Isang bagong uri ng polyurethane adhesive ang inihanda gamit ang mga small molecule polyacids at small molecule polyols bilang pangunahing hilaw na materyales sa paghahanda ng mga prepolymer. Sa proseso ng pagpapahaba ng kadena, ipinakilala ang mga hyperbranched polymer at HDI trimer sa istruktura ng polyurethane. Ipinapakita ng mga resulta ng pagsubok na ang adhesive na inihanda sa pag-aaral na ito ay may angkop na lagkit, mahabang buhay ng adhesive disc, mabilis na maaaring tumigas sa temperatura ng silid, at may mahusay na mga katangian ng pagdikit, lakas ng heat sealing at thermal stability.

Ang composite flexible packaging ay may mga bentahe tulad ng magandang anyo, malawak na saklaw ng aplikasyon, maginhawang transportasyon, at mababang gastos sa packaging. Simula nang ipakilala ito, malawakan na itong ginagamit sa pagkain, gamot, pang-araw-araw na kemikal, electronics at iba pang industriya, at lubos na minamahal ng mga mamimili. Ang performance ng composite flexible packaging ay hindi lamang nauugnay sa materyal ng pelikula, kundi nakadepende rin sa performance ng composite adhesive. Ang polyurethane adhesive ay may maraming bentahe tulad ng mataas na lakas ng pagdikit, matibay na kakayahang umangkop, at kalinisan at kaligtasan. Sa kasalukuyan, ito ang pangunahing supporting adhesive para sa composite flexible packaging at ang pokus ng pananaliksik ng mga pangunahing tagagawa ng adhesive.

Ang high-temperature aging ay isang kailangang-kailangan na proseso sa paghahanda ng flexible packaging. Dahil sa mga layunin ng pambansang patakaran na "carbon peak" at "carbon neutrality", ang berdeng proteksyon sa kapaligiran, pagbabawas ng low-carbon emission, at mataas na kahusayan at pagtitipid ng enerhiya ay naging mga layunin sa pag-unlad ng lahat ng antas ng pamumuhay. Ang temperatura ng pagtanda at oras ng pagtanda ay may positibong epekto sa lakas ng pagbabalat ng composite film. Sa teorya, mas mataas ang temperatura ng pagtanda at mas mahaba ang oras ng pagtanda, mas mataas ang rate ng pagkumpleto ng reaksyon at mas mahusay ang epekto ng pagpapagaling. Sa aktwal na proseso ng aplikasyon ng produksyon, kung maaaring mapababa ang temperatura ng pagtanda at paikliin ang oras ng pagtanda, mas mainam na huwag nang kailanganin ang pagtanda, at maaaring isagawa ang slitting at bagging pagkatapos patayin ang makina. Hindi lamang nito makakamit ang mga layunin ng berdeng proteksyon sa kapaligiran at pagbabawas ng low-carbon emission, kundi makakatipid din ito ng mga gastos sa produksyon at mapapabuti ang kahusayan ng produksyon.

Ang pag-aaral na ito ay naglalayong gumawa ng isang bagong uri ng polyurethane adhesive na may angkop na lagkit at tagal ng adhesive disc habang ginagawa at ginagamit, maaaring mabilis na tumigas sa ilalim ng mababang temperatura, mas mabuti kung walang mataas na temperatura, at hindi nakakaapekto sa pagganap ng iba't ibang tagapagpahiwatig ng composite flexible packaging.

1.1 Mga materyales na pang-eksperimento Adipic acid, sebacic acid, ethylene glycol, neopentyl glycol, diethylene glycol, TDI, HDI trimer, hyperbranched polymer na gawa sa laboratoryo, ethyl acetate, polyethylene film (PE), polyester film (PET), aluminum foil (AL).
1.2 Mga instrumentong pang-eksperimento Desktop electric constant temperature air drying oven: DHG-9203A, Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., Ltd.; Rotational viscometer: NDJ-79, Shanghai Renhe Keyi Co., Ltd.; Universal tensile testing machine: XLW, Labthink; Thermogravimetric analyzer: TG209, NETZSCH, Germany; Heat seal tester: SKZ1017A, Jinan Qingqiang Electromechanical Co., Ltd.
1.3 Paraan ng sintesis
1) Paghahanda ng prepolymer: Patuyuin nang mabuti ang four-necked flask at ipasok ang N2 dito, pagkatapos ay idagdag ang nasukat na small molecule polyol at polyacid sa four-necked flask at simulang haluin. Kapag ang temperatura ay umabot sa itinakdang temperatura at ang tubig na lumabas ay malapit na sa theoretical water output, kumuha ng isang tiyak na dami ng sample para sa acid value test. Kapag ang acid value ay ≤20 mg/g, simulan ang susunod na hakbang ng reaksyon; magdagdag ng 100×10-6 metered catalyst, ikonekta ang vacuum tail pipe at simulan ang vacuum pump, kontrolin ang alcohol output rate sa vacuum degree, kapag ang aktwal na alcohol output ay malapit na sa theoretical alcohol output, kumuha ng isang tiyak na sample para sa hydroxyl value test, at wakasan ang reaksyon kapag ang hydroxyl value ay nakakatugon sa mga kinakailangan sa disenyo. Ang nakuha na polyurethane prepolymer ay nakabalot para sa standby use.
2) Paghahanda ng solvent-based polyurethane adhesive: Idagdag ang nasukat na polyurethane prepolymer at ethyl ester sa isang four-necked flask, initin at haluin upang pantay na kumalat, pagkatapos ay idagdag ang nasukat na TDI sa four-necked flask, panatilihing mainit sa loob ng 1.0 oras, pagkatapos ay idagdag ang homemade hyperbranched polymer sa laboratoryo at ipagpatuloy ang reaksyon sa loob ng 2.0 oras, dahan-dahang idagdag ang HDI trimer nang patak-patak sa four-necked flask, panatilihing mainit sa loob ng 2.0 oras, kumuha ng mga sample upang subukan ang nilalaman ng NCO, palamigin at ilabas ang mga materyales para sa packaging pagkatapos ma-qualify ang nilalaman ng NCO.
3) Tuyong laminasyon: Paghaluin ang ethyl acetate, pangunahing ahente at curing agent sa isang tiyak na proporsyon at haluing pantay, pagkatapos ay ilapat at ihanda ang mga sample sa isang dry laminating machine.

1.4 Pagsusulit sa Paglalarawan
1) Lagkit: Gumamit ng rotational viscometer at sumangguni sa GB/T 2794-1995 Test method para sa lagkit ng mga pandikit;
2) Lakas ng T-peel: sinubukan gamit ang isang universal tensile testing machine, na tumutukoy sa GB/T 8808-1998 peel strength test method;
3) Lakas ng heat seal: gumamit muna ng heat seal tester para magsagawa ng heat seal, pagkatapos ay gumamit ng universal tensile testing machine para subukan, sumangguni sa GB/T 22638.7-2016 heat seal strength test method;
4) Thermogravimetric analysis (TGA): Isinagawa ang pagsubok gamit ang isang thermogravimetric analyzer na may heating rate na 10 ℃/min at saklaw ng temperatura ng pagsubok na 50 hanggang 600 ℃.

2.1 Mga Pagbabago sa Lapot kasabay ng Oras ng Reaksyon ng Paghahalo Ang lagkit ng Pandikit at ang Buhay ng Goma na Disc ay mahahalagang tagapagpahiwatig sa proseso ng paggawa ng produkto. Kung ang lagkit ng pandikit ay masyadong mataas, ang dami ng pandikit na ilalapat ay magiging masyadong malaki, na makakaapekto sa hitsura at gastos sa patong ng composite film; kung ang lagkit ay masyadong mababa, ang dami ng pandikit na ilalapat ay magiging masyadong mababa, at ang tinta ay hindi maaaring epektibong makapasok, na makakaapekto rin sa hitsura at pagganap ng pagdikit ng composite film. Kung ang buhay ng goma na disc ay masyadong maikli, ang lagkit ng pandikit na nakaimbak sa tangke ng pandikit ay masyadong mabilis na tataas, at ang pandikit ay hindi maaaring mailapat nang maayos, at ang goma na roller ay hindi madaling linisin; kung ang buhay ng goma na disc ay masyadong mahaba, makakaapekto ito sa paunang hitsura ng pagdikit at pagganap ng pagdikit ng composite material, at makakaapekto pa sa bilis ng pagpapatigas, sa gayon ay makakaapekto sa kahusayan ng produksyon ng produkto.

Ang wastong pagkontrol ng lagkit at ang buhay ng adhesive disc ay mahahalagang parametro para sa mahusay na paggamit ng mga adhesive. Ayon sa karanasan sa produksyon, ang pangunahing ahente, ethyl acetate at curing agent ay inaayos sa naaangkop na halaga ng R at lagkit, at ang adhesive ay iniikot sa tangke ng adhesive gamit ang isang rubber roller nang hindi naglalagay ng pandikit sa film. Ang mga sample ng adhesive ay kinukuha sa iba't ibang tagal ng panahon para sa pagsubok ng lagkit. Ang naaangkop na lagkit, angkop na buhay ng adhesive disc, at mabilis na pagtigas sa ilalim ng mga kondisyon ng mababang temperatura ay mahahalagang layunin na hinahangad ng mga solvent-based polyurethane adhesive sa panahon ng produksyon at paggamit.

2.2 Epekto ng temperatura ng pagtanda sa tibay ng balat Ang proseso ng pagtanda ang pinakamahalaga, matagal, matipid sa enerhiya, at pinakamalawak na proseso para sa flexible packaging. Hindi lamang nito naaapektuhan ang bilis ng produksyon ng produkto, kundi higit sa lahat, naaapektuhan nito ang hitsura at kakayahang magdikit ng composite flexible packaging. Dahil sa mga layunin ng gobyerno na "carbon peak" at "carbon neutrality" at matinding kompetisyon sa merkado, ang low-temperature aging at mabilis na pagpapatigas ay mabisang paraan upang makamit ang mababang pagkonsumo ng enerhiya, berdeng produksyon, at mahusay na produksyon.

Ang PET/AL/PE composite film ay pinatanda sa temperatura ng silid at sa 40, 50, at 60 ℃. Sa temperatura ng silid, ang lakas ng pagbabalat ng panloob na patong ng istrukturang AL/PE composite ay nanatiling matatag pagkatapos ng 12 oras na pagtanda, at ang pagtigas ay halos tapos na; sa temperatura ng silid, ang lakas ng pagbabalat ng panlabas na patong ng istrukturang PET/AL high-barrier composite ay nanatiling halos matatag pagkatapos ng 12 oras na pagtanda, na nagpapahiwatig na ang materyal na high-barrier film ay makakaapekto sa pagtigas ng polyurethane adhesive; kung ikukumpara ang mga kondisyon ng temperatura ng pagtigas na 40, 50, at 60 ℃, walang malinaw na pagkakaiba sa bilis ng pagtigas.

Kung ikukumpara sa mga pangunahing solvent-based polyurethane adhesives sa kasalukuyang merkado, ang oras ng pagtanda sa mataas na temperatura ay karaniwang 48 oras o mas matagal pa. Ang polyurethane adhesive sa pag-aaral na ito ay karaniwang kayang kumpletuhin ang pagpapatigas ng high-barrier structure sa loob ng 12 oras sa temperatura ng silid. Ang nabuong adhesive ay may tungkuling mabilis na pagpapatigas. Ang pagpapakilala ng mga homemade hyperbranched polymer at multifunctional isocyanates sa adhesive, anuman ang composite structure ng panlabas na layer o ang composite structure ng panloob na layer, ang lakas ng pagbabalat sa ilalim ng mga kondisyon ng temperatura ng silid ay hindi gaanong naiiba sa lakas ng pagbabalat sa ilalim ng mga kondisyon ng pagtanda sa mataas na temperatura, na nagpapahiwatig na ang nabuong adhesive ay hindi lamang may tungkuling mabilis na pagpapatigas, kundi mayroon ding tungkuling mabilis na pagpapatigas nang walang mataas na temperatura.

2.3 Epekto ng temperatura ng pagtanda sa lakas ng heat seal Ang mga katangian ng heat seal ng mga materyales at ang aktwal na epekto ng heat seal ay apektado ng maraming salik, tulad ng kagamitan sa heat seal, pisikal at kemikal na mga parameter ng pagganap ng materyal mismo, oras ng heat seal, presyon ng heat seal at temperatura ng heat seal, atbp. Ayon sa aktwal na mga pangangailangan at karanasan, ang isang makatwirang proseso at mga parameter ng heat seal ay naayos, at ang pagsubok sa lakas ng heat seal ng composite film pagkatapos ng compounding ay isinasagawa.

Kapag ang composite film ay kakalabas lang sa makina, ang lakas ng heat seal ay medyo mababa, 17 N/(15 mm) lamang. Sa oras na ito, ang adhesive ay nagsisimula pa lamang tumigas at hindi na kayang magbigay ng sapat na puwersa ng pagdikit. Ang lakas na sinubukan sa oras na ito ay ang lakas ng heat seal ng PE film; habang tumataas ang oras ng pagtanda, ang lakas ng heat seal ay tumataas nang husto. Ang lakas ng heat seal pagkatapos ng 12 oras na pagtanda ay halos kapareho ng pagkatapos ng 24 at 48 oras, na nagpapahiwatig na ang pagpapatigas ay halos natatapos sa loob ng 12 oras, na nagbibigay ng sapat na pagdikit para sa iba't ibang pelikula, na nagreresulta sa pagtaas ng lakas ng heat seal. Mula sa change curve ng lakas ng heat seal sa iba't ibang temperatura, makikita na sa ilalim ng parehong mga kondisyon ng oras ng pagtanda, walang gaanong pagkakaiba sa lakas ng heat seal sa pagitan ng pagtanda sa temperatura ng silid at mga kondisyon ng 40, 50, at 60 ℃. Ang pagtanda sa temperatura ng silid ay maaaring ganap na makamit ang epekto ng pagtanda sa mataas na temperatura. Ang flexible packaging structure na pinagsama sa nabuo na adhesive na ito ay may mahusay na lakas ng heat seal sa ilalim ng mga kondisyon ng pagtanda sa mataas na temperatura.

2.4 Katatagan sa init ng pinatuyo na pelikula Sa paggamit ng flexible packaging, kinakailangan ang heat sealing at paggawa ng bag. Bukod sa katatagan sa init ng materyal ng pelikula mismo, ang katatagan sa init ng pinatuyo na polyurethane film ang tumutukoy sa pagganap at hitsura ng natapos na produktong flexible packaging. Ginagamit ng pag-aaral na ito ang thermal gravimetric analysis (TGA) na pamamaraan upang suriin ang katatagan sa init ng pinatuyo na polyurethane film.

Ang pinagaling na polyurethane film ay may dalawang malinaw na peak ng pagbaba ng timbang sa temperatura ng pagsubok, na tumutugma sa thermal decomposition ng matigas na segment at malambot na segment. Ang temperatura ng thermal decomposition ng malambot na segment ay medyo mataas, at ang thermal weight loss ay nagsisimulang mangyari sa 264°C. Sa temperaturang ito, maaari nitong matugunan ang mga kinakailangan sa temperatura ng kasalukuyang proseso ng heat sealing ng malambot na packaging, at maaaring matugunan ang mga kinakailangan sa temperatura ng produksyon ng awtomatikong packaging o pagpuno, malayuan na transportasyon ng lalagyan, at proseso ng paggamit; ang temperatura ng thermal decomposition ng matigas na segment ay mas mataas, na umaabot sa 347°C. Ang nabuo na high-temperature curing-free adhesive ay may mahusay na thermal stability. Ang AC-13 asphalt mixture na may steel slag ay tumaas ng 2.1%.

3) Kapag ang nilalaman ng steel slag ay umabot sa 100%, ibig sabihin, kapag ang single particle size na 4.75 hanggang 9.5 mm ay ganap na pumalit sa limestone, ang residual stability value ng asphalt mixture ay 85.6%, na 0.5% na mas mataas kaysa sa AC-13 asphalt mixture na walang steel slag; ang splitting strength ratio ay 80.8%, na 0.5% na mas mataas kaysa sa AC-13 asphalt mixture na walang steel slag. Ang pagdaragdag ng angkop na dami ng steel slag ay maaaring epektibong mapabuti ang residual stability at splitting strength ratio ng AC-13 steel slag asphalt mixture, at maaaring epektibong mapabuti ang water stability ng asphalt mixture.

1) Sa ilalim ng normal na kondisyon ng paggamit, ang inisyal na lagkit ng solvent-based polyurethane adhesive na inihanda sa pamamagitan ng pagpapakilala ng mga homemade hyperbranched polymer at multifunctional polyisocyanates ay nasa humigit-kumulang 1500mPa·s, na may mahusay na lagkit; ang buhay ng adhesive disc ay umaabot sa 60 minuto, na maaaring ganap na matugunan ang mga kinakailangan sa oras ng pagpapatakbo ng mga kumpanya ng flexible packaging sa proseso ng produksyon.

2) Makikita mula sa lakas ng pagbabalat at lakas ng heat seal na ang inihandang pandikit ay mabilis na tumigas sa temperatura ng silid. Walang malaking pagkakaiba sa bilis ng pagtigas sa temperatura ng silid at sa 40, 50, at 60 ℃, at walang malaking pagkakaiba sa lakas ng pagdikit. Ang pandikit na ito ay maaaring ganap na tumigas nang walang mataas na temperatura at mabilis na tumigas.

3) Ipinapakita ng pagsusuri ng TGA na ang pandikit ay may mahusay na thermal stability at maaaring matugunan ang mga kinakailangan sa temperatura sa panahon ng produksyon, transportasyon at paggamit.