En ny typ av polyuretanlim framställdes genom att använda småmolekylära polysyror och småmolekylära polyoler som de grundläggande råmaterialen för att framställa prepolymerer. Under kedjeförlängningsprocessen infördes hyperförgrenade polymerer och HDI-trimerer i polyuretanstrukturen. Testresultaten visar att limmet som framställts i denna studie har lämplig viskositet, lång livslängd för limskivor, kan härdas snabbt i rumstemperatur och har goda bindningsegenskaper, värmeförseglingshållfasthet och termisk stabilitet.

Komposit flexibel förpackning har fördelarna med utsökt utseende, brett användningsområde, bekväm transport och låg förpackningskostnad. Sedan introduktionen har den använts i stor utsträckning inom livsmedel, medicin, dagliga kemikalier, elektronik och andra industrier och är djupt älskad av konsumenterna. Prestandan hos flexibla kompositförpackningar är inte bara relaterad till filmmaterialet, utan beror också på kompositlimmets prestanda. Polyuretanlim har många fördelar såsom hög vidhäftningsstyrka, stark justerbarhet samt hygien och säkerhet. Det är för närvarande det vanliga stödjande limmet för flexibla kompositförpackningar och fokus för forskning av stora limtillverkare.

Högtemperaturåldring är en oumbärlig process vid framställningen av flexibla förpackningar. Med de nationella politiska målen "koldioxidtopp" och "kolneutralitet" har grönt miljöskydd, minskning av koldioxidutsläpp och hög effektivitet och energibesparing blivit utvecklingsmålen för alla samhällsskikt. Åldringstemperaturen och åldringstiden har en positiv effekt på fläkhållfastheten hos kompositfilmen. Teoretiskt sett gäller att ju högre åldringstemperatur och ju längre åldringstiden, desto högre reaktionsfullbordandehastighet och desto bättre härdningseffekt. I den faktiska tillverkningsprocessen, om åldringstemperaturen kan sänkas och åldringstiden kan förkortas, är det bäst att inte kräva åldring, och skärning och packning kan utföras efter att maskinen är avstängd. Detta kan inte bara uppnå målen om grönt miljöskydd och minskade koldioxidutsläpp, utan också spara produktionskostnader och förbättra produktionseffektiviteten.

Denna studie är avsedd att syntetisera en ny typ av polyuretanlim som har lämplig viskositet och limskivans livslängd under produktion och användning, kan härda snabbt under låga temperaturförhållanden, helst utan hög temperatur, och som inte påverkar prestandan hos olika indikatorer för flexibla kompositförpackningar.

1.1 Experimentmaterial Adipinsyra, sebacinsyra, etylenglykol, neopentylglykol, dietylenglykol, TDI, HDI-trimer, laboratorietillverkad hypergrenad polymer, etylacetat, polyetenfilm (PE), polyesterfilm (PET), aluminiumfolie (AL).
1.2 Experimentella instrument Desktop elektrisk konstant temperatur lufttorkugn: DHG-9203A, Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., Ltd.; Rotationsviskosimeter: NDJ-79, Shanghai Renhe Keyi Co., Ltd.; Universal dragprovningsmaskin: XLW, Labthink; Termogravimetrisk analysator: TG209, NETZSCH, Tyskland; Värmeförseglingsprovare: SKZ1017A, Jinan Qingqiang Electromechanical Co., Ltd.
1.3 Syntesmetod
1) Beredning av prepolymer: Torka den fyrhalsade kolven noggrant och för in N2 i den, tillsätt sedan den uppmätta småmolekylära polyolen och polysyran i den fyrhalsade kolven och börja röra om. När temperaturen når den inställda temperaturen och vattenuttaget är nära det teoretiska vattenuttaget, ta en viss mängd prov för syravärdetest. När syravärdet är ≤20 mg/g, starta nästa steg i reaktionen; tillsätt 100×10-6 mätt katalysator, anslut vakuumslutröret och starta vakuumpumpen, kontrollera alkoholutmatningshastigheten med vakuumgraden, när den faktiska alkoholutmatningen är nära den teoretiska alkoholutmatningen, ta ett visst prov för hydroxylvärdestest och avbryt reaktionen när hydroxylvärdet uppfyller designkraven. Den erhållna polyuretanprepolymeren är förpackad för standby-användning.
2) Beredning av lösningsmedelsbaserat polyuretanlim: Tillsätt uppmätt polyuretanprepolymer och etylester i en fyrhalsad kolv, värm och rör om för att fördela jämnt, tillsätt sedan uppmätt TDI i den fyrhalsade kolven, håll varmt i 1,0 h, tillsätt sedan den hemgjorda hyperförgrenade polymeren i 20 timmar i laboratoriet och fortsätt långsamt i laboratoriet. trimma droppvis ner i den fyrhalsade kolven, håll varm i 2,0 timmar, ta prover för att testa NCO-halten, kyl ner och släpp materialet för förpackning efter att NCO-innehållet är kvalificerat.
3) Torrlaminering: Blanda etylacetat, huvudmedel och härdare i en viss proportion och rör om jämnt, applicera och förbered sedan prover på en torr lamineringsmaskin.

1.4 Testkarakterisering
1) Viskositet: Använd en rotationsviskosimeter och se GB/T 2794-1995 Testmetod för viskositet hos lim;
2) T-skalhållfasthet: testad med en universell dragprovningsmaskin, med hänvisning till GB/T 8808-1998 testmetod för skalhållfasthet;
3) Värmeförseglingshållfasthet: använd först en värmeförseglingstestare för att utföra värmeförsegling, använd sedan en universell dragprovningsmaskin för att testa, se GB/T 22638.7-2016 värmeförseglingshållfasthetstestmetod;
4) Termogravimetrisk analys (TGA): Testet utfördes med en termogravimetrisk analysator med en uppvärmningshastighet på 10 ℃/min och ett testtemperaturområde på 50 till 600 ℃.

2.1 Förändringar i viskositet med blandningsreaktionstid Limmets viskositet och gummiskivans livslängd är viktiga indikatorer i produktproduktionsprocessen. Om limmets viskositet är för hög, kommer mängden lim som appliceras att vara för stor, vilket påverkar utseendet och beläggningskostnaden för kompositfilmen; om viskositeten är för låg kommer mängden lim som appliceras att vara för låg och bläcket kan inte effektivt infiltreras, vilket också kommer att påverka utseendet och bindningsförmågan hos kompositfilmen. Om gummiskivans livslängd är för kort kommer viskositeten hos limet som lagras i limtanken att öka för snabbt, och limet kan inte appliceras smidigt och gummivalsen är inte lätt att rengöra; om gummiskivans livslängd är för lång, kommer det att påverka det ursprungliga vidhäftningsutseendet och bindningsförmågan hos kompositmaterialet, och till och med påverka härdningshastigheten, vilket påverkar produktens produktionseffektivitet.

Lämplig viskositetskontroll och limskivans livslängd är viktiga parametrar för en god användning av lim. Enligt produktionserfarenhet justeras huvudmedlet, etylacetat och härdare till lämpligt R-värde och viskositet, och limmet rullas i limtanken med en gummirulle utan att applicera lim på filmen. Limproverna tas vid olika tidsperioder för viskositetstestning. Lämplig viskositet, lämplig livslängd för limskivan och snabb härdning under låga temperaturer är viktiga mål som eftersträvas av lösningsmedelsbaserade polyuretanlim under produktion och användning.

2.2 Åldringstemperaturens effekt på skalhållfastheten Åldringsprocessen är den viktigaste, tidskrävande, energi- och utrymmeskrävande processen för flexibla förpackningar. Det påverkar inte bara produktens produktionshastighet, utan ännu viktigare, det påverkar utseendet och bindningsförmågan hos flexibla kompositförpackningar. Inför regeringens mål om "koldioxidtopp" och "koldioxidneutralitet" och hård konkurrens på marknaden är lågtemperaturåldring och snabb härdning effektiva sätt att uppnå låg energiförbrukning, grön produktion och effektiv produktion.

PET/AL/PE-kompositfilmen åldrades vid rumstemperatur och vid 40, 50 och 60 ℃. Vid rumstemperatur förblev fläkhållfastheten hos det inre skiktets AL/PE-kompositstruktur stabil efter åldring i 12 timmar, och härdningen var i princip fullbordad; vid rumstemperatur förblev fläkhållfastheten hos det yttre skiktet PET/AL högbarriärkompositstruktur i princip stabil efter åldring i 12 timmar, vilket indikerar att det högbarriärfilmsmaterialet kommer att påverka härdningen av polyuretanlimmet; vid jämförelse av härdningstemperaturförhållandena på 40, 50 och 60 ℃ fanns det ingen uppenbar skillnad i härdningshastigheten.

Jämfört med vanliga lösningsmedelsbaserade polyuretanlim på den nuvarande marknaden är åldringstiden vid hög temperatur i allmänhet 48 timmar eller ännu längre. Polyuretanlimmet i denna studie kan i princip slutföra härdningen av högbarriärstrukturen på 12 timmar vid rumstemperatur. Det utvecklade limmet har funktionen att snabbt härda. Införandet av hemgjorda hyperförgrenade polymerer och multifunktionella isocyanater i limmet, oavsett ytterskiktets kompositstruktur eller det inre skiktets kompositstruktur, skiljer sig fläkhållfastheten under rumstemperaturförhållanden inte mycket från skalhållfastheten under högtemperatur-åldringsförhållanden, vilket indikerar att det utvecklade limmet inte bara har funktionen av snabb härdning utan snabb härdning utan också har funktionen av snabb härdning.

2.3 Effekt av åldringstemperatur på värmeförseglingshållfasthet Materialens värmeförseglingsegenskaper och den faktiska värmeförseglingseffekten påverkas av många faktorer, såsom värmeförseglingsutrustning, fysikaliska och kemiska prestandaparametrar för själva materialet, värmeförseglingstid, värmeförseglingstryck och värmeförseglingstemperatur, etc. Enligt faktiska behov och erfarenhet är en rimlig värmeförseglingsprocess och parametrar fixerade efter test av den sammansatta hållfastheten i värmeförseglingsfilmen.

När kompositfilmen är precis utanför maskinen är värmeförseglingshållfastheten relativt låg, endast 17 N/(15 mm). Vid denna tidpunkt har limmet precis börjat stelna och kan inte ge tillräcklig bindningskraft. Styrkan som testas vid denna tidpunkt är värmeförseglingshållfastheten hos PE-filmen; när åldringstiden ökar ökar värmeförseglingshållfastheten kraftigt. Värmeförseglingshållfastheten efter åldring i 12 timmar är i princip densamma som efter 24 och 48 timmar, vilket indikerar att härdningen i princip är klar på 12 timmar, vilket ger tillräcklig bindning för olika filmer, vilket resulterar i ökad värmeförseglingshållfasthet. Från förändringskurvan för värmeförseglingshållfasthet vid olika temperaturer kan det ses att under samma åldringstidsförhållanden är det inte mycket skillnad i värmeförseglingshållfasthet mellan rumstemperaturåldring och 40, 50 och 60 ℃ förhållanden. Åldrande vid rumstemperatur kan helt uppnå effekten av högtemperaturåldring. Den flexibla förpackningsstrukturen sammansatt med detta utvecklade lim har god värmeförseglingshållfasthet under åldringsförhållanden vid höga temperaturer.

2.4 Termisk stabilitet av härdad film Vid användning av flexibla förpackningar krävs värmeförsegling och påsframställning. Förutom den termiska stabiliteten för själva filmmaterialet, bestämmer den termiska stabiliteten hos den härdade polyuretanfilmen prestandan och utseendet på den färdiga flexibla förpackningsprodukten. Denna studie använder metoden termisk gravimetrisk analys (TGA) för att analysera den termiska stabiliteten hos den härdade polyuretanfilmen.

Den härdade polyuretanfilmen har två uppenbara viktminskningstoppar vid testtemperaturen, motsvarande den termiska nedbrytningen av det hårda segmentet och det mjuka segmentet. Den termiska sönderdelningstemperaturen för det mjuka segmentet är relativt hög, och termisk viktminskning börjar inträffa vid 264°C. Vid denna temperatur kan den uppfylla temperaturkraven för den nuvarande värmeförseglingsprocessen för mjuka förpackningar och kan uppfylla temperaturkraven för produktion av automatisk förpackning eller fyllning, långdistanstransport av behållare och användningsprocessen; den termiska nedbrytningstemperaturen för det hårda segmentet är högre och når 347°C. Det utvecklade högtemperaturhärdningsfria limmet har god termisk stabilitet. AC-13 asfaltblandningen med stålslagg ökade med 2,1 %.

3) När halten av stålslagg når 100 %, det vill säga när den enskilda partikelstorleken på 4,75 till 9,5 mm helt ersätter kalkstenen, är reststabiliteten för asfaltblandningen 85,6 %, vilket är 0,5 % högre än för AC-13 asfaltblandning utan stålslagg; klyvhållfasthetsförhållandet är 80,8 %, vilket är 0,5 % högre än för AC-13 asfaltblandning utan stålslagg. Tillsatsen av lämplig mängd stålslagg kan effektivt förbättra reststabiliteten och klyvhållfasthetsförhållandet för AC-13 stålslaggsasfaltblandningen och kan effektivt förbättra vattenstabiliteten hos asfaltblandningen.

1) Under normala användningsförhållanden är den initiala viskositeten för det lösningsmedelsbaserade polyuretanlimmet framställt genom att introducera hemgjorda hyperförgrenade polymerer och multifunktionella polyisocyanater runt 1500 mPa·s, vilket har god viskositet; limskivans livslängd når 60 min, vilket helt kan uppfylla kraven på drifttid hos flexibla förpackningsföretag i produktionsprocessen.

2) Det framgår av fläkhållfastheten och värmeförseglingshållfastheten att det förberedda limmet kan härda snabbt vid rumstemperatur. Det är ingen stor skillnad i härdningshastigheten vid rumstemperatur och vid 40, 50 och 60 ℃, och det är ingen stor skillnad i bindningsstyrkan. Detta lim kan härdas helt utan hög temperatur och kan härda snabbt.

3) TGA-analys visar att limmet har god termisk stabilitet och kan uppfylla temperaturkraven under produktion, transport och användning.