Studie iwwer Polyurethanklebstoff fir flexibel Verpackungen ouni Héichtemperaturhärtung
Eng nei Zort Polyurethanklebstoff gouf hiergestallt andeems Klengmolekül-Polysäuren a Klengmolekül-Polyole als Basis-Rohmaterialien fir d'Virbereedung vu Präpolymere benotzt goufen. Wärend dem Kettenverlängerungsprozess goufen hyperverzweigt Polymeren an HDI-Trimeren an d'Polyurethanstruktur agefouert. D'Testergebnisse weisen, datt de Klebstoff, deen an dëser Studie hiergestallt gouf, eng gëeegent Viskositéit, eng laang Liewensdauer vun der Klebstoffscheif huet, bei Raumtemperatur séier härte kann a gutt Bindungseigenschaften, Hëtzedichtungsstäerkt a thermesch Stabilitéit huet.
Komposit flexibel Verpackungen hunn d'Virdeeler vun engem exzellenten Ausgesinn, engem breede Gebrauchsberäich, engem prakteschen Transport an niddrege Verpackungskäschten. Zënter senger Aféierung gouf se wäit verbreet an der Liewensmëttelindustrie, Medizin, alldeeglecher Chemikalienindustrie, Elektronikindustrie an aneren Industrien agesat a gëtt vun de Konsumenten héich geschätzt. D'Leeschtung vu Komposit flexible Verpackungen hänkt net nëmmen vum Filmmaterial of, mä och vun der Leeschtung vum Kompositklebstoff. Polyurethanklebstoff huet vill Virdeeler, wéi héich Bindungsstäerkt, staark Upassungsfäegkeet, souwéi Hygiène a Sécherheet. Et ass de Moment de Mainstream-Ënnerstëtzungsklebstoff fir Komposit flexibel Verpackungen a gëtt vu grousse Klebstoffhersteller Fuerschungsfokus vu grousse Klebstoffhersteller ofgehalen.
Héichtemperaturalterung ass e wichtege Prozess bei der Virbereedung vu flexible Verpackungen. Mat den nationale politeschen Ziler vum "Kuelestoffpeak" an der "Kuelestoffneutralitéit" sinn gréngen Ëmweltschutz, Reduktioun vun niddrege Kuelestoffemissiounen, souwéi héich Effizienz an Energiespueren zu den Entwécklungsziler vun alle Beräicher vun der Gesellschaft ginn. D'Alterungstemperatur an d'Alterungszäit hunn e positiven Afloss op d'Schielfestigkeit vum Kompositfolie. Theoretesch gesinn, wat méi héich d'Alterungstemperatur an wat méi laang d'Alterungszäit ass, wat méi héich d'Reaktiounsofschlossquote ass an dest besser den Härtungseffekt ass. Wann d'Alterungstemperatur am aktuellen Produktiounsprozess erofgesat an d'Alterungszäit verkierzt ka ginn, ass et am beschten, d'Alterung net ze verlaangen, an d'Schnëtt- a Säckeschneiden kann no der Ausschaltung vun der Maschinn duerchgefouert ginn. Dëst kann net nëmmen d'Ziler vum gréngen Ëmweltschutz an der Reduktioun vun niddrege Kuelestoffemissiounen erreechen, mä och d'Produktiounskäschte spueren an d'Produktiounseffizienz verbesseren.
Dës Studie zielt drop of, en neien Typ vu Polyurethanklebstoff ze synthetiséieren, deen eng passend Viskositéit an eng Liewensdauer vun enger Klebstoffscheif während der Produktioun an dem Gebrauch huet, séier bei niddregen Temperaturen, am léifsten ouni héich Temperaturen, härte kann, an d'Leeschtung vu verschiddenen Indikatoren vu flexible Kompositverpackungen net beaflosst.
1.1 Experimentell Materialien Adipinsäure, Sebacinsäure, Ethylenglykol, Neopentylglykol, Diethylenglykol, TDI, HDI-Trimer, am Labor hiergestallten hyperverzweigten Polymer, Ethylacetat, Polyethylenfolie (PE), Polyesterfolie (PET), Aluminiumfolie (AL).
1.2 Experimentell Instrumenter Elektreschen Dëschuewen mat konstanter Temperatur an der Lofttrocknung: DHG-9203A, Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., Ltd.; Rotatiounsviskosimeter: NDJ-79, Shanghai Renhe Keyi Co., Ltd.; Universal Zuchprüfungsmaschinn: XLW, Labthink; Thermogravimetrischen Analysator: TG209, NETZSCH, Däitschland; Hëtzedichtungstester: SKZ1017A, Jinan Qingqiang Electromechanical Co., Ltd.
1.3 Synthesemethod
1) Virbereedung vum Prepolymer: De Véierhalskolben grëndlech dréchnen an N2 dran ginn, dann de gemoossene Klengmolekül-Polyol a Polysäure an de Véierhalskolben ginn a mam Réieren ufänken. Wann d'Temperatur déi agestallt Temperatur erreecht an d'Waasserausgab no beim theoretesche Waasserausgab läit, eng gewëssen Quantitéit Prouf fir den Säurewäerttest huelen. Wann de Säurewäert ≤20 mg/g ass, den nächste Schrëtt vun der Reaktioun starten; 100×10-6 doséierte Katalysator derbäiginn, den Vakuumausgangsrohr uschléissen an d'Vakuumpompel starten, d'Alkoholausgab iwwer de Vakuumgrad kontrolléieren, wann déi tatsächlech Alkoholausgab no beim theoretesche Alkoholausgab läit, eng gewëssen Prouf fir den Hydroxylwäerttest huelen, an d'Reaktioun ofbriechen wann den Hydroxylwäert den Designufuerderunge erfëllt. De kritt Polyurethan-Prepolymer gëtt fir de Standby-Benotzung verpackt.
2) Virbereedung vun engem lösungsmittelbaséierte Polyurethanklebstoff: Gidd de gemoossene Polyurethan-Prepolymer an den Ethylester an e Véierhalskolben, erhëtzt a réiert fir gläichméisseg ze verdeelen, da gitt de gemoossene TDI an de Véierhalskolben, haalt en 1,0 Stonn waarm, da gitt de selbstgemaachten hyperverzweigten Polymer am Laboratoire derbäi a reagéiert weider 2,0 Stonne laang. Gidd den HDI-Trimer lues a lues tropfensweis an de Véierhalskolben, haalt en 2,0 Stonne waarm, huelt Proben fir den NCO-Gehalt ze testen, killt of a gitt d'Material fir d'Verpakung fräi nodeems den NCO-Gehalt qualifizéiert ass.
3) Dréche Laminéierung: Ethylacetat, Haaptstoff an Härtungsmëttel an engem bestëmmte Verhältnis vermëschen a gläichméisseg réieren, dann d'Prouwe op enger dréchener Laminéierungsmaschinn opdroen a virbereeden.
1.4 Testcharakteriséierung
1) Viskositéit: Benotzt e Rotatiounsviskosimeter a kuckt Iech d'GB/T 2794-1995 Testmethod fir d'Viskositéit vu Klebstoffer un;
2) T-Schielfestigkeit: getest mat enger universeller Zuchprüfmaschinn, Bezuch op d'Schielfestigkeitsprüfmethod GB/T 8808-1998;
3) Dichtungsfestigkeit: Benotzt als éischt en Dichtungstester fir d'Dichtung duerchzeféieren, dann eng universell Zuchprüfungsmaschinn fir ze testen, kuckt d'GB/T 22638.7-2016 Dichtungsfestigkeitsprüfungsmethod;
4) Thermogravimetrisch Analyse (TGA): Den Test gouf mat engem thermogravimetrischen Analysator mat enger Heizgeschwindegkeet vun 10 ℃/min an engem Testtemperaturberäich vu 50 bis 600 ℃ duerchgefouert.
2.1 Ännerungen an der Viskositéit mat der Mëschreaktiounszäit D'Viskositéit vum Klebstoff an d'Liewensdauer vun der Gummi-Scheif si wichteg Indicateuren am Produktiounsprozess. Wann d'Viskositéit vum Klebstoff ze héich ass, ass d'Quantitéit u Klebstoff ze grouss, wat d'Erscheinung an d'Beschichtungskäschte vum Kompositfilm beaflosst; wann d'Viskositéit ze niddreg ass, ass d'Quantitéit u Klebstoff ze niddreg, an d'Faarf kann net effektiv infiltréiert ginn, wat och d'Erscheinung an d'Bindungsleistung vum Kompositfilm beaflosst. Wann d'Liewensdauer vun der Gummi-Scheif ze kuerz ass, klëmmt d'Viskositéit vum Klebstoff, deen am Klebstofftank gespäichert ass, ze séier, an de Klebstoff kann net glat opgedroe ginn, an d'Gummi-Walz ass net einfach ze botzen; wann d'Liewensdauer vun der Gummi-Scheif ze laang ass, beaflosst dat d'Erscheinung vun der Haftung an d'Bindungsleistung vum Kompositmaterial a souguer d'Härtungsquote, wouduerch d'Produktiounseffizienz vum Produkt beaflosst gëtt.
Eng entspriechend Viskositéitskontroll an d'Liewensdauer vun der Klebstoffscheif si wichteg Parameter fir déi gutt Notzung vu Klebstoffer. No der Produktiounserfahrung ginn den Haaptmëttel, Ethylacetat an den Härtmëttel op de passenden R-Wäert an d'Viskositéit ugepasst, an de Klebstoff gëtt mat enger Gummi-Walz am Klebstofftank gerullt, ouni Klebstoff op de Film opzedroen. D'Klebstoffproben ginn zu verschiddenen Zäitperioden fir d'Viskositéitstester geholl. Eng entspriechend Viskositéit, eng entspriechend Liewensdauer vun der Klebstoffscheif an eng séier Aushärtung bei niddregen Temperaturbedingungen si wichteg Ziler, déi vu lösungsmittelbaséierte Polyurethanklebstoffer während der Produktioun an dem Gebrauch verfollegt ginn.
2.2 Afloss vun der Alterungstemperatur op d'Schielfestigkeit Den Alterungsprozess ass dee wichtegsten, zäitopwännegsten, energieintensivesten a platzintensivesten Prozess fir flexibel Verpackungen. En beaflosst net nëmmen d'Produktiounsquote vum Produkt, mä nach méi wichteg ass, datt en d'Erscheinung an d'Klebeleistung vu flexible Kompositverpackungen beaflosst. Konfrontéiert mat den Ziler vun der Regierung vum "Kuelestoffpeak" an der "Kuelestoffneutralitéit" an dem haarde Maartkonkurrenz sinn Niddertemperaturalterung a séier Häertung effektiv Weeër fir e niddrege Energieverbrauch, eng gréng Produktioun an eng effizient Produktioun z'erreechen.
De PET/AL/PE-Kompositfolie gouf bei Raumtemperatur an dann bei 40, 50 an 60 ℃ gereift. Bei Raumtemperatur ass d'Schielfestigkeit vun der bannenzeger AL/PE-Kompositstruktur no 12 Stonnen Alterung stabil bliwwen, an d'Aushärtung war bal ofgeschloss; bei Raumtemperatur ass d'Schielfestigkeit vun der baussenzeger PET/AL-Héichbarrière-Kompositstruktur no 12 Stonnen Alterung bal stabil bliwwen, wat drop hiweist, datt den Héichbarrière-Foliematerial d'Aushärtung vum Polyurethanklebstoff beaflosst; beim Verglach vun den Aushärtungstemperaturbedingungen vun 40, 50 an 60 ℃ gouf keen offensichtlechen Ënnerscheed an der Aushärtungsgeschwindegkeet festgestallt.
Am Verglach mat de Mainstream-Léisungsmëttelbaséierte Polyurethanklebstoffer um aktuellen Maart ass d'Alterungszäit bei héijen Temperaturen am Allgemengen 48 Stonnen oder souguer méi laang. De Polyurethanklebstoff an dëser Studie kann d'Aushärtung vun der Héichbarrièrestruktur am Fong an 12 Stonnen bei Raumtemperatur ofschléissen. Den entwéckelte Klebstoff huet d'Funktioun vun der schneller Aushärtung. Duerch d'Aféierung vun hausgemaachten hyperverzweigten Polymeren a multifunktionellen Isocyanaten am Klebstoff, onofhängeg vun der Kompositstruktur vun der baussenzeger Schicht oder der Kompositstruktur vun der bannenzeger Schicht, ënnerscheet sech d'Schielfestigkeit ënner Raumtemperaturbedingungen net vill vun der Schielfestigkeit ënner Alterungsbedingungen bei héijen Temperaturen, wat drop hiweist, datt den entwéckelte Klebstoff net nëmmen d'Funktioun vun der schneller Aushärtung huet, mä och d'Funktioun vun der schneller Aushärtung ouni héich Temperatur huet.
2.3 Afloss vun der Alterungstemperatur op d'Dichtungsstäerkt D'Dichtungseigenschaften vu Materialien an den tatsächlechen Dichtungseffekt gi vu ville Faktoren beaflosst, wéi z. B. d'Dichtungsausrüstung, d'physikalesch a chemesch Leeschtungsparameter vum Material selwer, d'Dichtungszäit, den Dichtungsdrock an d'Dichtungstemperatur, asw. Jee no den tatsächleche Besoinen an der Erfahrung ginn e vernünftege Dichtungsprozess a -parameter festgeluecht, an den Dichtungsstäerktstest vum Kompositfilm nom Zesummesetzen gëtt duerchgefouert.
Wann de Kompositfilm just vun der Maschinn erof ass, ass d'Hëtztdichtungsstäerkt relativ niddreg, nëmmen 17 N/(15 mm). Zu dësem Zäitpunkt huet den Haftstoff just ugefaang ze verfestigen an kann net genuch Bindungskraaft liwweren. D'Stäerkt, déi zu dësem Zäitpunkt getest gëtt, ass d'Hëtztdichtungsstäerkt vum PE-Film; mat der Alterungszäit klëmmt d'Hëtztdichtungsstäerkt staark. D'Hëtztdichtungsstäerkt no 12 Stonnen Alterung ass am Fong d'selwecht wéi déi no 24 an 48 Stonnen, wat drop hiweist, datt d'Aushärtung am Fong an 12 Stonnen ofgeschloss ass, wat genuch Bindung fir verschidde Filmer erméiglecht, wat zu enger erhéichter Hëtztdichtungsstäerkt féiert. Aus der Ännerungskurve vun der Hëtztdichtungsstäerkt bei verschiddenen Temperaturen kann een erkennen, datt et ënner de selwechten Alterungszäitbedingungen net vill Ënnerscheed an der Hëtztdichtungsstäerkt tëscht der Alterung bei Raumtemperatur an de Bedingungen vun 40, 50 an 60 ℃ gëtt. D'Alterung bei Raumtemperatur kann den Effekt vun der Héichtemperaturalterung vollstänneg erreechen. Déi flexibel Verpackungsstruktur, déi mat dësem entwéckelte Haftstoff zesummegesat ass, huet eng gutt Hëtztdichtungsstäerkt ënner Héichtemperaturalterbedingungen.
2.4 Thermesch Stabilitéit vun der gehärter Folie Wärend der Notzung vu flexible Verpackungen ass d'Hëtztversiegelung an d'Produktioun vun Tüten noutwendeg. Nieft der thermescher Stabilitéit vum Foliematerial selwer bestëmmt d'thermesch Stabilitéit vun der gehärter Polyurethanfolie d'Leeschtung an d'Erscheinung vum fäerdege flexible Verpackungsprodukt. Dës Studie benotzt d'Method vun der thermescher gravimetrischer Analyse (TGA) fir d'thermesch Stabilitéit vun der gehärter Polyurethanfolie ze analyséieren.
De gehärtete Polyurethanfilm huet zwou offensichtlech Gewiichtsverloschtpeaken bei der Testtemperatur, déi der thermescher Zersetzung vum haarde Segment an dem mëllen Segment entspriechen. D'thermesch Zersetzungstemperatur vum mëllen Segment ass relativ héich, an den thermesche Gewiichtsverloscht fänkt bei 264°C un. Bei dëser Temperatur kann en d'Temperaturufuerderunge vum aktuellen Hëtzversiegelungsprozess fir mëll Verpackungen erfëllen, an d'Temperaturufuerderunge vun der Produktioun vun automatescher Verpackung oder Fëllung, dem Ferntransport vu Container an dem Gebrauchsprozess erfëllen; d'thermesch Zersetzungstemperatur vum haarde Segment ass méi héich a erreecht 347°C. Den entwéckelten Héichtemperatur-härtungsfräien Klebstoff huet eng gutt thermesch Stabilitéit. D'AC-13 Asphaltmëschung mat Stolschlack ass ëm 2,1% eropgaang.
3) Wann den Undeel u Stolschlack 100% erreecht, dat heescht, wann déi eenzel Partikelgréisst vun 4,75 bis 9,5 mm de Kalleksteen komplett ersetzt, ass de Reschtstabilitéitswäert vun der Asphaltmëschung 85,6%, wat 0,5% méi héich ass wéi dee vun der AC-13 Asphaltmëschung ouni Stolschlack; d'Spaltfestigkeitsverhältnis ass 80,8%, wat 0,5% méi héich ass wéi dee vun der AC-13 Asphaltmëschung ouni Stolschlack. D'Zousätz vun enger entspriechender Quantitéit u Stolschlack kann d'Reschtstabilitéit an d'Spaltfestigkeitsverhältnis vun der AC-13 Stolschlack-Asphaltmëschung effektiv verbesseren, an d'Waasserstabilitéit vun der Asphaltmëschung effektiv verbesseren.
1) Ënner normalen Benotzungsbedingungen ass déi initial Viskositéit vum lösungsmittelbaséierte Polyurethanklebstoff, deen duerch d'Aféierung vun hausgemaachten Hyperverzweigtpolymeren a multifunktionelle Polyisocyanate hiergestallt gëtt, ongeféier 1500 mPa·s, wat eng gutt Viskositéit huet; d'Liewensdauer vun der Klebscheif erreecht 60 Minutten, wat d'Betribszäitufuerderunge vu flexible Verpackungsfirmen am Produktiounsprozess vollstänneg erfëlle kann.
2) Un der Schielfestigkeit an der Versiegelungsfestigkeit kann een erkennen, datt de virbereete Klebstoff bei Raumtemperatur séier härte kann. Et gëtt keen groussen Ënnerscheed an der Härtungsgeschwindegkeet bei Raumtemperatur a bei 40, 50 an 60 ℃, an et gëtt keen groussen Ënnerscheed an der Bindungsfestigkeit. Dëse Klebstoff kann ouni héich Temperatur komplett härte ginn a kann séier härten.
3) D'TGA-Analyse weist, datt de Klebstoff eng gutt thermesch Stabilitéit huet a kann d'Temperaturufuerderunge während der Produktioun, dem Transport an dem Gebrauch erfëllen.
Zäitpunkt vun der Verëffentlechung: 13. Mäerz 2025