Preparouse un novo tipo de adhesivo de poliuretano empregando poliácidos de moléculas pequenas e poliois de moléculas pequenas como materias primas básicas para preparar prepolímeros. Durante o proceso de extensión da cadea, introducíronse polímeros hiperramificados e trímeros HDI na estrutura de poliuretano. Os resultados das probas mostran que o adhesivo preparado neste estudo ten unha viscosidade adecuada, unha longa vida útil do disco adhesivo, pode curarse rapidamente a temperatura ambiente e ten boas propiedades de unión, resistencia de selado térmico e estabilidade térmica.

Os envases flexibles compostos teñen as vantaxes dunha aparencia exquisita, unha ampla gama de aplicacións, un transporte cómodo e un baixo custo de embalaxe. Desde a súa introdución, foi amplamente utilizado en alimentos, medicamentos, produtos químicos diarios, electrónica e outras industrias, e é moi querido polos consumidores. O rendemento dos envases flexibles compostos non só está relacionado co material da película, senón que tamén depende do rendemento do adhesivo composto. O adhesivo de poliuretano ten moitas vantaxes, como unha alta resistencia de unión, unha forte axustabilidade e hixiene e seguridade. Actualmente é o principal adhesivo de apoio para envases flexibles compostos e o foco da investigación dos principais fabricantes de adhesivos.

O envellecemento a alta temperatura é un proceso indispensable na preparación de envases flexibles. Cos obxectivos da política nacional de "pico de carbono" e "neutralidade de carbono", a protección ambiental verde, a redución de emisións de baixas emisións de carbono e a alta eficiencia e aforro de enerxía convertéronse nos obxectivos de desenvolvemento de todos os ámbitos da vida. A temperatura de envellecemento e o tempo de envellecemento teñen un efecto positivo sobre a forza de pelado da película composta. Teoricamente, canto maior sexa a temperatura de envellecemento e canto maior sexa o tempo de envellecemento, maior será a taxa de finalización da reacción e mellor será o efecto de curado. No proceso de aplicación de produción real, se se pode reducir a temperatura de envellecemento e acurtar o tempo de envellecemento, o mellor é non esixir o envellecemento, e pódense cortar e ensacar despois de que a máquina estea apagada. Isto non só pode alcanzar os obxectivos de protección ambiental verde e redución de emisións de baixas emisións de carbono, senón que tamén pode aforrar custos de produción e mellorar a eficiencia da produción.

Este estudo preténdese sintetizar un novo tipo de adhesivo de poliuretano que teña unha viscosidade adecuada e unha vida útil do disco adhesivo durante a produción e o uso, poida curarse rapidamente en condicións de baixa temperatura, preferentemente sen alta temperatura, e non afecte o rendemento de varios indicadores de envases flexibles compostos.

1.1 Materiais experimentais Ácido adípico, ácido sebácico, etilenglicol, neopentilglicol, dietilenglicol, TDI, trímero HDI, polímero hiperramificado de laboratorio, acetato de etilo, película de polietileno (PE), película de poliéster (PET), folla de aluminio (AL).
1.2 Instrumentos experimentais Forno eléctrico de secado de aire de temperatura constante de escritorio: DHG-9203A, Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., Ltd.; Viscosímetro de rotación: NDJ-79, Shanghai Renhe Keyi Co., Ltd.; Máquina de proba de tracción universal: XLW, Labthink; Analizador termogravimétrico: TG209, NETZSCH, Alemaña; Probador de selado térmico: SKZ1017A, Jinan Qingqiang Electromechanical Co., Ltd.
1.3 Método de síntese
1) Preparación do prepolímero: Seque ben o matraz de catro bocas e pásase N2 nel, despois engade a pequena molécula de poliol e poliácido medido ao matraz de catro bocas e comeza a axitar. Cando a temperatura alcance a temperatura establecida e a saída de auga está próxima á saída de auga teórica, tome unha certa cantidade de mostra para a proba do valor ácido. Cando o índice de ácido é ≤20 mg/g, comeza o seguinte paso da reacción; Engade un catalizador medido 100 × 10-6, conecte o tubo de cola de baleiro e inicie a bomba de baleiro, controle a taxa de saída de alcohol polo grao de baleiro, cando a produción real de alcohol estea preto da produción de alcohol teórica, tome unha determinada mostra para a proba de valor de hidroxilo e termine a reacción cando o valor de hidroxilo cumpra os requisitos de deseño. O prepolímero de poliuretano obtido está envasado para o seu uso en espera.
2) Preparación do adhesivo de poliuretano a base de disolvente: engade o prepolímero de poliuretano medido e o éster etílico nun matraz de catro bocas, quentar e remover para dispersar uniformemente, despois engade o TDI medido ao matraz de catro bocas, mantén quente durante 1,0 h, despois engade o polímero hiperramificado caseiro no laboratorio e continúa reaccionando o HDI 0 h. matraz de catro colo, manteña quente durante 2,0 h, tome mostras para probar o contido de NCO, arrefríe e libere os materiais para o envasado despois de cualificar o contido de NCO.
3) Laminación en seco: mestura acetato de etilo, axente principal e axente de curado nunha determinada proporción e remove uniformemente, despois aplique e prepare mostras nunha máquina de laminación en seco.

1.4 Caracterización da proba
1) Viscosidade: use un viscosímetro de rotación e consulte o método de proba GB/T 2794-1995 para a viscosidade dos adhesivos;
2) Resistencia ao peeling en T: probado cunha máquina de proba de tracción universal, facendo referencia ao método de proba de resistencia ao pelado GB/T 8808-1998;
3) Resistencia de selado térmico: primeiro use un comprobador de selado térmico para realizar o selado térmico, despois use unha máquina de proba de tracción universal para probar, consulte o método de proba de resistencia de selado térmico GB/T 22638.7-2016;
4) Análise termogravimétrica (TGA): a proba realizouse mediante un analizador termogravimétrico cunha taxa de quecemento de 10 ℃ /min e un rango de temperatura de proba de 50 a 600 ℃.

2.1 Cambios na viscosidade co tempo de reacción de mestura A viscosidade do adhesivo e a vida útil do disco de goma son indicadores importantes no proceso de produción do produto. Se a viscosidade do adhesivo é demasiado alta, a cantidade de cola aplicada será demasiado grande, afectando o aspecto e o custo de revestimento da película composta; se a viscosidade é demasiado baixa, a cantidade de cola aplicada será demasiado baixa e a tinta non se pode infiltrar eficazmente, o que tamén afectará o aspecto e o rendemento de unión da película composta. Se a vida útil do disco de goma é demasiado curta, a viscosidade da cola almacenada no tanque de cola aumentará demasiado rápido e a cola non se pode aplicar sen problemas e o rolo de goma non é fácil de limpar; Se a vida útil do disco de goma é demasiado longa, afectará o aspecto de adhesión inicial e o rendemento de unión do material composto, e mesmo afectará a taxa de curado, afectando así a eficiencia de produción do produto.

Un adecuado control da viscosidade e a vida útil do disco adhesivo son parámetros importantes para o bo uso dos adhesivos. Segundo a experiencia de produción, o axente principal, o acetato de etilo e o axente de curado axústanse ao valor R e á viscosidade adecuados, e o adhesivo enróllase no tanque de adhesivo cun rolo de goma sen aplicar cola á película. As mostras de adhesivo tómanse en diferentes períodos de tempo para a proba de viscosidade. A viscosidade adecuada, a vida útil do disco adhesivo e o curado rápido en condicións de baixa temperatura son obxectivos importantes que perseguen os adhesivos de poliuretano a base de disolventes durante a produción e o uso.

2.2 Efecto da temperatura de envellecemento sobre a forza da pelado O proceso de envellecemento é o proceso máis importante, que consume moito tempo, que consume enerxía e que ocupa moito espazo para os envases flexibles. Non só afecta a taxa de produción do produto, senón que o máis importante é que afecta o aspecto e o rendemento de unión dos envases flexibles compostos. Ante os obxectivos gobernamentais de "pico de carbono" e "neutralidade de carbono" e a feroz competencia no mercado, o envellecemento a baixa temperatura e o curado rápido son formas eficaces de lograr un baixo consumo de enerxía, unha produción verde e unha produción eficiente.

A película composta PET/AL/PE envelleceuse a temperatura ambiente e a 40, 50 e 60 ℃. A temperatura ambiente, a forza de pelado da estrutura composta de AL/PE da capa interna mantívose estable despois do envellecemento durante 12 h, e o curado completouse basicamente; a temperatura ambiente, a forza de pelado da estrutura composta de alta barreira PET/AL da capa exterior permaneceu basicamente estable despois do envellecemento durante 12 h, o que indica que o material da película de alta barreira afectará o curado do adhesivo de poliuretano; comparando as condicións de temperatura de curado de 40, 50 e 60 ℃, non houbo diferenzas obvias na taxa de curado.

En comparación cos adhesivos de poliuretano baseados en disolventes no mercado actual, o tempo de envellecemento a alta temperatura é xeralmente de 48 horas ou incluso máis. O adhesivo de poliuretano deste estudo pode completar basicamente o curado da estrutura de alta barreira en 12 horas a temperatura ambiente. O adhesivo desenvolvido ten a función de curar rápido. A introdución de polímeros hiperramificados caseiros e isocianatos multifuncionais no adhesivo, independentemente da estrutura composta da capa exterior ou da estrutura composta da capa interna, a forza de pelado en condicións de temperatura ambiente non é moi diferente da forza de pelado en condicións de envellecemento a alta temperatura, o que indica que o adhesivo desenvolvido non só ten a función de curar rapidamente sen alta temperatura, senón que tamén ten a función de curar rápido sen alta temperatura.

2.3 Efecto da temperatura de envellecemento na resistencia do selado térmico As características do selado térmico dos materiais e o efecto real do selado térmico están afectados por moitos factores, como o equipo de selado térmico, os parámetros físicos e químicos do propio material, o tempo de selado térmico, a presión de selado térmico e a temperatura de selado térmico, etc.

Cando a película composta está só fóra da máquina, a resistencia de selado térmico é relativamente baixa, só 17 N/(15 mm). Neste momento, o adhesivo acaba de comezar a solidificarse e non pode proporcionar suficiente forza de unión. A resistencia probada neste momento é a resistencia de selado térmico da película PE; a medida que aumenta o tempo de envellecemento, a resistencia do selado térmico aumenta drasticamente. A resistencia do selado térmico despois do envellecemento durante 12 horas é basicamente a mesma que despois de 24 e 48 horas, o que indica que o curado se completa basicamente en 12 horas, proporcionando unha unión suficiente para diferentes películas, o que resulta nunha maior resistencia do selado térmico. A partir da curva de cambio da resistencia do selado térmico a diferentes temperaturas, pódese ver que nas mesmas condicións de tempo de envellecemento, non hai moita diferenza na resistencia do selado térmico entre o envellecemento a temperatura ambiente e as condicións de 40, 50 e 60 ℃. O envellecemento a temperatura ambiente pode conseguir completamente o efecto do envellecemento a alta temperatura. A estrutura de embalaxe flexible composta con este adhesivo desenvolvido ten unha boa resistencia de selado térmico en condicións de envellecemento a alta temperatura.

2.4 Estabilidade térmica da película curada Durante o uso de envases flexibles, requírese selado térmico e confección de bolsas. Ademais da estabilidade térmica do propio material da película, a estabilidade térmica da película de poliuretano curada determina o rendemento e o aspecto do produto de envasado flexible acabado. Este estudo utiliza o método de análise gravimétrica térmica (TGA) para analizar a estabilidade térmica da película de poliuretano curada.

A película de poliuretano curada ten dous picos de perda de peso evidentes á temperatura de proba, correspondentes á descomposición térmica do segmento duro e do segmento brando. A temperatura de descomposición térmica do segmento brando é relativamente alta e a perda de peso térmico comeza a producirse a 264 °C. A esta temperatura, pode cumprir os requisitos de temperatura do actual proceso de selado térmico de envases brandos e pode cumprir os requisitos de temperatura da produción de envases ou recheos automáticos, transporte de contedores a longa distancia e proceso de uso; a temperatura de descomposición térmica do segmento duro é maior, chegando aos 347 °C. O adhesivo desenvolvido sen curado a alta temperatura ten unha boa estabilidade térmica. A mestura asfáltica AC-13 con escouras de aceiro aumentou un 2,1%.

3) Cando o contido de escoria de aceiro alcanza o 100%, é dicir, cando o tamaño de partícula única de 4,75 a 9,5 mm substitúe completamente a pedra caliza, o valor de estabilidade residual da mestura asfáltica é do 85,6%, o que é un 0,5% superior ao da mestura asfáltica AC-13 sen escoria de aceiro; a relación de resistencia á división é do 80,8%, o que é un 0,5% superior á da mestura asfáltica AC-13 sen escorias de aceiro. A adición dunha cantidade axeitada de escorias de aceiro pode mellorar eficazmente a estabilidade residual e a relación de resistencia á división da mestura asfáltica de escorias de aceiro AC-13 e pode mellorar eficazmente a estabilidade da auga da mestura asfáltica.

1)En condicións normais de uso, a viscosidade inicial do adhesivo de poliuretano baseado en disolvente preparado introducindo polímeros hiperramificados caseiros e poliisocianatos multifuncionais é de aproximadamente 1500 mPa·s, que ten unha boa viscosidade; a vida útil do disco adhesivo alcanza os 60 min, o que pode cumprir plenamente os requisitos de tempo de funcionamento das empresas de envases flexibles no proceso de produción.

2) A partir da forza de pelado e de selado térmico pódese ver que o adhesivo preparado pode curar rapidamente a temperatura ambiente. Non hai gran diferenza na velocidade de curado a temperatura ambiente e a 40, 50 e 60 ℃, e non hai unha gran diferenza na forza de unión. Este adhesivo pode curarse completamente sen alta temperatura e pode curarse rapidamente.

3) A análise TGA mostra que o adhesivo ten unha boa estabilidade térmica e pode cumprir os requisitos de temperatura durante a produción, o transporte e o uso.