў баку з клеем, будзе павялічвацца занадта хутка, і клей не будзе наносіцца плаўна, а гумовы валік будзе цяжка чысціць; калі тэрмін службы гумовага дыска занадта доўгі, гэта паўплывае на першапачатковы знешні выгляд і характарыстыкі склейвання кампазітнага матэрыялу і нават паўплывае на хуткасць зацвярдзення, тым самым уплываючы на ​​эфектыўнасць вытворчасці прадукцыі.

Адпаведны кантроль глейкасці і тэрмін службы клеевага дыска з'яўляюцца важнымі параметрамі для эфектыўнага выкарыстання клеяў. Згодна з вытворчым вопытам, асноўны агент, этылацэтат і ацвярджальнік даводзяць да адпаведнага значэння R і глейкасці, і клей пракатваецца ў клеевым баку гумовым валікам без нанясення клею на плёнку. Узоры клею бяруцца ў розныя перыяды часу для выпрабавання глейкасці. Адпаведная глейкасць, адпаведны тэрмін службы клеевага дыска і хуткае зацвярдзенне пры нізкіх тэмпературах - важныя мэты, якія пераследуюцца пры выкарыстанні поліўрэтанавых клеяў на аснове растваральнікаў падчас вытворчасці і выкарыстання.

2.2 Уплыў тэмпературы старэння на трываласць адслаення Працэс старэння — найважнейшы, найбольш працаёмкі, энергаёмісты і прасторавы працэс для гнуткай упакоўкі. Ён уплывае не толькі на хуткасць вытворчасці прадукту, але, што больш важна, на знешні выгляд і характарыстыкі склейвання кампазітнай гнуткай упакоўкі. Улічваючы мэты ўрада па дасягненні «вугляроднага піку» і «вугляроднай нейтральнасці», а таксама жорсткую канкурэнцыю на рынку, нізкатэмпературнае старэнне і хуткае зацвярдзенне з'яўляюцца эфектыўнымі спосабамі дасягнення нізкага спажывання энергіі, экалагічна чыстай і эфектыўнай вытворчасці.

Кампазітная плёнка PET/AL/PE вытрымлівалася пры пакаёвай тэмпературы, а таксама пры 40, 50 і 60 ℃. Пры пакаёвай тэмпературы трываласць на адслойванне ўнутранага пласта кампазітнай структуры AL/PE заставалася стабільнай пасля вытрымкі на працягу 12 гадзін, і зацвярдзенне было практычна завершана; пры пакаёвай тэмпературы трываласць на адслойванне вонкавага пласта высокабар'ернай кампазітнай структуры PET/AL заставалася практычна стабільнай пасля вытрымкі на працягу 12 гадзін, што сведчыць аб тым, што высокабар'ерны плёнкавы матэрыял будзе ўплываць на зацвярдзенне поліўрэтанавага клею; пры параўнанні тэмпературных умоў зацвярдзення 40, 50 і 60 ℃ відавочнай розніцы ў хуткасці зацвярдзення не назіралася.

У параўнанні з асноўнымі поліўрэтанавымі клеямі на аснове растваральнікаў, якія ёсць на сучасным рынку, час вытрымкі пры высокай тэмпературы звычайна складае 48 гадзін ці нават даўжэй. Поўрэтанавы клей, выкарыстоўваны ў гэтым даследаванні, можа завяршыць выцвярдзенне высокабар'ернай структуры за 12 гадзін пры пакаёвай тэмпературы. Распрацаваны клей мае функцыю хуткага выцвярдзення. Дзякуючы ўкараненню ў клей самаробных гіперразгалінаваных палімераў і шматфункцыянальных ізацыянатаў, незалежна ад таго, ці з'яўляецца вонкавая ці ўнутраная кампазітная структура пластом, трываласць на адслойванне пры пакаёвай тэмпературы не значна адрозніваецца ад трываласці на адслойванне пры высокатэмпературным выцвярдзенні, што сведчыць аб тым, што распрацаваны клей не толькі мае функцыю хуткага выцвярдзення, але і мае функцыю хуткага выцвярдзення без высокай тэмпературы.

2.3 Уплыў тэмпературы старэння на трываласць цеплавога зварвання. Характарыстыкі цеплавога зварвання матэрыялаў і фактычны эфект цеплавога зварвання залежаць ад многіх фактараў, такіх як абсталяванне для цеплавога зварвання, фізічныя і хімічныя параметры самога матэрыялу, час цеплавога зварвання, ціск цеплавога зварвання і тэмпература цеплавога зварвання і г.д. У залежнасці ад рэальных патрэб і вопыту вызначаецца разумны працэс і параметры цеплавога зварвання, а таксама праводзіцца выпрабаванне на трываласць цеплавога зварвання кампазітнай плёнкі пасля кампаундавання.

Калі кампазітная плёнка адразу знята з машыны, трываласць цеплавога зварвання адносна нізкая, усяго 17 Н/(15 мм). У гэты час клей толькі пачынае зацвярдзець і не можа забяспечыць дастатковую сілу злучэння. Трываласць, якая правяраецца ў гэты час, — гэта трываласць цеплавога зварвання поліэтыленавай плёнкі; па меры павелічэння часу старэння трываласць цеплавога зварвання рэзка ўзрастае. Трываласць цеплавога зварвання пасля старэння на працягу 12 гадзін практычна такая ж, як і пасля 24 і 48 гадзін, што сведчыць аб тым, што зацвярдзенне ў асноўным завяршаецца за 12 гадзін, забяспечваючы дастатковую колькасць злучэння для розных плёнак, што прыводзіць да павелічэння трываласці цеплавога зварвання. З крывой змены трываласці цеплавога зварвання пры розных тэмпературах відаць, што пры аднолькавых умовах старэння няма вялікай розніцы ў трываласці цеплавога зварвання паміж старэннем пры пакаёвай тэмпературы і ўмовамі 40, 50 і 60 ℃. Старэнне пры пакаёвай тэмпературы можа цалкам дасягнуць эфекту старэння пры высокай тэмпературы. Гнуткая ўпаковачная канструкцыя, вырабленая з дапамогай гэтага распрацаванага клею, мае добрую трываласць цеплавога зварвання пры ўмовах старэння пры высокай тэмпературы.

2.4 Тэрмічная стабільнасць зацвярдзелай плёнкі Падчас выкарыстання гнуткай упакоўкі патрабуецца тэрмічная герметызацыя і выраб пакетаў. Акрамя тэрмічнай стабільнасці самога плёнкавага матэрыялу, тэрмічная стабільнасць зацвярдзелай поліўрэтанавай плёнкі вызначае характарыстыкі і знешні выгляд гатовага гнуткага ўпаковачнага прадукту. У гэтым даследаванні для аналізу тэрмічнай стабільнасці зацвярдзелай поліўрэтанавай плёнкі выкарыстоўваецца метад тэрмічнага гравіметрычнага аналізу (ТГА).

Зацвярдзелая поліўрэтанавая плёнка мае два відавочныя пікі страты вагі пры тэмпературы выпрабавання, якія адпавядаюць тэрмічнаму раскладанню цвёрдага і мяккага сегментаў. Тэмпература тэрмічнага раскладання мяккага сегмента адносна высокая, і тэрмічная страта вагі пачынаецца пры 264°C. Пры гэтай тэмпературы яна можа адпавядаць тэмпературным патрабаванням сучаснага працэсу тэрмічнага запячатвання мяккай упакоўкі, а таксама тэмпературным патрабаванням вытворчасці аўтаматычнай упакоўкі або напаўнення, перавозкі кантэйнераў на вялікія адлегласці і працэсу выкарыстання; тэмпература тэрмічнага раскладання цвёрдага сегмента вышэйшая і дасягае 347°C. Распрацаваны клей, які не зацвярдзее пры высокай тэмпературы, мае добрую тэрмічную стабільнасць. Асфальтавая сумесь AC-13 са сталёвым шлакам павялічылася на 2,1%.

3) Калі ўтрыманне сталёвага шлаку дасягае 100%, гэта значыць, калі памер адзінкавых часціц ад 4,75 да 9,5 мм цалкам замяшчае вапняк, рэшткавая стабільнасць асфальтавай сумесі складае 85,6%, што на 0,5% вышэй, чым у асфальтавай сумесі AC-13 без сталёвага шлаку; каэфіцыент трываласці на раскол складае 80,8%, што на 0,5% вышэй, чым у асфальтавай сумесі AC-13 без сталёвага шлаку. Даданне адпаведнай колькасці сталёвага шлаку можа эфектыўна палепшыць рэшткавую стабільнасць і каэфіцыент трываласці на раскол асфальтавай сумесі AC-13 са сталёвым шлакам, а таксама можа эфектыўна палепшыць водаўстойлівасць асфальтавай сумесі.

1) Пры нармальных умовах выкарыстання пачатковая глейкасць поліўрэтанавага клею на аснове растваральніка, прыгатаванага шляхам увядзення самаробных гіперразгалінаваных палімераў і шматфункцыянальных поліізацыянатаў, складае каля 1500 мПа·с, што мае добрую глейкасць; тэрмін службы клеевага дыска дасягае 60 хвілін, што цалкам адпавядае патрабаванням да часу эксплуатацыі кампаній па вытворчасці гнуткай упакоўкі ў вытворчым працэсе.

2) З трываласці на адслойванне і трываласці цеплавога зварвання відаць, што падрыхтаваны клей хутка зацвярдзее пры пакаёвай тэмпературы. Няма вялікай розніцы ў хуткасці зацвярдзення пры пакаёвай тэмпературы і пры 40, 50 і 60 ℃, а таксама няма вялікай розніцы ў трываласці счаплення. Гэты клей можа цалкам зацвярдзець без высокай тэмпературы і хутка зацвярдзее.

3) Аналіз TGA паказвае, што клей мае добрую тэрмічную стабільнасць і можа адпавядаць тэмпературным патрабаванням падчас вытворчасці, транспарціроўкі і выкарыстання.