Valmistettiin uudenlainen polyuretaaniliima käyttämällä esipolymeerien perusraaka-aineina pienimolekyylisiä polyhappoja ja pienimolekyylisiä polyoleja. Ketjunpidennysprosessin aikana polyuretaanirakenteeseen lisättiin hyperhaarautuneita polymeerejä ja HDI-trimeeriä. Testitulokset osoittavat, että tässä tutkimuksessa valmistetulla liimalla on sopiva viskositeetti, pitkä liimalevyn käyttöikä, se voidaan nopeasti kovettaa huoneenlämmössä ja sillä on hyvät sidosominaisuudet, kuumasaumauslujuus ja lämpöstabiilisuus.

Joustokomposiittipakkausten etuna on hieno ulkonäkö, laaja käyttöalue, kätevä kuljetus ja alhaiset pakkauskustannukset. Käyttöönoton jälkeen sitä on käytetty laajalti elintarvikkeissa, lääkkeissä, päivittäisissä kemikaaleissa, elektroniikassa ja muilla teollisuudenaloilla, ja kuluttajat rakastavat sitä syvästi. Komposiittijoustopakkauksen suorituskyky ei liity pelkästään kalvomateriaaliin, vaan riippuu myös komposiittiliiman suorituskyvystä. Polyuretaaniliimalla on monia etuja, kuten korkea tarttumislujuus, vahva säädettävyys sekä hygienia ja turvallisuus. Se on tällä hetkellä valtavirtaa tukeva liima komposiittijoustopakkauksiin ja suurten liimavalmistajien tutkimuksen kohteena.

Korkeassa lämpötilassa vanhentaminen on välttämätön prosessi joustopakkausten valmistuksessa. Kansallisten poliittisten tavoitteiden "hiilen huippu" ja "hiilineutraalius" myötä vihreästä ympäristönsuojelusta, vähähiilisestä päästöjen vähentämisestä sekä korkeasta tehokkuudesta ja energiansäästöstä on tullut kaikkien elämänalojen kehitystavoitteita. Vanhenemislämpötila ja -aika vaikuttavat positiivisesti komposiittikalvon kuoriutumislujuuteen. Teoreettisesti mitä korkeampi vanhentamislämpötila ja mitä pidempi vanhentamisaika, sitä korkeampi reaktion loppuunsaattaminen ja sitä parempi kovetusvaikutus. Varsinaisessa tuotantosovellusprosessissa, jos vanhentamislämpötilaa voidaan alentaa ja ikääntymisaikaa lyhentää, on parasta olla vaatimatta vanhentamista, ja leikkaus ja säkitys voidaan suorittaa koneen sammutuksen jälkeen. Tällä voidaan saavuttaa vihreän ympäristönsuojelun ja vähähiilisen päästöjen vähentämisen tavoitteet, mutta myös säästää tuotantokustannuksia ja parantaa tuotannon tehokkuutta.

Tämän tutkimuksen tarkoituksena on syntetisoida uudentyyppinen polyuretaaniliima, jolla on sopiva viskositeetti ja liimalevyn käyttöikä tuotannon ja käytön aikana, joka kovettuu nopeasti alhaisissa lämpötiloissa, mieluiten ilman korkeaa lämpötilaa, eikä vaikuta erilaisten komposiittijoustopakkausten indikaattoreiden suorituskykyyn.

1.1 Koemateriaalit Adipiinihappo, sebasiinihappo, etyleeniglykoli, neopentyyliglykoli, dietyleeniglykoli, TDI, HDI-trimeeri, laboratoriossa valmistettu hyperhaarautunut polymeeri, etyyliasetaatti, polyeteenikalvo (PE), polyesterikalvo (PET), alumiinifolio (AL).
1.2 Kokeellinen laitteet Desktop sähköinen vakiolämpötilainen ilmakuivausuuni: DHG-9203A, Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co, Ltd; Rotaatioviskosimetri: NDJ-79, Shanghai Renhe Keyi Co., Ltd.; Yleiskäyttöinen vetolujuuskone: XLW, Labthink; Termogravimetrinen analysaattori: TG209, NETZSCH, Saksa; Lämpötiivisteen testaaja: SKZ1017A, Jinan Qingqiang Electromechanical Co., Ltd.
1.3 Synteesimenetelmä
1) Esipolymeerin valmistus: Kuivaa nelikaulakolvi perusteellisesti ja johda siihen N2, lisää sitten mitattu pienimolekyylinen polyoli ja polyhappo nelikaulakolviin ja aloita sekoittaminen. Kun lämpötila saavuttaa asetetun lämpötilan ja veden tuotto on lähellä teoreettista vesimäärää, ota tietty määrä näytettä happoarvotestiä varten. Kun happoarvo on < 20 mg/g, aloita seuraava reaktiovaihe; lisää 100×10-6 mitattu katalyytti, kytke alipaineputki ja käynnistä alipainepumppu, säädä alkoholin ulostulonopeutta tyhjiöasteella, kun todellinen alkoholin tuotto on lähellä teoreettista alkoholituottoa, ota tietty näyte hydroksyyliarvotestiä varten ja lopeta reaktio, kun hydroksyyliarvo täyttää suunnitteluvaatimukset. Saatu polyuretaaniesipolymeeri pakataan valmiuskäyttöä varten.
2) Liuotinpohjaisen polyuretaaniliiman valmistus: Lisää mitattu polyuretaaniesipolymeeri ja etyyliesteri nelikaulakolviin, kuumenna ja sekoita tasaisesti, lisää sitten mitattu TDI nelikaulakolviin, pidä lämpimänä 1,0 h, lisää sitten kotitekoinen hyperhaaroittunut polymeeri ja jatka HDI:n lisäämistä uudelleen laboratorioon hDI0. pisaroittain nelikaulakolviin, pidä lämpimänä 2,0 tuntia, ota näytteitä NCO-sisällön testaamiseksi, jäähdytä ja vapauta materiaalit pakkausta varten, kun NCO-pitoisuus on hyväksytty.
3) Kuivalinointi: Sekoita etyyliasetaatti, pääaine ja kovetusaine tietyssä suhteessa ja sekoita tasaisesti, levitä ja valmistele näytteet kuivalla laminointikoneella.

1.4 Testin karakterisointi
1) Viskositeetti: Käytä rotaatioviskosimetriä ja katso GB/T 2794-1995 Testausmenetelmä liimojen viskositeetille;
2) T-kuorintalujuus: testattu yleisellä vetotestauskoneella viitaten GB/T 8808-1998 irrotuslujuustestimenetelmään;
3) Kuumasauman lujuus: käytä ensin kuumasauman testauslaitetta kuumasaumauksen suorittamiseen, ja käytä sitten yleistä vetotestauskonetta testaamiseen, katso GB/T 22638.7-2016 kuumasauman lujuustestimenetelmä;
4) Termogravimetrinen analyysi (TGA): Testi suoritettiin käyttämällä termogravimetrista analysaattoria, jonka kuumennusnopeus oli 10 ℃/min ja testilämpötila-alue 50 - 600 ℃.

2.1 Viskositeetin muutokset sekoitusreaktioajan myötä Liiman viskositeetti ja kumilevyn käyttöikä ovat tärkeitä indikaattoreita tuotteen valmistusprosessissa. Jos liiman viskositeetti on liian korkea, levitettävä liimamäärä on liian suuri, mikä vaikuttaa komposiittikalvon ulkonäköön ja pinnoituskustannuksiin; Jos viskositeetti on liian alhainen, levitetyn liiman määrä on liian pieni, eikä muste voi tunkeutua tehokkaasti, mikä vaikuttaa myös komposiittikalvon ulkonäköön ja sidosominaisuuksiin. Jos kumilevyn käyttöikä on liian lyhyt, liimasäiliössä varastoidun liiman viskositeetti kasvaa liian nopeasti, eikä liimaa voida levittää tasaisesti, eikä kumitelaa ole helppo puhdistaa; jos kumilevyn käyttöikä on liian pitkä, se vaikuttaa komposiittimateriaalin alkuperäiseen tartuntanäköön ja sidoskykyyn ja jopa kovettumisnopeuteen, mikä vaikuttaa tuotteen tuotantotehokkuuteen.

Asianmukainen viskositeetin hallinta ja liimalevyn käyttöikä ovat tärkeitä parametreja liimojen hyvälle käytölle. Tuotantokokemuksen mukaan pääaine, etyyliasetaatti ja kovetusaine säädetään sopivaan R-arvoon ja viskositeettiin, ja liima rullataan liimasäiliössä kumitelalla levittämättä kalvoon liimaa. Liimanäytteet otetaan eri aikajaksoilla viskositeettitestausta varten. Sopiva viskositeetti, liimalevyn sopiva käyttöikä ja nopea kovettuminen alhaisissa lämpötiloissa ovat tärkeitä tavoitteita, joihin liuotinpohjaisilla polyuretaaniliimoilla pyritään tuotannon ja käytön aikana.

2.2 Vanhenemislämpötilan vaikutus kuoriutumislujuuteen Vanhentamisprosessi on joustopakkausten tärkein, aikaa vievä, energiaintensiivinen ja tilaa vievin prosessi. Se ei vaikuta vain tuotteen tuotantonopeuteen, vaan mikä vielä tärkeämpää, se vaikuttaa komposiittijoustopakkauksen ulkonäköön ja liimausominaisuuksiin. Hallituksen "hiilipiikin" ja "hiilineutraaliuden" tavoitteita ja kovaa kilpailua markkinoilla vastaan ​​ikääntyminen matalassa lämpötilassa ja nopea kovetus ovat tehokkaita tapoja saavuttaa alhainen energiankulutus, vihreä tuotanto ja tehokas tuotanto.

PET/AL/PE-komposiittikalvo vanhennettiin huoneenlämpötilassa ja 40, 50 ja 60 ℃:ssa. Huoneenlämmössä sisäkerroksen AL/PE-komposiittirakenteen kuoriutumislujuus pysyi vakaana 12 tunnin vanhentamisen jälkeen, ja kovetus oli periaatteessa valmis; huoneenlämpötilassa ulomman kerroksen PET/AL korkean esteen komposiittirakenteen kuoriutumislujuus pysyi periaatteessa vakaana 12 tunnin vanhentamisen jälkeen, mikä osoittaa, että korkeaesteinen kalvomateriaali vaikuttaa polyuretaaniliiman kovettumiseen; verrattaessa kovettumislämpötilaolosuhteita 40, 50 ja 60 ℃, kovettumisnopeudessa ei ollut selvää eroa.

Verrattuna nykyisillä markkinoilla oleviin valtavirran liuotinpohjaisiin polyuretaaniliimoihin, vanhenemisaika korkeassa lämpötilassa on yleensä 48 tuntia tai jopa pidempi. Tässä tutkimuksessa käytetty polyuretaaniliima voi periaatteessa suorittaa korkeaesteisen rakenteen kovettumisen 12 tunnissa huoneenlämpötilassa. Kehitetyn liiman tehtävänä on nopea kovettuminen. Kotitekoisten hyperhaaroittuneiden polymeerien ja monitoimisten isosyanaattien lisääminen liimaan, ulkokerroksen komposiittirakenteesta tai sisäkerroksen komposiittirakenteesta riippumatta, kuoriutumislujuus huoneenlämpötilassa ei juurikaan eroa kuoriutumislujuudesta korkean lämpötilan ikääntymisolosuhteissa, mikä osoittaa, että kehitetyllä liimalla ei ole vain nopean kovettumisen tehtävä, vaan sillä on myös nopea kovettuminen.

2.3 Vanhenemislämpötilan vaikutus kuumasaumauksen lujuuteen Materiaalien kuumasaumausominaisuuksiin ja todelliseen kuumasaumausvaikutukseen vaikuttavat monet tekijät, kuten kuumasaumauslaitteet, itse materiaalin fysikaaliset ja kemialliset suorituskykyparametrit, kuumasaumausaika, kuumasaumauspaine ja kuumasaumauslämpötila jne. Todellisten tarpeiden ja kokemuksen mukaan kohtuullinen kuumasaumaprosessi ja parametrit ovat kiinteät, ja komposiittikalvon kuumasaumauslujuustesti suoritetaan yhdistämisen jälkeen.

Kun komposiittikalvo on aivan koneen vieressä, kuumasaumauslujuus on suhteellisen alhainen, vain 17 N/(15 mm). Tällä hetkellä liima on juuri alkanut jähmettyä eikä pysty tarjoamaan riittävää sidosvoimaa. Tällä hetkellä testattu lujuus on PE-kalvon kuumasaumauslujuus; vanhenemisajan pidentyessä kuumasauman lujuus kasvaa jyrkästi. Kuumasaumauslujuus 12 tunnin vanhentamisen jälkeen on periaatteessa sama kuin 24 ja 48 tunnin jälkeen, mikä osoittaa, että kovettuminen on periaatteessa valmis 12 tunnissa, mikä tarjoaa riittävän sidoksen eri kalvoille, mikä lisää kuumasaumauksen lujuutta. Lämpösaumauksen lujuuden muutoskäyrästä eri lämpötiloissa voidaan nähdä, että samoissa vanhentamisaikaolosuhteissa ei ole paljon eroa kuumasaumauksen lujuudessa huoneenlämmössä tapahtuvan vanhentamisen ja 40, 50 ja 60 ℃ olosuhteiden välillä. Vanhentaminen huoneenlämmössä voi täysin saavuttaa korkean lämpötilan vanhenemisen vaikutuksen. Tällä kehitetyllä liimalla yhdistetyllä joustavalla pakkausrakenteella on hyvä kuumasaumauslujuus korkeissa lämpötiloissa.

2.4 Kovetetun kalvon lämpöstabiilisuus Joustopakkausten käytön aikana vaaditaan kuumasaumausta ja pussien valmistusta. Itse kalvomateriaalin lämpöstabiilisuuden lisäksi kovettuneen polyuretaanikalvon lämpöstabiilisuus määrää valmiin joustavan pakkaustuotteen suorituskyvyn ja ulkonäön. Tässä tutkimuksessa käytetään lämpögravimetrisen analyysin (TGA) menetelmää kovettuneen polyuretaanikalvon lämpöstabiilisuuden analysointiin.

Kovetetulla polyuretaanikalvolla on kaksi ilmeistä painohäviöpiikkiä testilämpötilassa, jotka vastaavat kovan ja pehmeän segmentin lämpöhajoamista. Pehmeän segmentin lämpöhajoamislämpötila on suhteellisen korkea ja lämpöpainon menetystä alkaa tapahtua 264 °C:ssa. Tässä lämpötilassa se voi täyttää nykyisen pehmeän pakkauksen kuumasaumausprosessin lämpötilavaatimukset ja täyttää automaattisen pakkauksen tai täytön, pitkän matkan konttien kuljetuksen ja käyttöprosessin lämpötilavaatimukset; kovan segmentin terminen hajoamislämpötila on korkeampi ja saavuttaa 347 °C. Kehitetyllä korkeassa lämpötilassa kovettumattomalla liimalla on hyvä lämmönkestävyys. AC-13-asfalttiseos teräskuonan kanssa kasvoi 2,1 %.

3) Kun teräskuonapitoisuus saavuttaa 100 %, eli kun yksittäinen hiukkaskoko 4,75-9,5 mm korvaa kalkkikiven kokonaan, asfalttiseoksen jäännösstabiilisuusarvo on 85,6 %, mikä on 0,5 % korkeampi kuin AC-13-asfalttiseoksella ilman teräskuonaa; halkaisulujuussuhde on 80,8 %, mikä on 0,5 % korkeampi kuin AC-13 asfalttiseoksella ilman teräskuonaa. Sopivan määrän teräskuonaa lisäämällä voidaan tehokkaasti parantaa AC-13-teräskuona-asfalttiseoksen jäännösstabiilisuutta ja halkeilulujuussuhdetta ja parantaa tehokkaasti asfalttiseoksen vesistabiilisuutta.

1) Normaaleissa käyttöolosuhteissa liuotinpohjaisen polyuretaaniliiman, joka on valmistettu lisäämällä kotitekoisia hyperhaarautuneita polymeerejä ja monitoimisia polyisosyanaatteja, alkuviskositeetti on noin 1500 mPa·s, jolla on hyvä viskositeetti; liimalevyn käyttöikä saavuttaa 60 minuuttia, mikä voi täyttää täysin joustopakkausyritysten käyttöaikavaatimukset tuotantoprosessissa.

2) Kuoriutumislujuudesta ja kuumasaumauslujuudesta voidaan nähdä, että valmistettu liima voi kovettua nopeasti huoneenlämmössä. Kovettumisnopeudessa ei ole suurta eroa huoneenlämmössä ja 40, 50 ja 60 ℃:ssa, eikä sidoslujuudessa ole suurta eroa. Tämä liima voidaan kovettaa täysin ilman korkeaa lämpötilaa ja se kovettuu nopeasti.

3) TGA-analyysi osoittaa, että liimalla on hyvä lämmönkestävyys ja se voi täyttää lämpötilavaatimukset tuotannon, kuljetuksen ja käytön aikana.