En ny type polyuretanlim ble fremstilt ved å bruke småmolekylære polysyrer og småmolekylære polyoler som grunnleggende råmaterialer for å fremstille prepolymerer. Under kjedeforlengelsesprosessen ble hyperforgrenede polymerer og HDI-trimerer introdusert i polyuretanstrukturen. Testresultatene viser at limet som ble fremstilt i denne studien har passende viskositet, lang levetid for limskiven, kan herdes raskt ved romtemperatur og har gode bindingsegenskaper, varmeforseglingsstyrke og termisk stabilitet.

Fleksibel komposittemballasje har fordelene med utsøkt utseende, bredt bruksområde, praktisk transport og lave emballasjekostnader. Siden introduksjonen har den blitt mye brukt i mat, medisin, daglig kjemikalier, elektronikk og andre industrier, og er høyt elsket av forbrukerne. Ytelsen til fleksibel komposittemballasje er ikke bare relatert til filmmaterialet, men avhenger også av komposittlimets ytelse. Polyuretanlim har mange fordeler som høy bindingsstyrke, sterk justerbarhet, hygiene og sikkerhet. Det er for tiden det vanlige støttelimet for fleksibel komposittemballasje og forskningsfokus fra store limprodusenter.

Høytemperaturaldring er en uunnværlig prosess i utarbeidelsen av fleksibel emballasje. Med de nasjonale politiske målene om "karbontopp" og "karbonnøytralitet" har grønt miljøvern, reduksjon av lavkarbonutslipp, høy effektivitet og energisparing blitt utviklingsmål for alle samfunnslag. Aldringstemperaturen og aldringstiden har en positiv effekt på avskallingsstyrken til komposittfilmen. Teoretisk sett, jo høyere aldringstemperatur og jo lengre aldringstid, desto høyere reaksjonsfullføringshastighet og desto bedre herdingseffekt. I den faktiske produksjonsprosessen, hvis aldringstemperaturen kan senkes og aldringstiden kan forkortes, er det best å ikke kreve aldring, og skjæring og posepakking kan utføres etter at maskinen er slått av. Dette kan ikke bare oppnå målene om grønt miljøvern og reduksjon av lavkarbonutslipp, men også spare produksjonskostnader og forbedre produksjonseffektiviteten.

Denne studien har som mål å syntetisere en ny type polyuretanlim som har passende viskositet og levetid for limskiven under produksjon og bruk, som kan herde raskt under lave temperaturforhold, helst uten høy temperatur, og som ikke påvirker ytelsen til ulike indikatorer for fleksibel komposittemballasje.

1.1 Eksperimentelle materialer Adipinsyre, sebacinsyre, etylenglykol, neopentylglykol, dietylenglykol, TDI, HDI-trimer, laboratorielaget hyperforgrenet polymer, etylacetat, polyetylenfilm (PE), polyesterfilm (PET), aluminiumsfolie (AL).
1.2 Eksperimentelle instrumenter Elektrisk stasjonær lufttørkeovn med konstant temperatur: DHG-9203A, Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., Ltd.; Rotasjonsviskosimeter: NDJ-79, Shanghai Renhe Keyi Co., Ltd.; Universell strekkprøvingsmaskin: XLW, Labthink; Termogravimetrisk analysator: TG209, NETZSCH, Tyskland; Varmeforseglingstester: SKZ1017A, Jinan Qingqiang Electromechanical Co., Ltd.
1.3 Syntesemetode
1) Fremstilling av prepolymer: Tørk den firhalsede kolben grundig og hell N2 inn i den. Tilsett deretter den målte småmolekylære polyolen og polysyren i den firhalsede kolben og begynn å røre. Når temperaturen når innstilt temperatur og vannutgangen er nær den teoretiske vannutgangen, ta en viss mengde prøve for syreverditest. Når syreverdien er ≤20 mg/g, start neste reaksjonstrinn; tilsett 100 × 10-6 dosert katalysator, koble til vakuumeksosrøret og start vakuumpumpen, kontroller alkoholutgangshastigheten etter vakuumgraden. Når den faktiske alkoholutgangen er nær den teoretiske alkoholutgangen, ta en viss prøve for hydroksylverditest, og avslutt reaksjonen når hydroksylverdien oppfyller designkravene. Den oppnådde polyuretanprepolymeren pakkes for standby-bruk.
2) Fremstilling av løsemiddelbasert polyuretanlim: Tilsett målt polyuretanprepolymer og etylester i en firehalset kolbe, varm opp og rør for å fordele jevnt, tilsett deretter målt TDI i firehalset kolbe, hold varm i 1,0 time, tilsett deretter den hjemmelagde hyperforgrenede polymeren i laboratoriet og fortsett å reagere i 2,0 timer, tilsett sakte HDI-trimer dråpevis i firehalset kolbe, hold varm i 2,0 timer, ta prøver for å teste NCO-innholdet, avkjøl og slipp materialene for emballasje etter at NCO-innholdet er kvalifisert.
3) Tørrlaminering: Bland etylacetat, hovedmiddel og herdemiddel i en viss mengde og rør jevnt. Påfør og klargjør deretter prøvene på en tørrlamineringsmaskin.

1.4 Testkarakterisering
1) Viskositet: Bruk et rotasjonsviskosimeter og se GB/T 2794-1995 Testmetode for viskositet av lim;
2) T-avskallingsstyrke: testet med en universell strekkprøvemaskin, med henvisning til GB/T 8808-1998 avskallingsstyrketestmetode;
3) Varmeforseglingsstyrke: Bruk først en varmeforseglingstester til å utføre varmeforseglingen, bruk deretter en universell strekkprøvingsmaskin til å teste, se GB/T 22638.7-2016 testmetode for varmeforseglingsstyrke;
4) Termogravimetrisk analyse (TGA): Testen ble utført med en termogravimetrisk analysator med en oppvarmingshastighet på 10 ℃/min og et testtemperaturområde på 50 til 600 ℃.

2.1 Endringer i viskositet med blandingsreaksjonstid Viskositeten til limet og levetiden til gummiskiven er viktige indikatorer i produktets produksjonsprosess. Hvis viskositeten til limet er for høy, vil mengden lim som påføres være for stor, noe som påvirker utseendet og beleggkostnaden til komposittfilmen. Hvis viskositeten er for lav, vil mengden lim som påføres være for lav, og blekket kan ikke trenge inn effektivt, noe som også vil påvirke utseendet og bindingsevnen til komposittfilmen. Hvis levetiden til gummiskiven er for kort, vil viskositeten til limet som er lagret i limtanken øke for raskt, og limet kan ikke påføres jevnt, og gummirullen er ikke lett å rengjøre. Hvis levetiden til gummiskiven er for lang, vil det påvirke det første bindingsutseendet og bindingsevnen til komposittmaterialet, og til og med påvirke herdehastigheten, og dermed påvirke produktets produksjonseffektivitet.

Riktig viskositetskontroll og levetiden til limskiven er viktige parametere for god bruk av lim. I henhold til produksjonserfaring justeres hovedmiddelet, etylacetat og herdemiddel til riktig R-verdi og viskositet, og limet rulles i limtanken med en gummirulle uten å påføre lim på filmen. Limprøvene tas på forskjellige tidsperioder for viskositetstesting. Riktig viskositet, passende levetid for limskiven og rask herding under lave temperaturforhold er viktige mål som forfølges av løsemiddelbaserte polyuretanlim under produksjon og bruk.

2.2 Effekt av aldringstemperatur på avskallingsstyrke Aldringsprosessen er den viktigste, mest tidkrevende, energikrevende og plasskrevende prosessen for fleksibel emballasje. Den påvirker ikke bare produktets produksjonshastighet, men enda viktigere, den påvirker utseendet og bindingsytelsen til kompositt fleksibel emballasje. Stilt overfor myndighetenes mål om "karbontopp" og "karbonnøytralitet" og hard markedskonkurranse, er lavtemperaturaldring og rask herding effektive måter å oppnå lavt energiforbruk, grønn produksjon og effektiv produksjon.

PET/AL/PE-komposittfilmen ble aldret ved romtemperatur og ved 40, 50 og 60 ℃. Ved romtemperatur forble avskallingsstyrken til det indre laget av AL/PE-komposittstrukturen stabil etter aldring i 12 timer, og herdingen var i hovedsak fullført. Ved romtemperatur forble avskallingsstyrken til det ytre laget av PET/AL-høybarrierekomposittstrukturen i hovedsak stabil etter aldring i 12 timer, noe som indikerer at høybarrierefilmmaterialet vil påvirke herdingen av polyuretanlimet. Sammenlignet med herdetemperaturforholdene på 40, 50 og 60 ℃ var det ingen åpenbar forskjell i herdehastigheten.

Sammenlignet med de vanlige løsemiddelbaserte polyuretanlimene på markedet i dag, er høytemperaturaldringstiden vanligvis 48 timer eller enda lenger. Polyuretanlimet i denne studien kan i utgangspunktet fullføre herdingen av høybarrierestrukturen på 12 timer ved romtemperatur. Det utviklede limet har funksjonen å herde raskt. Introduksjonen av hjemmelagde hyperforgrenede polymerer og multifunksjonelle isocyanater i limet, uavhengig av det ytre lagets komposittstruktur eller det indre lagets komposittstruktur, er ikke avskallingsstyrken under romtemperaturforhold mye forskjellig fra avskallingsstyrken under høytemperaturaldringsforhold, noe som indikerer at det utviklede limet ikke bare har funksjonen å herde raskt, men også har funksjonen å herde raskt uten høy temperatur.

2.3 Effekt av aldringstemperatur på varmeforseglingsstyrke Varmeforseglingsegenskapene til materialene og den faktiske varmeforseglingseffekten påvirkes av mange faktorer, som varmeforseglingsutstyr, fysiske og kjemiske ytelsesparametere for selve materialet, varmeforseglingstid, varmeforseglingstrykk og varmeforseglingstemperatur, osv. I henhold til faktiske behov og erfaring fastsettes en rimelig varmeforseglingsprosess og parametere, og varmeforseglingsstyrketesten av komposittfilmen etter blanding utføres.

Når komposittfilmen akkurat er av maskinen, er varmeforseglingsstyrken relativt lav, bare 17 N/(15 mm). På dette tidspunktet har limet akkurat begynt å størkne og kan ikke gi tilstrekkelig bindingskraft. Styrken som testes på dette tidspunktet er varmeforseglingsstyrken til PE-filmen. Etter hvert som aldringstiden øker, øker varmeforseglingsstyrken kraftig. Varmeforseglingsstyrken etter aldring i 12 timer er i utgangspunktet den samme som etter 24 og 48 timer, noe som indikerer at herdingen i utgangspunktet er fullført på 12 timer, noe som gir tilstrekkelig binding for forskjellige filmer, noe som resulterer i økt varmeforseglingsstyrke. Fra endringskurven for varmeforseglingsstyrke ved forskjellige temperaturer kan man se at det under de samme aldringstidsforholdene ikke er stor forskjell i varmeforseglingsstyrke mellom aldring ved romtemperatur og forhold på 40, 50 og 60 ℃. Aldring ved romtemperatur kan oppnå effekten av høytemperaturaldring fullt ut. Den fleksible emballasjestrukturen som er kompositt med dette utviklede limet, har god varmeforseglingsstyrke under aldringsforhold med høy temperatur.

2.4 Termisk stabilitet av herdet film Ved bruk av fleksibel emballasje kreves det varmeforsegling og poseproduksjon. I tillegg til den termiske stabiliteten til selve filmmaterialet, bestemmer den termiske stabiliteten til den herdede polyuretanfilmen ytelsen og utseendet til det ferdige fleksible emballasjeproduktet. Denne studien bruker termisk gravimetrisk analyse (TGA) for å analysere den termiske stabiliteten til den herdede polyuretanfilmen.

Den herdede polyuretanfilmen har to tydelige vekttapstopper ved testtemperaturen, som tilsvarer den termiske dekomponeringen av det harde segmentet og det myke segmentet. Den termiske dekomponeringstemperaturen for det myke segmentet er relativt høy, og termisk vekttap begynner å skje ved 264 °C. Ved denne temperaturen kan den oppfylle temperaturkravene til den nåværende myke emballasje-varmeforseglingsprosessen, og kan oppfylle temperaturkravene for produksjon av automatisk emballasje eller fylling, langdistanse transport av containere og bruksprosessen; den termiske dekomponeringstemperaturen for det harde segmentet er høyere og når 347 °C. Det utviklede høytemperatur herdefrie limet har god termisk stabilitet. AC-13 asfaltblandingen med stålslagg økte med 2,1 %.

3) Når stålslagginnholdet når 100 %, det vil si når den enkle partikkelstørrelsen på 4,75 til 9,5 mm fullstendig erstatter kalksteinen, er reststabilitetsverdien til asfaltblandingen 85,6 %, som er 0,5 % høyere enn for AC-13 asfaltblanding uten stålslagg. Splittstyrkeforholdet er 80,8 %, som er 0,5 % høyere enn for AC-13 asfaltblanding uten stålslagg. Tilsetning av passende mengde stålslagg kan effektivt forbedre reststabiliteten og splittstyrkeforholdet til AC-13 stålslaggasfaltblanding, og kan effektivt forbedre vannstabiliteten til asfaltblandingen.

1) Under normale bruksforhold er den innledende viskositeten til det løsemiddelbaserte polyuretanlimet fremstilt ved å introdusere hjemmelagde hyperforgrenede polymerer og multifunksjonelle polyisocyanater rundt 1500 mPa·s, noe som har god viskositet; levetiden til limskiven når 60 minutter, noe som fullt ut kan oppfylle driftstidskravene til fleksible emballasjeselskaper i produksjonsprosessen.

2) Det kan sees ut fra avskallingsstyrken og varmeforseglingsstyrken at det fremstilte limet kan herde raskt ved romtemperatur. Det er ingen stor forskjell i herdehastigheten ved romtemperatur og ved 40, 50 og 60 ℃, og det er ingen stor forskjell i bindingsstyrken. Dette limet kan herdes fullstendig uten høy temperatur og kan herde raskt.

3) TGA-analyse viser at limet har god termisk stabilitet og kan oppfylle temperaturkravene under produksjon, transport og bruk.