Naujo tipo poliuretano klijai buvo paruošti naudojant mažų molekulių polirūgštis ir mažų molekulių poliolius kaip pagrindines žaliavas prepolimerams gaminti. Grandinės pratęsimo proceso metu į poliuretano struktūrą buvo įvesti hiperšakotiniai polimerai ir HDI trimeriai. Bandymų rezultatai rodo, kad šiame tyrime paruošti klijai turi tinkamą klampumą, ilgą klijų disko tarnavimo laiką, greitai sukietėja kambario temperatūroje, pasižymi geromis sukibimo savybėmis, karščio sandarinimo stiprumu ir terminiu stabilumu.

Sudėtinės lanksčios pakuotės pranašumai yra išskirtinė išvaizda, platus pritaikymo spektras, patogus transportavimas ir mažos pakavimo išlaidos. Nuo pat pristatymo jis buvo plačiai naudojamas maisto, medicinos, kasdienės chemijos, elektronikos ir kitose pramonės šakose ir yra labai mėgstamas vartotojų. Kompozitinės lanksčios pakuotės eksploatacinės savybės yra susijusios ne tik su plėvelės medžiaga, bet ir nuo kompozicinių klijų savybių. Poliuretano klijai turi daug privalumų, tokių kaip didelis sukibimo stiprumas, geras reguliuojamumas, higiena ir sauga. Šiuo metu tai yra pagrindiniai pagalbiniai kompozitinių lanksčių pakuočių klijai ir didžiausių klijų gamintojų tyrimų objektas.

Senėjimas aukštoje temperatūroje yra nepakeičiamas procesas ruošiant lanksčią pakuotę. Nacionalinės politikos tikslams – anglies dioksido piko“ ir „anglies neutralumo“ – ekologiška aplinkos apsauga, mažo anglies dioksido išmetimo mažinimas, didelis efektyvumas ir energijos taupymas tapo visų visuomenės sluoksnių vystymosi tikslais. Senėjimo temperatūra ir senėjimo laikas turi teigiamą poveikį kompozicinės plėvelės nusilupimo stiprumui. Teoriškai, kuo aukštesnė senėjimo temperatūra ir ilgesnis senėjimo laikas, tuo didesnis reakcijos užbaigimo greitis ir geresnis kietėjimo efektas. Faktiniame gamybos procese, jei senėjimo temperatūrą galima sumažinti ir senėjimo laiką sutrumpinti, geriausia nereikalauti sendinimo, o pjaustymas ir maišymas gali būti atliekamas mašinai išjungus. Taip galima ne tik pasiekti ekologiškos aplinkos apsaugos ir mažo anglies dvideginio emisijos mažinimo tikslus, bet ir sutaupyti gamybos sąnaudas bei pagerinti gamybos efektyvumą.

Šiuo tyrimu siekiama susintetinti naujo tipo poliuretaninius klijus, kurie turi tinkamą klampumą ir klijų disko tarnavimo laiką gamybos ir naudojimo metu, gali greitai sukietėti esant žemai temperatūrai, pageidautina be aukštos temperatūros, ir neturintys įtakos įvairių kompozitinės lanksčios pakuotės rodiklių veikimui.

1.1 Eksperimentinės medžiagos Adipo rūgštis, sebako rūgštis, etilenglikolis, neopentilglikolis, dietileno glikolis, TDI, HDI trimeris, laboratorijoje pagamintas hiperšakotas polimeras, etilo acetatas, polietileno plėvelė (PE), poliesterio plėvelė (PET), aliuminio folija (AL).
1.2 Eksperimentiniai instrumentai Stalinė elektrinė pastovios temperatūros oro džiovinimo krosnelė: DHG-9203A, Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., Ltd.; Rotacinis viskozimetras: NDJ-79, Shanghai Renhe Keyi Co., Ltd.; Universali tempimo bandymo mašina: XLW, Labthink; Termogravimetrinis analizatorius: TG209, NETZSCH, Vokietija; Šilumos sandarinimo testeris: SKZ1017A, Jinan Qingqiang Electromechanical Co., Ltd.
1.3 Sintezės metodas
1) Prepolimero paruošimas: gerai išdžiovinkite keturkaklę kolbą ir įpilkite į ją N2, tada į keturkaklę kolbą įpilkite išmatuoto mažos molekulės poliolio ir polirūgšties ir pradėkite maišyti. Kai temperatūra pasiekia nustatytą temperatūrą ir vandens išeiga yra artima teorinei vandens išeigai, paimkite tam tikrą kiekį mėginio rūgšties kiekio tyrimui. Kai rūgšties reikšmė yra ≤20 mg/g, pradėkite kitą reakcijos etapą; pridėkite 100 × 10-6 dozuotą katalizatorių, prijunkite vakuuminį išmetimo vamzdį ir paleiskite vakuuminį siurblį, reguliuokite alkoholio išėjimo greitį vakuumo laipsniu, kai faktinė alkoholio išeiga artima teorinei alkoholio išeigai, paimkite tam tikrą mėginį hidroksilo kiekio tyrimui ir nutraukite reakciją, kai hidroksilo vertė atitinka projektinius reikalavimus. Gautas poliuretano prepolimeras supakuotas naudoti budėjimo režimu.
2) Tirpiklio pagrindo poliuretano klijų paruošimas: į keturkaklę kolbą supilkite išmatuotą poliuretano prepolimerą ir etilo esterį, pakaitinkite ir išmaišykite, kad tolygiai pasiskirstytų, tada įpilkite išmatuotą TDI į keturkaklę kolbą, palaikykite šiltai 1,0 val., tada įpilkite naminio hiperšakoto polimero, jei norite, hDI lėtai įpilkite į HDI. įlašinkite į keturkaklę kolbą, laikykite šiltai 2,0 val., paimkite mėginius NCO kiekiui ištirti, atvėsinkite ir išleiskite medžiagas pakuoti po to, kai NCO kiekis bus kvalifikuotas.
3) Sausas laminavimas: Sumaišykite etilo acetatą, pagrindinį agentą ir kietiklį tam tikra proporcija ir tolygiai išmaišykite, tada užtepkite ir paruoškite mėginius sausoje laminavimo mašinoje.

1.4 Testo apibūdinimas
1) Klampumas: naudokite sukamąjį viskozimetrą ir vadovaukitės GB/T 2794-1995 Klijų klampumo tyrimo metodas;
2) T formos atlupimo stiprumas: išbandytas naudojant universalią tempimo bandymo mašiną, remiantis GB/T 8808-1998 nulupimo stiprumo bandymo metodu;
3) Šilumos sandarinimo stiprumas: pirmiausia naudokite karščio sandarinimo testerį, kad atliktumėte sandarinimą, tada naudokite universalią tempimo bandymo mašiną, žr. GB/T 22638.7-2016 karščio sandarinimo stiprumo bandymo metodą;
4) Termogravimetrinė analizė (TGA): bandymas buvo atliktas naudojant termogravimetrinį analizatorių, kurio šildymo greitis yra 10 ℃ /min, o bandymo temperatūros diapazonas yra nuo 50 iki 600 ℃.

2.1 Klampumo pokyčiai, vykstant maišymo reakcijos laikui Klijų klampumas ir guminio disko tarnavimo laikas yra svarbūs gaminio gamybos proceso rodikliai. Jei klijų klampumas yra per didelis, klijų kiekis bus per didelis, o tai turės įtakos kompozicinės plėvelės išvaizdai ir padengimo kainai; Jei klampumas yra per mažas, klijų kiekis bus per mažas, o rašalas negali būti veiksmingai įsiskverbęs, o tai taip pat turės įtakos kompozicinės plėvelės išvaizdai ir sukibimui. Jei guminio disko eksploatavimo laikas yra per trumpas, klijų talpykloje laikomų klijų klampumas padidės per greitai, klijai nepasiteisins sklandžiai, o guminį volelį nuvalyti nelengva; Jei guminio disko eksploatavimo laikas yra per ilgas, tai turės įtakos pradinei kompozitinės medžiagos sukibimo išvaizdai ir sukibimo savybėms ir netgi paveiks kietėjimo greitį, taip paveikdamas gaminio gamybos efektyvumą.

Tinkama klampumo kontrolė ir klijų disko naudojimo laikas yra svarbūs tinkamo klijų naudojimo parametrai. Remiantis gamybos patirtimi, pagrindinis agentas, etilo acetatas ir kietiklis yra sureguliuoti iki atitinkamos R vertės ir klampumo, o klijai suvyniojami į klijų baką guminiu voleliu, netepant plėvelės klijų. Klijų mėginiai paimami skirtingais laikotarpiais klampumui tirti. Tinkamas klampumas, tinkamas klijų disko eksploatavimo laikas ir greitas kietėjimas žemoje temperatūroje yra svarbūs tikslai, kurių siekia tirpiklių pagrindu pagaminti poliuretaniniai klijai gamybos ir naudojimo metu.

2.2 Senėjimo temperatūros įtaka lupimo stiprumui Senėjimo procesas yra pats svarbiausias, daug laiko reikalaujantis, daug energijos ir vietos reikalaujantis lanksčių pakuočių procesas. Tai ne tik turi įtakos gaminio gamybos greičiui, bet, dar svarbiau, turi įtakos sudėtinės lanksčios pakuotės išvaizdai ir sukibimui. Atsižvelgiant į vyriausybės „anglies smailės“ ir „anglies neutralumo“ tikslus bei aršią konkurenciją rinkoje, senėjimas žemoje temperatūroje ir greitas kietėjimas yra veiksmingi būdai pasiekti mažą energijos suvartojimą, ekologišką gamybą ir efektyvią gamybą.

PET / AL / PE kompozicinė plėvelė buvo sendinta kambario temperatūroje ir 40, 50 ir 60 ℃ temperatūroje. Kambario temperatūroje vidinio sluoksnio AL/PE kompozicinės struktūros atlupimo stiprumas išliko stabilus po sendinimo 12 valandų, o kietėjimas iš esmės buvo baigtas; kambario temperatūroje išorinio sluoksnio PET/AL aukšto barjero kompozito struktūros atsparumas iš esmės išliko stabilus po 12 valandų senėjimo, o tai rodo, kad aukšto barjero plėvelės medžiaga turės įtakos poliuretano klijų kietėjimui; lyginant kietėjimo temperatūros sąlygas 40, 50 ir 60 ℃, nebuvo akivaizdaus kietėjimo greičio skirtumo.

Palyginti su pagrindiniais tirpiklių pagrindo poliuretano klijais dabartinėje rinkoje, senėjimo aukštoje temperatūroje laikas paprastai yra 48 valandos ar net ilgiau. Šiame tyrime naudojami poliuretano klijai iš esmės gali užbaigti aukšto barjero struktūros sukietėjimą per 12 valandų kambario temperatūroje. Sukurti klijai atlieka greito kietėjimo funkciją. Namų gamybos hiperšakotų polimerų ir daugiafunkcinių izocianatų įdėjimas į klijus, neatsižvelgiant į išorinio sluoksnio kompozicinę struktūrą ar vidinio sluoksnio kompozicinę struktūrą, atsilupimo stiprumas kambario temperatūroje nedaug skiriasi nuo atsilupimo stiprumo senstant aukštoje temperatūroje, o tai rodo, kad sukurti klijai atlieka ne tik greito kietėjimo funkciją, bet ir greito kietėjimo funkciją.

2.3 Senėjimo temperatūros įtaka šiluminio sandarinimo stiprumui Medžiagų sandarinimo šiluminio sandarinimo charakteristikoms ir faktiniam šiluminio sandarinimo efektui turi įtakos daugelis veiksnių, pvz., karščio sandarinimo įranga, pačios medžiagos fiziniai ir cheminiai veikimo parametrai, terminio sandarinimo laikas, sandarinimo slėgis ir šiluminio sandarinimo temperatūra ir kt. Atsižvelgiant į faktinius poreikius ir patirtį, nustatomas pagrįstas terminio sandarinimo procesas ir parametrai, o po sumaišymo atliekamas kompozitinės plėvelės atsparumo karščiui bandymas.

Kai kompozicinė plėvelė yra prie pat mašinos, karščio sandarinimo stipris yra palyginti mažas, tik 17 N/(15 mm). Šiuo metu klijai ką tik pradėjo kietėti ir negali užtikrinti pakankamos sukibimo jėgos. Šiuo metu išbandytas stiprumas yra PE plėvelės šilumos sandarumo stiprumas; ilgėjant senėjimo laikui, karščio sandarinimo stiprumas smarkiai padidėja. Šilumos sandarinimo stiprumas po sendinimo 12 valandų iš esmės yra toks pat kaip ir po 24 ir 48 valandų, o tai rodo, kad kietėjimas iš esmės baigiamas per 12 valandų, todėl užtikrinamas pakankamas skirtingų plėvelių sukibimas, todėl padidėja šilumos sandarinimo stiprumas. Iš karščio sandarinimo stiprumo pokyčio kreivės esant skirtingoms temperatūroms matyti, kad esant toms pačioms senėjimo sąlygoms, nėra daug šilumos sandarinimo stiprumo skirtumų tarp sendinimo kambario temperatūroje ir 40, 50 ir 60 ℃ sąlygų. Senstant kambario temperatūroje galima visiškai pasiekti senėjimo aukštoje temperatūroje efektą. Lanksčios pakuotės struktūra, sudaryta iš šių sukurtų klijų, pasižymi geru karščio sandarinimo stiprumu senstant aukštoje temperatūroje.

2.4 Sukietėjusios plėvelės terminis stabilumas Naudojant lanksčią pakuotę, būtinas terminis sandarinimas ir maišelių gamyba. Be pačios plėvelės medžiagos šiluminio stabilumo, kietintos poliuretano plėvelės terminis stabilumas lemia gatavo lanksčios pakuotės produkto veikimą ir išvaizdą. Šiame tyrime naudojamas šiluminės gravimetrinės analizės (TGA) metodas, skirtas išanalizuoti sukietintos poliuretano plėvelės terminį stabilumą.

Sukietėjusi poliuretano plėvelė turi dvi akivaizdžias svorio netekimo smailes bandymo temperatūroje, atitinkančias kietojo ir minkštojo segmento terminį skilimą. Minkšto segmento terminio skilimo temperatūra yra santykinai aukšta, o šiluminis svoris pradeda mažėti esant 264°C. Esant tokiai temperatūrai, jis gali atitikti dabartinio minkštos pakuotės terminio sandarinimo proceso temperatūros reikalavimus ir gali atitikti automatinio pakavimo ar užpildymo, konteinerių transportavimo tolimais atstumais ir naudojimo proceso temperatūros reikalavimus; kietojo segmento terminio skilimo temperatūra aukštesnė, siekia 347°C. Sukurti aukštos temperatūros kietėjantys klijai turi gerą terminį stabilumą. AC-13 asfalto mišinys su plieno šlaku padidėjo 2,1 proc.

3) Kai plieno šlako kiekis pasiekia 100%, tai yra, kai vienos dalelės dydis nuo 4,75 iki 9,5 mm visiškai pakeičia kalkakmenį, asfalto mišinio likutinė stabilumo vertė yra 85,6%, tai yra 0,5% didesnė nei AC-13 asfalto mišinio be plieno šlako; skilimo stiprio santykis yra 80,8%, tai yra 0,5% didesnis nei AC-13 asfalto mišinio be plieno šlako. Pridėjus atitinkamą kiekį plieno šlako, galima veiksmingai pagerinti AC-13 plieno šlako asfalto mišinio likutinį stabilumą ir skilimo stiprumo santykį, taip pat gali efektyviai pagerinti asfalto mišinio vandens stabilumą.

1) Įprastomis naudojimo sąlygomis tirpiklio pagrindu pagamintų poliuretano klijų, pagamintų naudojant naminius hiperšakotinius polimerus ir daugiafunkcinius poliizocianatus, pradinė klampumas yra apie 1500 mPa·s, o tai turi gerą klampumą; lipniojo disko tarnavimo laikas siekia 60 min, o tai gali visiškai atitikti lanksčios pakuotės įmonių veikimo laiko reikalavimus gamybos procese.

2) Iš lupimo stiprumo ir karščio sandarinimo stiprumo matyti, kad paruošti klijai gali greitai sukietėti kambario temperatūroje. Kietėjimo greitis kambario temperatūroje ir 40, 50 ir 60 ℃ nėra didelis, o sukibimo stiprumas nesiskiria. Šie klijai gali visiškai sukietėti be aukštos temperatūros ir greitai sukietėja.

3) TGA analizė rodo, kad klijai turi gerą terminį stabilumą ir gali atitikti temperatūros reikalavimus gamybos, transportavimo ir naudojimo metu.