Izmantojot mazmolekulāras poliskābes un mazmolekulārus poliolus kā pamata izejvielas prepolimēru pagatavošanai, tika izgatavots jauna veida poliuretāna līme. Ķēdes pagarināšanas procesā poliuretāna struktūrā tika ievadīti hipersazaroti polimēri un HDI trimēri. Testa rezultāti liecina, ka šajā pētījumā sagatavotajai līmei ir piemērota viskozitāte, ilgs līmes diska kalpošanas laiks, tā var ātri sacietēt istabas temperatūrā, kā arī tai ir labas saķeres īpašības, siltumizolācijas izturība un termiskā stabilitāte.

Kompozītmateriāla elastīgā iepakojuma priekšrocības ir izsmalcināts izskats, plašs pielietojuma klāsts, ērta transportēšana un zemas iepakojuma izmaksas. Kopš tā ieviešanas tas ir plaši izmantots pārtikas, medicīnas, ikdienas ķīmijas, elektronikas un citās nozarēs, un tas ir ļoti iecienīts patērētāju vidū. Kompozītmateriāla elastīgā iepakojuma veiktspēja ir saistīta ne tikai ar plēves materiālu, bet arī ar kompozītmateriāla līmes veiktspēju. Poliuretāna līmei ir daudz priekšrocību, piemēram, augsta saķeres izturība, spēcīga pielāgojamība, kā arī higiēna un drošība. Pašlaik tā ir galvenā kompozītmateriāla elastīgā iepakojuma atbalsta līme un lielāko līmes ražotāju pētījumu uzmanības centrā.

Augstas temperatūras novecošana ir neaizstājams process elastīgā iepakojuma sagatavošanā. Ar valsts politikas mērķiem "oglekļa maksimums" un "oglekļa neitralitāte", videi draudzīga vides aizsardzība, zema oglekļa emisiju samazināšana, augsta efektivitāte un enerģijas taupīšana ir kļuvušas par visu dzīves jomu attīstības mērķiem. Novecošanas temperatūrai un novecošanas laikam ir pozitīva ietekme uz kompozītmateriāla plēves lobīšanās izturību. Teorētiski, jo augstāka ir novecošanas temperatūra un jo ilgāks ir novecošanas laiks, jo augstāks ir reakcijas pabeigšanas ātrums un jo labāks ir sacietēšanas efekts. Faktiskajā ražošanas procesā, ja novecošanas temperatūru var pazemināt un novecošanas laiku var saīsināt, vislabāk nav nepieciešama novecošana, un sagriešanu un iepakošanu var veikt pēc mašīnas izslēgšanas. Tas var ne tikai sasniegt videi draudzīgas vides aizsardzības un zema oglekļa emisiju samazināšanas mērķus, bet arī ietaupīt ražošanas izmaksas un uzlabot ražošanas efektivitāti.

Šī pētījuma mērķis ir sintezēt jauna veida poliuretāna līmi, kurai ir piemērota viskozitāte un līmes diska kalpošanas laiks ražošanas un lietošanas laikā, kas var ātri sacietēt zemas temperatūras apstākļos, vēlams, bez augstas temperatūras, un neietekmē dažādu kompozītmateriālu elastīgā iepakojuma rādītāju veiktspēju.

1.1 Eksperimentālie materiāli Adipīnskābe, sebacīnskābe, etilēnglikols, neopentilglikols, dietilēnglikols, TDI, HDI trimērs, laboratorijā ražots hiperzarots polimērs, etilacetāts, polietilēna plēve (PE), poliestera plēve (PET), alumīnija folija (AL).
1.2 Eksperimentālie instrumenti Galda elektriskā gaisa žāvēšanas krāsns ar nemainīgu temperatūru: DHG-9203A, Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., Ltd.; Rotācijas viskozimetrs: NDJ-79, Shanghai Renhe Keyi Co., Ltd.; Universālā stiepes pārbaudes iekārta: XLW, Labthink; Termogravimetriskais analizators: TG209, NETZSCH, Vācija; Siltumizolācijas testeris: SKZ1017A, Jinan Qingqiang Electromechanical Co., Ltd.
1.3 Sintēzes metode
1) Prepolimēra sagatavošana: Rūpīgi izžāvējiet četrkaklu kolbu un ielejiet tajā N2, pēc tam pievienojiet izmērīto mazo molekulu poliolu un poliskābi četrkaklu kolbā un sāciet maisīšanu. Kad temperatūra sasniedz iestatīto temperatūru un ūdens izvade ir tuvu teorētiskajam ūdens izvades daudzumam, ņemiet noteiktu daudzumu parauga skābes vērtības pārbaudei. Kad skābes vērtība ir ≤20 mg/g, sāciet nākamo reakcijas soli; pievienojiet 100×10-6 dozētu katalizatoru, pievienojiet vakuuma cauruli un iedarbiniet vakuuma sūkni, kontrolējiet spirta izvades ātrumu pēc vakuuma pakāpes, kad faktiskais spirta izvades daudzums ir tuvu teorētiskajam spirta izvades daudzumam, ņemiet noteiktu paraugu hidroksilvērtības pārbaudei un pārtrauciet reakciju, kad hidroksilvērtība atbilst konstrukcijas prasībām. Iegūtais poliuretāna prepolimērs tiek iepakots lietošanai gaidīšanas režīmā.
2) Šķīdinātāja bāzes poliuretāna līmes sagatavošana: četrkaklu kolbā pievienojiet izmērīto poliuretāna prepolimēru un etilesteri, uzkarsējiet un maisiet, lai vienmērīgi izkliedētos, pēc tam četrkaklu kolbā pievienojiet izmērīto TDI, turiet siltumā 1,0 stundu, pēc tam pievienojiet laboratorijā pagatavoto hipersazaroto polimēru un turpiniet reaģēt 2,0 stundas, lēnām pilienveidā pievienojiet HDI trimēru četrkaklu kolbā, turiet siltumā 2,0 stundas, ņemiet paraugus NCO satura pārbaudei, atdzesējiet un pēc NCO satura kvalificēšanas atbrīvojiet materiālus iepakošanai.
3) Sausā laminēšana: noteiktā proporcijā sajauciet etilacetātu, galveno līdzekli un sacietēšanas līdzekli un vienmērīgi samaisiet, pēc tam uzklājiet un sagatavojiet paraugus sausā laminēšanas mašīnā.

1.4 Testa raksturojums
1) Viskozitāte: Izmantojiet rotācijas viskozimetru un skatiet GB/T 2794-1995 Līmju viskozitātes testa metodi;
2) T veida lobīšanās izturība: pārbaudīta, izmantojot universālu stiepes pārbaudes iekārtu, atsaucoties uz GB/T 8808-1998 lobīšanās izturības pārbaudes metodi;
3) Siltumblīvējuma izturība: vispirms izmantojiet siltumblīvējuma testeri, lai veiktu siltumblīvējumu, pēc tam izmantojiet universālu stiepes pārbaudes iekārtu, lai pārbaudītu, skatiet GB/T 22638.7-2016 siltumblīvējuma izturības testa metodi;
4) Termogravimetriskā analīze (TGA): Tests tika veikts, izmantojot termogravimetrisko analizatoru ar sildīšanas ātrumu 10 ℃/min un testa temperatūras diapazonu no 50 līdz 600 ℃.

2.1 Viskozitātes izmaiņas atkarībā no sajaukšanas reakcijas laika Līmes viskozitāte un gumijas diska kalpošanas laiks ir svarīgi rādītāji produkta ražošanas procesā. Ja līmes viskozitāte ir pārāk augsta, uzklātā līmes daudzums būs pārāk liels, kas ietekmēs kompozītmateriāla plēves izskatu un pārklājuma izmaksas; ja viskozitāte ir pārāk zema, uzklātā līmes daudzums būs pārāk mazs, un tinte nevarēs efektīvi iesūkties, kas arī ietekmēs kompozītmateriāla plēves izskatu un līmēšanas veiktspēju. Ja gumijas diska kalpošanas laiks ir pārāk īss, līmes tvertnē uzglabātās līmes viskozitāte palielināsies pārāk ātri, līmi nevarēs vienmērīgi uzklāt, un gumijas veltni nebūs viegli tīrīt; ja gumijas diska kalpošanas laiks ir pārāk ilgs, tas ietekmēs kompozītmateriāla sākotnējo adhēzijas izskatu un līmēšanas veiktspēju un pat ietekmēs sacietēšanas ātrumu, tādējādi ietekmējot produkta ražošanas efektivitāti.

Atbilstoša viskozitātes kontrole un līmes diska kalpošanas laiks ir svarīgi parametri līmju pareizai lietošanai. Saskaņā ar ražošanas pieredzi galvenā viela, etilacetāts un sacietēšanas līdzeklis tiek pielāgoti atbilstošai R vērtībai un viskozitātei, un līmi rullē līmes tvertnē ar gumijas rullīti, neuzklājot līmi uz plēves. Līmes paraugi tiek ņemti dažādos laika periodos viskozitātes pārbaudei. Atbilstoša viskozitāte, atbilstošs līmes diska kalpošanas laiks un ātra sacietēšana zemā temperatūrā ir svarīgi mērķi, ko šķīdinātāju bāzes poliuretāna līmes cenšas sasniegt ražošanas un lietošanas laikā.

2.2 Novecošanas temperatūras ietekme uz lobīšanās stiprību Novecošanas process ir vissvarīgākais, laikietilpīgākais, energoietilpīgākais un vietas ziņā ietilpīgākais elastīgā iepakojuma process. Tas ietekmē ne tikai produkta ražošanas ātrumu, bet, vēl svarīgāk, kompozītmateriāla elastīgā iepakojuma izskatu un līmēšanas īpašības. Saskaroties ar valdības mērķiem par "oglekļa maksimumu" un "oglekļa neitralitāti", kā arī sīvu tirgus konkurenci, novecošana zemā temperatūrā un ātra sacietēšana ir efektīvi veidi, kā panākt zemu enerģijas patēriņu, videi draudzīgu ražošanu un efektīvu ražošanu.

PET/AL/PE kompozītplēve tika izturēta istabas temperatūrā un 40, 50 un 60 ℃ temperatūrā. Istabas temperatūrā iekšējā slāņa AL/PE kompozītstruktūras lobīšanās izturība pēc 12 stundu novecošanas saglabājās stabila, un sacietēšana būtībā bija pabeigta; istabas temperatūrā ārējā slāņa PET/AL augstas barjeras kompozītstruktūras lobīšanās izturība pēc 12 stundu novecošanas saglabājās būtībā stabila, kas norāda, ka augstas barjeras plēves materiāls ietekmēs poliuretāna līmes sacietēšanu; salīdzinot sacietēšanas temperatūras apstākļus 40, 50 un 60 ℃, sacietēšanas ātrumā nebija acīmredzamas atšķirības.

Salīdzinot ar pašreizējā tirgū pieejamajām uz šķīdinātājiem balstītajām poliuretāna līmēm, to novecošanas laiks augstā temperatūrā parasti ir 48 stundas vai pat ilgāks. Šajā pētījumā izmantotā poliuretāna līme var pabeigt augstas barjeras struktūras sacietēšanu 12 stundu laikā istabas temperatūrā. Izstrādātajai līmei ir ātras sacietēšanas funkcija. Pašdarinātu hipersazarotu polimēru un daudzfunkcionālu izocianātu pievienošana līmei neatkarīgi no ārējā slāņa kompozītmateriāla struktūras vai iekšējā slāņa kompozītmateriāla struktūras, lobīšanās izturība istabas temperatūras apstākļos daudz neatšķiras no lobīšanās izturības augstas temperatūras novecošanas apstākļos, kas norāda, ka izstrādātajai līmei ir ne tikai ātras sacietēšanas funkcija, bet arī ātras sacietēšanas funkcija bez augstas temperatūras.

2.3 Novecošanas temperatūras ietekme uz karstuma blīvēšanas izturību Materiālu karstuma blīvēšanas īpašības un faktisko karstuma blīvēšanas efektu ietekmē daudzi faktori, piemēram, karstuma blīvēšanas iekārtas, paša materiāla fizikālie un ķīmiskie veiktspējas parametri, karstuma blīvēšanas laiks, karstuma blīvēšanas spiediens un karstuma blīvēšanas temperatūra utt. Atbilstoši faktiskajām vajadzībām un pieredzei tiek noteikts saprātīgs karstuma blīvēšanas process un parametri, un pēc sajaukšanas tiek veikta kompozītmateriāla plēves karstuma blīvēšanas izturības pārbaude.

Kad kompozītmateriāla plēve ir tikko izņemta no iekārtas, siltumizolācijas izturība ir relatīvi zema, tikai 17 N/(15 mm). Šajā brīdī līme ir tikko sākusi sacietēt un nevar nodrošināt pietiekamu saķeres spēku. Šajā laikā pārbaudītā izturība ir PE plēves siltumizolācijas izturība; palielinoties novecošanas laikam, siltumizolācijas izturība strauji palielinās. Siltumizolācijas izturība pēc 12 stundu novecošanas būtībā ir tāda pati kā pēc 24 un 48 stundām, kas norāda, ka sacietēšana būtībā ir pabeigta 12 stundu laikā, nodrošinot pietiekamu saķeri dažādām plēvēm, kā rezultātā palielinās siltumizolācijas izturība. No siltumizolācijas izturības izmaiņu līknes dažādās temperatūrās var redzēt, ka vienādos novecošanas laika apstākļos nav lielas atšķirības siltumizolācijas stiprībā starp novecošanu istabas temperatūrā un 40, 50 un 60 ℃ apstākļos. Novecošana istabas temperatūrā var pilnībā panākt augstas temperatūras novecošanas efektu. Elastīgajai iepakojuma struktūrai, kas kompozīta ar šo izstrādāto līmi, ir laba siltumizolācijas izturība augstas temperatūras novecošanas apstākļos.

2.4 Sacietējušas plēves termiskā stabilitāte Elastīgā iepakojuma lietošanas laikā ir nepieciešama termiskā blīvēšana un maisiņu izgatavošana. Papildus paša plēves materiāla termiskajai stabilitātei, sacietējušās poliuretāna plēves termiskā stabilitāte nosaka gatavā elastīgā iepakojuma produkta veiktspēju un izskatu. Šajā pētījumā sacietējušās poliuretāna plēves termiskās stabilitātes analīzei tiek izmantota termiskās gravimetriskās analīzes (TGA) metode.

Sacietējušajai poliuretāna plēvei testa temperatūrā ir divi acīmredzami svara zuduma maksimumi, kas atbilst cietā segmenta un mīkstā segmenta termiskajai sadalīšanās temperatūrai. Mīkstā segmenta termiskās sadalīšanās temperatūra ir relatīvi augsta, un termiskais svara zudums sākas 264°C temperatūrā. Šajā temperatūrā tā var izpildīt pašreizējā mīkstā iepakojuma termiskās blīvēšanas procesa temperatūras prasības, kā arī automātiskās iepakošanas vai pildīšanas ražošanas, konteineru tālsatiksmes pārvadāšanas un lietošanas procesa temperatūras prasības; cietā segmenta termiskās sadalīšanās temperatūra ir augstāka, sasniedzot 347°C. Izstrādātajai augstas temperatūras bezcietējošajai līmei ir laba termiskā stabilitāte. AC-13 asfalta maisījuma ar tērauda izdedžiem saturs palielinājās par 2,1%.

3) Kad tērauda izdedžu saturs sasniedz 100%, tas ir, kad atsevišķu daļiņu izmērs no 4,75 līdz 9,5 mm pilnībā aizstāj kaļķakmeni, asfalta maisījuma atlikušās stabilitātes vērtība ir 85,6%, kas ir par 0,5% augstāka nekā AC-13 asfalta maisījumam bez tērauda izdedžiem; sadalīšanās stiprības koeficients ir 80,8%, kas ir par 0,5% augstāks nekā AC-13 asfalta maisījumam bez tērauda izdedžiem. Atbilstoša tērauda izdedžu daudzuma pievienošana var efektīvi uzlabot AC-13 tērauda izdedžu asfalta maisījuma atlikušo stabilitāti un sadalīšanās stiprības koeficientu, kā arī var efektīvi uzlabot asfalta maisījuma ūdens stabilitāti.

1) Normālos lietošanas apstākļos uz šķīdinātāja bāzes veidotās poliuretāna līmes, kas sagatavota, ieviešot mājās gatavotus hipersazarotus polimērus un daudzfunkcionālus poliizocianātus, sākotnējā viskozitāte ir aptuveni 1500 mPa·s, kas ir laba viskozitāte; līmes diska kalpošanas laiks sasniedz 60 minūtes, kas var pilnībā atbilst elastīgo iepakojumu uzņēmumu darbības laika prasībām ražošanas procesā.

2) No lobīšanās stiprības un karstuma blīvēšanas stiprības var redzēt, ka sagatavotā līme istabas temperatūrā var ātri sacietēt. Sacietēšanas ātrumā istabas temperatūrā un 40, 50 un 60 ℃ temperatūrā nav lielas atšķirības, un nav lielas atšķirības arī savienojuma stiprībā. Šo līmi var pilnībā sacietēt bez augstas temperatūras un tā var ātri sacietēt.

3) TGA analīze liecina, ka līmei ir laba termiskā stabilitāte un tā var atbilst temperatūras prasībām ražošanas, transportēšanas un lietošanas laikā.