Pagtuon sa polyurethane adhesive para sa flexible packaging nga walay taas nga temperatura nga pag-uga
Usa ka bag-ong klase sa polyurethane adhesive ang giandam gamit ang gagmay nga mga polyacids sa molekula ug gagmay nga mga polyol sa molekula isip sukaranang hilaw nga materyales sa pag-andam sa mga prepolymer. Atol sa proseso sa pagpalapad sa kadena, ang mga hyperbranched polymer ug HDI trimer gipaila sa istruktura sa polyurethane. Ang mga resulta sa pagsulay nagpakita nga ang adhesive nga giandam niini nga pagtuon adunay angay nga viscosity, taas nga kinabuhi sa adhesive disc, dali nga mamala sa temperatura sa kwarto, ug adunay maayo nga mga kabtangan sa pagbugkos, kusog sa pagsilyo sa kainit ug kalig-on sa kainit.
Ang composite flexible packaging adunay mga bentaha sa nindot nga panagway, lapad nga gilapdon sa aplikasyon, sayon nga transportasyon, ug barato nga gasto sa pagputos. Sukad sa pagpaila niini, kini kaylap nga gigamit sa pagkaon, tambal, adlaw-adlaw nga mga kemikal, elektroniko ug uban pang mga industriya, ug gihigugma pag-ayo sa mga konsumidor. Ang performance sa composite flexible packaging dili lamang may kalabutan sa materyal sa pelikula, apan nagdepende usab sa performance sa composite adhesive. Ang polyurethane adhesive adunay daghang mga bentaha sama sa taas nga kusog sa pagdikit, lig-on nga pagka-adjust, ug kalimpyo ug kaluwasan. Kini karon ang mainstream supporting adhesive para sa composite flexible packaging ug ang sentro sa panukiduki sa mga dagkong tiggama og adhesive.
Ang taas nga temperatura nga pagtigulang usa ka kinahanglanon nga proseso sa pag-andam sa flexible packaging. Uban sa mga tumong sa nasudnong palisiya nga "carbon peak" ug "carbon neutrality", ang berde nga pagpanalipod sa kalikopan, pagkunhod sa ubos nga carbon emission, ug taas nga kahusayan ug pagdaginot sa enerhiya nahimong mga tumong sa pag-uswag sa tanang matang sa kinabuhi. Ang temperatura sa pagtigulang ug oras sa pagtigulang adunay positibo nga epekto sa kusog sa panit sa composite film. Sa teorya, kon mas taas ang temperatura sa pagtigulang ug mas taas ang oras sa pagtigulang, mas taas ang rate sa pagkompleto sa reaksyon ug mas maayo ang epekto sa pag-ayo. Sa aktuwal nga proseso sa aplikasyon sa produksiyon, kon ang temperatura sa pagtigulang mahimong ipaubos ug ang oras sa pagtigulang mahimong mub-an, labing maayo nga dili kinahanglan ang pagtigulang, ug ang slitting ug bagging mahimong himuon human mapalong ang makina. Dili lamang kini makab-ot ang mga tumong sa berde nga pagpanalipod sa kalikopan ug pagkunhod sa ubos nga carbon emission, apan makadaginot usab sa mga gasto sa produksiyon ug makapauswag sa kahusayan sa produksiyon.
Kini nga pagtuon gituyo aron sa paghimo og usa ka bag-ong klase sa polyurethane adhesive nga adunay angay nga viscosity ug adhesive disc life atol sa produksiyon ug paggamit, dali nga mogahi ubos sa ubos nga temperatura, mas maayo kung walay taas nga temperatura, ug dili makaapekto sa performance sa nagkalain-laing indicators sa composite flexible packaging.
1.1 Mga materyales sa eksperimento Adipic acid, sebacic acid, ethylene glycol, neopentyl glycol, diethylene glycol, TDI, HDI trimer, hyperbranched polymer nga gihimo sa laboratoryo, ethyl acetate, polyethylene film (PE), polyester film (PET), aluminum foil (AL).
1.2 Mga instrumento sa 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 Pamaagi sa sintesis
1) Pag-andam sa prepolymer: Paugaa pag-ayo ang four-necked flask ug isulod ang N2 niini, dayon idugang ang nasukod nga small molecule polyol ug polyacid sa four-necked flask ug sugdi ang pagkutaw. Kung ang temperatura makaabot na sa gitakdang temperatura ug ang tubig nga mogawas duol na sa theoretical water output, pagkuha og piho nga gidaghanon sa sample para sa acid value test. Kung ang acid value ≤20 mg/g, sugdi ang sunod nga lakang sa reaksyon; idugang ang 100×10-6 metered catalyst, ikonektar ang vacuum tail pipe ug i-start ang vacuum pump, kontrola ang alcohol output rate pinaagi sa vacuum degree, kung ang aktuwal nga alcohol output duol na sa theoretical alcohol output, pagkuha og piho nga sample para sa hydroxyl value test, ug tapusa ang reaksyon kung ang hydroxyl value makaabot sa mga kinahanglanon sa disenyo. Ang nakuha nga polyurethane prepolymer giputos para sa standby use.
2) Pag-andam sa solvent-based polyurethane adhesive: Idugang ang gisukod nga polyurethane prepolymer ug ethyl ester ngadto sa four-necked flask, ipainit ug sagola aron parehas nga masabwag, dayon idugang ang gisukod nga TDI ngadto sa four-necked flask, ipadayon ang kainit sulod sa 1.0 ka oras, dayon idugang ang homemade hyperbranched polymer sa laboratoryo ug ipadayon ang pag-react sulod sa 2.0 ka oras, hinayhinay nga idugang ang HDI trimer nga tinulo ngadto sa four-necked flask, ipadayon ang kainit sulod sa 2.0 ka oras, pagkuha og mga sample aron sulayan ang sulod sa NCO, pabugnawa ug ipagawas ang mga materyales alang sa pagputos human ma-qualify ang sulod sa NCO.
3) Uga nga laminasyon: Sagola ang ethyl acetate, pangunang ahente ug ahente sa pag-ayo sa usa ka piho nga proporsyon ug sagola nga parehas, dayon i-apply ug andama ang mga sample sa usa ka makina nga uga nga laminating.
1.4 Pagsulay sa Karakterisasyon
1) Lapot: Gamita ang rotational viscometer ug tan-awa ang GB/T 2794-1995 Test method para sa lapot sa mga adhesive;
2) Kusog sa T-peel: gisulayan gamit ang universal tensile testing machine, nga nagtumong sa pamaagi sa pagsulay sa kusog sa panit sa GB/T 8808-1998;
3) Kusog sa heat seal: gamita una ang heat seal tester aron mahimo ang heat seal, dayon gamita ang universal tensile testing machine aron masulayan, tan-awa ang GB/T 22638.7-2016 heat seal strength test method;
4) Thermogravimetric analysis (TGA): Ang pagsulay gihimo gamit ang thermogravimetric analyzer nga adunay heating rate nga 10 ℃/min ug range sa temperatura sa pagsulay nga 50 hangtod 600 ℃.
2.1 Mga Pagbag-o sa Lapot uban sa Oras sa Pagsagol Ang lapot sa adhesive ug ang kinabuhi sa rubber disc mga importanteng timailhan sa proseso sa paghimo sa produkto. Kung ang lapot sa adhesive taas kaayo, ang gidaghanon sa glue nga ipadapat mahimong dako kaayo, nga makaapekto sa hitsura ug gasto sa coating sa composite film; kung ang lapot ubos kaayo, ang gidaghanon sa glue nga ipadapat mahimong gamay kaayo, ug ang tinta dili epektibong makasulod, nga makaapekto usab sa hitsura ug bonding performance sa composite film. Kung ang kinabuhi sa rubber disc mubo ra kaayo, ang lapot sa glue nga gitipigan sa glue tank motaas dayon, ug ang glue dili hapsay nga maipadapat, ug ang rubber roller dili dali limpyohan; kung ang kinabuhi sa rubber disc taas ra kaayo, makaapekto kini sa inisyal nga hitsura sa adhesion ug bonding performance sa composite material, ug makaapekto pa gani sa curing rate, sa ingon makaapekto sa efficiency sa produksyon sa produkto.
Ang hustong pagkontrol sa viscosity ug ang gidugayon sa kinabuhi sa adhesive disc importanteng mga parametro para sa maayong paggamit sa mga adhesive. Base sa kasinatian sa produksiyon, ang pangunang ahente, ethyl acetate ug curing agent gi-adjust sa hustong R value ug viscosity, ug ang adhesive gipaligid sa adhesive tank gamit ang rubber roller nga dili butangan og glue ang film. Ang mga sample sa adhesive gikuha sa lain-laing mga yugto sa panahon para sa viscosity testing. Ang hustong viscosity, hustong gidugayon sa kinabuhi sa adhesive disc, ug paspas nga pag-uga ubos sa ubos nga temperatura nga mga kondisyon mao ang importanteng mga tumong nga gisunod sa mga solvent-based polyurethane adhesives atol sa produksiyon ug paggamit.
2.2 Epekto sa temperatura sa pagkatigulang sa kalig-on sa panit Ang proseso sa pagkatigulang mao ang labing importante, makahurot sa oras, kusog ug espasyo nga proseso para sa flexible packaging. Dili lang kini makaapekto sa gikusgon sa produksiyon sa produkto, apan mas importante, makaapekto kini sa hitsura ug bonding performance sa composite flexible packaging. Atubangan sa mga tumong sa gobyerno nga "carbon peak" ug "carbon neutrality" ug grabeng kompetisyon sa merkado, ang low-temperature aging ug paspas nga pag-ayo epektibo nga mga paagi aron makab-ot ang ubos nga konsumo sa enerhiya, berde nga produksiyon ug episyente nga produksiyon.
Ang PET/AL/PE composite film gipa-edad sa temperatura sa kwarto ug sa 40, 50, ug 60 ℃. Sa temperatura sa kwarto, ang kusog sa panit sa sulod nga layer nga AL/PE composite structure nagpabilin nga lig-on human sa 12 ka oras nga pagkatigulang, ug ang pag-uga hapit na nahuman; sa temperatura sa kwarto, ang kusog sa panit sa gawas nga layer nga PET/AL high-barrier composite structure nagpabilin nga lig-on human sa 12 ka oras nga pagkatigulang, nga nagpakita nga ang high-barrier film material makaapekto sa pag-uga sa polyurethane adhesive; kon itandi ang mga kondisyon sa temperatura sa pag-uga nga 40, 50, ug 60 ℃, walay klaro nga kalainan sa rate sa pag-uga.
Kon itandi sa mga nag-unang solvent-based polyurethane adhesives sa kasamtangang merkado, ang high-temperature aging time kasagaran 48 ka oras o mas dugay pa. Ang polyurethane adhesive niini nga pagtuon halos makakompleto sa pag-ayo sa high-barrier structure sulod sa 12 ka oras sa temperatura sa kwarto. Ang naugmad nga adhesive adunay function sa paspas nga pag-ayo. Ang pagpaila sa homemade hyperbranched polymers ug multifunctional isocyanates sa adhesive, bisan unsa pa ang outer layer composite structure o ang inner layer composite structure, ang kusog sa panit ubos sa mga kondisyon sa temperatura sa kwarto dili kaayo lahi sa kusog sa panit ubos sa high-temperature aging conditions, nga nagpakita nga ang naugmad nga adhesive dili lamang adunay function sa paspas nga pag-ayo, apan adunay function usab sa paspas nga pag-ayo nga walay taas nga temperatura.
2.3 Epekto sa temperatura sa pagkatigulang sa kusog sa heat seal Ang mga kinaiya sa heat seal sa mga materyales ug ang aktuwal nga epekto sa heat seal naapektuhan sa daghang mga hinungdan, sama sa kagamitan sa heat seal, pisikal ug kemikal nga mga parameter sa performance sa materyal mismo, oras sa heat seal, presyur sa heat seal ug temperatura sa heat seal, ug uban pa. Sumala sa aktuwal nga mga panginahanglan ug kasinatian, usa ka makatarunganon nga proseso ug mga parameter sa heat seal ang gitakda, ug ang pagsulay sa kusog sa heat seal sa composite film pagkahuman sa compounding gihimo.
Kon ang composite film wala na sa makina, ang kusog sa heat seal medyo ubos, 17 N/(15 mm) lang. Niining panahona, ang adhesive bag-o pa lang nagsugod sa paglig-on ug dili makahatag og igong kusog sa pagdikit. Ang kusog nga gisulayan niining panahona mao ang kusog sa heat seal sa PE film; samtang motaas ang oras sa pagkatigulang, ang kusog sa heat seal motaas pag-ayo. Ang kusog sa heat seal human sa 12 ka oras nga pagkatigulang halos parehas ra sa human sa 24 ug 48 ka oras, nga nagpakita nga ang pag-cure halos nahuman sulod sa 12 ka oras, nga naghatag og igong pagdikit alang sa lain-laing mga pelikula, nga moresulta sa dugang nga kusog sa heat seal. Gikan sa change curve sa kusog sa heat seal sa lain-laing mga temperatura, makita nga ubos sa parehas nga mga kondisyon sa oras sa pagkatigulang, walay daghang kalainan sa kusog sa heat seal tali sa pagkatigulang sa temperatura sa kwarto ug 40, 50, ug 60 ℃ nga mga kondisyon. Ang pagkatigulang sa temperatura sa kwarto hingpit nga makab-ot ang epekto sa pagkatigulang sa taas nga temperatura. Ang flexible packaging structure nga gikompositar niining naugmad nga adhesive adunay maayo nga kusog sa heat seal ubos sa mga kondisyon sa pagkatigulang sa taas nga temperatura.
2.4 Kalig-on sa kainit sa gi-cure nga film Atol sa paggamit sa flexible packaging, gikinahanglan ang heat sealing ug paghimo og bag. Gawas pa sa kalig-on sa kainit sa materyal sa film mismo, ang kalig-on sa kainit sa gi-cure nga polyurethane film ang nagtino sa performance ug hitsura sa nahuman nga flexible packaging nga produkto. Kini nga pagtuon naggamit sa thermal gravimetric analysis (TGA) nga pamaagi aron analisahon ang kalig-on sa kainit sa gi-cure nga polyurethane film.
Ang giayo nga polyurethane film adunay duha ka klaro nga peak sa pagkawala sa timbang sa temperatura sa pagsulay, nga katumbas sa thermal decomposition sa gahi nga segment ug sa humok nga segment. Ang temperatura sa thermal decomposition sa humok nga segment medyo taas, ug ang thermal weight loss magsugod nga mahitabo sa 264°C. Niini nga temperatura, kini makatagbo sa mga kinahanglanon sa temperatura sa kasamtangang proseso sa heat sealing sa humok nga packaging, ug makatagbo sa mga kinahanglanon sa temperatura sa paghimo sa awtomatik nga packaging o pagpuno, transportasyon sa layo nga distansya, ug proseso sa paggamit; ang temperatura sa thermal decomposition sa gahi nga segment mas taas, nga nakaabot sa 347°C. Ang naugmad nga high-temperature curing-free adhesive adunay maayo nga thermal stability. Ang AC-13 asphalt mixture nga adunay steel slag misaka sa 2.1%.
3) Kon ang sulod sa steel slag moabot sa 100%, buot ipasabot, kon ang gidak-on sa usa ka partikulo nga 4.75 ngadto sa 9.5 mm hingpit nga mopuli sa anapog, ang nahabilin nga kalig-on sa sagol nga aspalto kay 85.6%, nga 0.5% nga mas taas kay sa AC-13 asphalt mixture nga walay steel slag; ang splitting strength ratio kay 80.8%, nga 0.5% nga mas taas kay sa AC-13 asphalt mixture nga walay steel slag. Ang pagdugang sa hustong gidaghanon sa steel slag epektibong makapauswag sa nahabilin nga kalig-on ug splitting strength ratio sa AC-13 steel slag asphalt mixture, ug epektibong makapauswag sa kalig-on sa tubig sa asphalt mixture.
1) Ubos sa normal nga mga kondisyon sa paggamit, ang inisyal nga viscosity sa solvent-based polyurethane adhesive nga giandam pinaagi sa pagpaila sa homemade hyperbranched polymers ug multifunctional polyisocyanates mga 1500mPa·s, nga adunay maayong viscosity; ang kinabuhi sa adhesive disc moabot sa 60 min, nga hingpit nga makatubag sa mga kinahanglanon sa oras sa pag-operate sa mga kompanya sa flexible packaging sa proseso sa produksiyon.
2) Makita gikan sa kusog sa panit ug kusog sa heat seal nga ang giandam nga adhesive dali nga mogahi sa temperatura sa kwarto. Walay dakong kalainan sa gikusgon sa paggahi sa temperatura sa kwarto ug sa 40, 50, ug 60 ℃, ug walay dakong kalainan sa kusog sa pagdikit. Kini nga adhesive hingpit nga mogahi nga walay taas nga temperatura ug dali nga mogahi.
3) Ang pagtuki sa TGA nagpakita nga ang adhesive adunay maayo nga kalig-on sa kainit ug makatagbo sa mga kinahanglanon sa temperatura atol sa produksiyon, transportasyon ug paggamit.
Oras sa pag-post: Mar-13-2025
