Новы тып паліурэтанавага клею быў падрыхтаваны з выкарыстаннем нізкамалекулярных полікіслот і нізкамалекулярных поліолаў у якасці асноўнай сыравіны для падрыхтоўкі прэпалімераў. Падчас працэсу падаўжэння ланцуга ў структуру паліурэтана былі ўведзены гіперразгалінаваныя палімеры і трымеры HDI. Вынікі выпрабаванняў паказваюць, што клей, прыгатаваны ў гэтым даследаванні, мае прыдатную глейкасць, працяглы тэрмін службы клейкага дыска, можа хутка зацвярдзець пры пакаёвай тэмпературы і валодае добрымі ўласцівасцямі склейвання, трываласцю тэрмічнага зварвання і тэрмічнай стабільнасцю.

Кампазітная гнуткая ўпакоўка мае такія перавагі, як вытанчаны знешні выгляд, шырокі спектр прымянення, зручная транспарціроўка і нізкі кошт упакоўкі. З моманту свайго з'яўлення ён шырока выкарыстоўваецца ў харчовай, медыцынскай, штодзённай хіміі, электроніцы і іншых галінах прамысловасці, і яго вельмі любяць спажыўцы. Прадукцыйнасць кампазітнай гнуткай упакоўкі залежыць не толькі ад плёнкавага матэрыялу, але і ад характарыстык кампазітнага клею. Поліўрэтанавы клей мае шмат пераваг, такіх як высокая трываласць склейвання, моцная рэгуляванасць, гігіенічнасць і бяспека. У цяперашні час гэта асноўны клей для кампазітнай гнуткай упакоўкі і цэнтр даследаванняў буйных вытворцаў клеяў.

Высокатэмпературнае старэнне - незаменны працэс пры вырабе гнуткай упакоўкі. Дзякуючы мэтам нацыянальнай палітыкі "пік выкідаў вугляроду" і "нейтралітэт вугляроду", экалагічная ахова навакольнага асяроддзя, скарачэнне выкідаў вугляроду з нізкім узроўнем выкідаў, а таксама высокая эфектыўнасць і энергазберажэнне сталі мэтамі развіцця ўсіх слаёў грамадства. Тэмпература старэння і час старэння станоўча ўплываюць на трываласць на адслаенне кампазітнай плёнкі. Тэарэтычна, чым вышэй тэмпература старэння і чым даўжэй час старэння, тым вышэй хуткасць завяршэння рэакцыі і лепшы эфект отвержденія. У рэальным працэсе вытворчасці, калі можна панізіць тэмпературу старэння і скараціць час старэння, лепш не патрабаваць старэння, а нарэзку і пакоўку ў мяшкі можна праводзіць пасля выключэння машыны. Гэта можа не толькі дасягнуць мэт экалагічнай аховы навакольнага асяроддзя і скарачэння выкідаў з нізкім утрыманнем вугляроду, але і зэканоміць вытворчыя выдаткі і павысіць эфектыўнасць вытворчасці.

Гэта даследаванне прызначана для сінтэзу новага тыпу паліурэтанавага клею, які мае адпаведную глейкасць і тэрмін службы клейкага дыска падчас вытворчасці і выкарыстання, можа хутка зацвярдзець ва ўмовах нізкай тэмпературы, пажадана без высокай тэмпературы, і не ўплывае на прадукцыйнасць розных паказчыкаў кампазітнай гнуткай упакоўкі.

1.1 Эксперыментальныя матэрыялы Адыпінавая кіслата, себацынавая кіслата, этыленгліколь, неапентылгліколь, дыэтыленгліколь, TDI, HDI трымер, лабараторны гіперразгалінаваны палімер, этылацэтат, поліэтыленавая плёнка (PE), поліэфірная плёнка (PET), алюмініевая фальга (AL).
1.2 Эксперыментальныя прыборы Настольная электрычная паветрана-сушыльная печ 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 цеплавога ўшчыльнення: SKZ1017A, Jinan Qingqiang Electromechanical Co., Ltd.
1.3 Метад сінтэзу
1) Падрыхтоўка преполимера: старанна высушыце чатырохгорлую колбу і прапусціце ў яе N2, затым дадайце адмераныя невялікія малекулы поліолу і полікіслаты ў чатырохгорлую колбу і пачніце памешваць. Калі тэмпература дасягне зададзенай тэмпературы і выхад вады будзе блізкі да тэарэтычнага, адбярыце пэўную колькасць пробы для праверкі кіслотнага значэння. Калі кіслотнае значэнне складае ≤20 мг/г, пачніце наступны этап рэакцыі; дадайце 100 × 10-6 дазаванага каталізатара, падключыце вакуумную хваставую трубу і запусціце вакуумны помпа, кантралюйце хуткасць выхаду спірту па ступені вакууму, калі фактычны выхад спірту будзе блізкі да тэарэтычнага выхаду спірту, вазьміце пэўную пробу для праверкі гідраксільнага значэння і спыніце рэакцыю, калі гідраксільнае значэнне адпавядае праектным патрабаванням. Атрыманы поліўрэтанавы преполимер пакуецца для выкарыстання ў рэжыме чакання.
2) Падрыхтоўка паліурэтанавага клею на аснове растваральніка: дадайце адмераны поліурэтанавы преполимер і этылавы эфір у чатырохгорлую колбу, нагрэйце і змяшайце для раўнамернага дыспергавання, затым дадайце адмераны TDI ў чатырохгорлую колбу, падтрымлівайце ў цяпле 1,0 гадзіну, затым дадайце самаробны гіперразгалінаваны палімер у лабараторыі і працягвайце рэакцыю 2,0 гадзіны, павольна дадайце HDI трымер па кроплях у чатырохгорлую колбу, падтрымлівайце ў цяпле 2,0 гадзіны, адбірайце пробы для праверкі ўтрымання NCO, астуджайце і адпусціце матэрыялы для ўпакоўкі пасля таго, як утрыманне NCO будзе кваліфікавана.
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) Глейкасць: выкарыстоўвайце ратацыйны вісказіметр і звярніцеся да GB/T 2794-1995 Метад выпрабаванняў на глейкасць клеяў;
2) Т-вобразная трываласць на адрыў: пратэставана з дапамогай універсальнай машыны для выпрабаванняў на расцяжэнне, спасылаючыся на метад выпрабавання на трываласць на адрыў GB/T 8808-1998;
3) Трываласць тэрмічнага зварвання: спачатку выкарыстоўвайце тэстар для тэрмічнага зварвання, затым выкарыстоўвайце універсальную машыну для выпрабаванняў на расцяжэнне, звярніцеся да метаду выпрабавання трываласці тэрмічнага зварвання GB/T 22638.7-2016;
4) Тэрмагравіметрычны аналіз (TGA): Тэст праводзіўся з выкарыстаннем тэрмагравіметрычнага аналізатара з хуткасцю нагрэву 10 ℃/хв і дыяпазонам тэмператур ад 50 да 600 ℃.

2.1 Змены глейкасці ў залежнасці ад часу рэакцыі змешвання Глейкасць клею і тэрмін службы гумовага дыска з'яўляюцца важнымі паказчыкамі ў працэсе вытворчасці прадукту. Калі глейкасць клею занадта высокая, колькасць нанесенага клею будзе занадта вялікім, што паўплывае на знешні выгляд і кошт пакрыцця кампазітнай плёнкі; калі глейкасць занадта нізкая, колькасць нанесенага клею будзе занадта нізкай, і чарніла не могуць быць эфектыўна пракрадзены, што таксама паўплывае на знешні выгляд і характарыстыкі склейвання кампазітнай плёнкі. Калі тэрмін службы гумовага дыска занадта кароткі, глейкасць клею, які захоўваецца ў баку для клею, будзе павялічвацца занадта хутка, і клей не можа наносіцца гладка, а гумовы валік няпроста чысціць; калі тэрмін службы гумовага дыска занадта доўгі, гэта паўплывае на першапачатковы выгляд адгезіі і характарыстыкі склейвання кампазітнага матэрыялу і нават паўплывае на хуткасць отвержденія, што паўплывае на эфектыўнасць вытворчасці прадукту.

Адпаведны кантроль глейкасці і тэрмін службы клейкага дыска з'яўляюцца важнымі параметрамі для эфектыўнага выкарыстання клеяў. У адпаведнасці з вопытам вытворчасці асноўны агент, этылацэтат і ацвярджальнік даводзяць да адпаведнага значэння R і глейкасці, і клей накатваюць у ёмістасць для клею гумовым валікам без нанясення клею на плёнку. Узоры клею адбіраюць у розныя перыяды часу для вызначэння глейкасці. Адпаведная глейкасць, адпаведны тэрмін службы клейкага дыска і хуткае зацвярдзенне пры нізкіх тэмпературах з'яўляюцца важнымі мэтамі, якія пераследуюць поліурэтанавыя клеі на аснове растваральнікаў падчас вытворчасці і выкарыстання.

2.2 Уплыў тэмпературы старэння на трываласць на адслаенне Працэс старэння з'яўляецца найбольш важным, працаёмкім, энергаёмістым і прасторавым працэсам для гнуткай упакоўкі. Гэта не толькі ўплывае на хуткасць вытворчасці прадукту, але, што яшчэ больш важна, гэта ўплывае на знешні выгляд і характарыстыкі склейвання кампазітнай гнуткай упакоўкі. Сутыкнуўшыся з мэтамі ўрада па "піку вугляроду" і "вугляроднай нейтральнасці", а таксама жорсткай канкурэнцыяй на рынку, нізкатэмпературнае старэнне і хуткае отверждение з'яўляюцца эфектыўнымі спосабамі дасягнуць нізкага спажывання энергіі, экалагічна чыстай вытворчасці і эфектыўнай вытворчасці.

Кампазітная плёнка PET/AL/PE вытрымлівалася пры пакаёвай тэмпературы і пры 40, 50 і 60 ℃. Пры пакаёвай тэмпературы трываласць на адрыў унутранага пласта кампазітнай структуры AL/PE заставалася стабільнай пасля старэння на працягу 12 гадзін, і отвержденія ў асноўным завяршылася; пры пакаёвай тэмпературы трываласць на адрыў высокабар'ернай кампазітнай структуры вонкавага пласта ПЭТ/АЛ заставалася ў асноўным стабільнай пасля вытрымкі на працягу 12 гадзін, што паказвае на тое, што плёнка з высокім бар'ерам будзе ўплываць на зацвярдзенне паліурэтанавага клею; параўноўваючы тэмпературныя ўмовы отвержденія 40, 50 і 60 ℃, відавочнай розніцы ў хуткасці отвержденія не было.

У параўнанні з асноўнымі поліўрэтанавымі клеямі на аснове растваральнікаў на сучасным рынку, час старэння пры высокай тэмпературы звычайна складае 48 гадзін або нават больш. Поліўрэтанавы клей у гэтым даследаванні можа ў асноўным завяршыць цвярдзенне структуры з высокім бар'ерам за 12 гадзін пры пакаёвай тэмпературы. Распрацаваны клей мае функцыю хуткага отвержденія. Увядзенне ў клей самаробных гіперразгалінаваных палімераў і шматфункцыянальных ізацыянатаў, незалежна ад кампазітнай структуры вонкавага пласта або кампазітнай структуры ўнутранага пласта, трываласць на адслаенне пры пакаёвай тэмпературы не моцна адрозніваецца ад трываласці на адслаенне ва ўмовах высокатэмпературнага старэння, што сведчыць аб тым, што распрацаваны клей не толькі мае функцыю хуткага зацвярдзення, але і мае функцыю хуткага зацвярдзення без высокай тэмпературы.

2.3 Уплыў тэмпературы старэння на трываласць тэрмічнага зварвання На характарыстыкі тэрмічнага зварвання матэрыялаў і фактычны эфект тэрмічнага зварвання ўплывае мноства фактараў, такіх як абсталяванне для тэрмічнага зварвання, фізічныя і хімічныя параметры самога матэрыялу, час тэрмічнага зварвання, ціск і тэмпература тэрмічнага зварвання і г. д. У адпаведнасці з рэальнымі патрэбамі і вопытам фіксуюцца разумны працэс і параметры тэрмічнага зварвання, а таксама праводзіцца выпрабаванне на трываласць тэрмічнага зварвання кампазітнай плёнкі пасля злучэння.

Калі кампазітная плёнка толькі што здымаецца з машыны, трываласць тэрмічнага зварвання адносна нізкая, усяго 17 Н/(15 мм). У гэты час клей толькі пачаў застываць і не можа забяспечыць дастатковую сілу склейвання. Трываласць, якую выпрабоўвалі ў гэты час, - гэта трываласць тэрмічнага зварвання плёнкі ПЭ; па меры павелічэння часу старэння трываласць термосварки рэзка ўзрастае. Трываласць тэрмічнага зварвання пасля вытрымкі на працягу 12 гадзін у асноўным такая ж, як і праз 24 і 48 гадзін, што сведчыць аб тым, што зацвярдзенне ў асноўным завяршаецца праз 12 гадзін, што забяспечвае дастатковую сувязь для розных плёнак, што прыводзіць да павышэння трываласці тэрмічнага зварвання. З крывой змены трываласці термосварки пры розных тэмпературах відаць, што пры аднолькавых умовах старэння няма вялікай розніцы ў трываласці термосварки паміж старэннем пры пакаёвай тэмпературы і ва ўмовах 40, 50 і 60 ℃. Вытрымка пры пакаёвай тэмпературы дазваляе цалкам дасягнуць эфекту высокатэмпературнага старэння. Гнуткая структура ўпакоўкі, складзеная з гэтага распрацаванага клею, мае добрую трываласць тэрмічнага зварвання ва ўмовах старэння пры высокай тэмпературы.

2.4 Тэрмастабільнасць зацвярдзелай плёнкі Падчас выкарыстання гнуткай упакоўкі патрабуецца тэрмічная зварка і выраб пакетаў. У дадатак да тэрмічнай устойлівасці самога матэрыялу плёнкі, тэрмаўстойлівасць зацвярдзелай поліурэтанавай плёнкі вызначае прадукцыйнасць і знешні выгляд гатовага гнуткага ўпаковачнага прадукту. У гэтым даследаванні выкарыстоўваецца метад тэрмічнага гравіметрычнага аналізу (TGA) для аналізу тэрмічнай стабільнасці отвержденной поліурэтанавай плёнкі.

Зацвярдзелая поліурэтанавая 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 ён можа адпавядаць тэмпературным патрабаванням бягучага працэсу тэрмічнага зварвання мяккай упакоўкі, а таксама можа адпавядаць тэмпературным патрабаванням вытворчасці аўтаматычнай упакоўкі або напаўнення, транспарціроўкі кантэйнераў на вялікія адлегласці і працэсу выкарыстання; тэмпература тэрмічнага раскладання цвёрдага сегмента вышэй, дасягаючы 347°C. Распрацаваны высокатэмпературны клей без отвержденія валодае добрай тэрмічнай стабільнасцю. Асфальтабетонная сумесь АС-13 са сталешлакам падаражэла на 2,1%.

3) Калі ўтрыманне стальнога дзындры дасягае 100%, гэта значыць, калі адзінкавы памер часціц ад 4,75 да 9,5 мм цалкам замяняе вапняк, значэнне рэшткавай стабільнасці асфальтавай сумесі складае 85,6%, што на 0,5% вышэй, чым у асфальтавай сумесі AC-13 без стальнога дзындры; каэфіцыент трываласці на расшчапленне складае 80,8%, што на 0,5% вышэй, чым у асфальтабетоннай сумесі АС-13 без сталешлаку. Даданне адпаведнай колькасці стальнога дзындры можа эфектыўна палепшыць рэшткавую ўстойлівасць і каэфіцыент трываласці на расшчапленне асфальтабетоннай сумесі з стальнога дзындры AC-13, а таксама можа эфектыўна палепшыць вадаўстойлівасць асфальтавай сумесі.

1) Пры звычайных умовах выкарыстання пачатковая глейкасць паліурэтанавага клею на аснове растваральніка, атрыманага шляхам увядзення самаробных гіперразгалінаваных палімераў і шматфункцыянальных поліізацыянатаў, складае каля 1500 мПа·с, што мае добрую глейкасць; тэрмін службы клейкага дыска дасягае 60 хвілін, што можа цалкам задаволіць патрабаванні да часу працы кампаній, якія займаюцца гнуткай упакоўкай, у працэсе вытворчасці.

2) Па трываласці на адслаенне і цеплавой зваркі відаць, што прыгатаваны клей можа хутка застываць пры пакаёвай тэмпературы. Няма вялікай розніцы ў хуткасці отвержденія пры пакаёвай тэмпературы і пры 40, 50 і 60 ℃, і няма вялікай розніцы ў трываласці склейвання. Гэты клей можна цалкам зацвярдзець без высокай тэмпературы і хутка зацвярдзець.

3) Аналіз TGA паказвае, што клей валодае добрай тэрмічнай стабільнасцю і можа адпавядаць тэмпературным патрабаванням падчас вытворчасці, транспарціроўкі і выкарыстання.