סוג חדש של דבק פוליאוריטן הוכן על ידי שימוש בחומצות מולקולות קטנות ופוליאולים מולקולות קטנות כחומרי הגלם הבסיסיים להכנת פרהפולימרים. במהלך תהליך הארכת השרשרת, הוכנסו למבנה הפוליאוריתן פולימרים היפר-מסעפים וטרמרי HDI. תוצאות הבדיקה מראות כי לדבק שהוכן במחקר זה יש צמיגות מתאימה, חיי דיסק דבק ארוכים, ניתן לריפוי מהיר בטמפרטורת החדר, ובעל תכונות הדבקה טובות, חוזק איטום בחום ויציבות תרמית.

לאריזה גמישה מורכבת יש את היתרונות של מראה מעולה, טווח יישומים רחב, הובלה נוחה ועלות אריזה נמוכה. מאז הצגתו, הוא נמצא בשימוש נרחב במזון, רפואה, כימיקלים יומיומיים, אלקטרוניקה ותעשיות אחרות, והוא אהוב מאוד על הצרכנים. הביצועים של אריזה גמישה מורכבת אינם קשורים רק לחומר הסרט, אלא גם תלוי בביצועים של הדבק המרוכב. לדבק פוליאוריטן יתרונות רבים כגון חוזק הדבקה גבוה, יכולת התאמה חזקה והיגיינה ובטיחות. כיום זהו הדבק התומך המיינסטרים לאריזות גמישות מורכבות ומוקד המחקר של יצרני הדבקים הגדולים.

יישון בטמפרטורה גבוהה הוא תהליך הכרחי בהכנת אריזות גמישות. עם יעדי המדיניות הלאומיים של "שיא פחמן" ו"ניטרליות פחמן", הגנה על סביבה ירוקה, הפחתת פליטת פחמן נמוכה, ויעילות גבוהה וחיסכון באנרגיה הפכו ליעדי הפיתוח של כל תחומי החיים. לטמפרטורת היישון ולזמן היישון יש השפעה חיובית על חוזק הקליפה של הסרט המרוכב. תיאורטית, ככל שטמפרטורת היישון גבוהה יותר וזמן היישון ארוך יותר, כך קצב השלמת התגובה גבוה יותר ואפקט הריפוי טוב יותר. בתהליך יישום הייצור בפועל, אם ניתן להוריד את טמפרטורת היישון ולקצר את זמן היישון, עדיף לא לדרוש יישון, וניתן לבצע חיתוך ושקית לאחר כיבוי המכונה. זה יכול לא רק להשיג את המטרות של הגנה על סביבה ירוקה והפחתת פליטת פחמן נמוכה, אלא גם לחסוך בעלויות הייצור ולשפר את יעילות הייצור.

מחקר זה נועד לסנתז סוג חדש של דבק פוליאוריטן בעל צמיגות מתאימה וחיי דיסק דבק במהלך הייצור והשימוש, יכול להתרפא במהירות בתנאי טמפרטורה נמוכה, רצוי ללא טמפרטורה גבוהה, ואינו משפיע על הביצועים של אינדיקטורים שונים של אריזה גמישה מורכבת.

1.1 חומרי ניסוי חומצה אדיפית, חומצה סבאצית, אתילן גליקול, ניאופנטיל גליקול, דיאתילן גליקול, TDI, טרימר HDI, פולימר היפר-סועף מתוצרת מעבדה, אתיל אצטט, סרט פוליאתילן (PE), סרט פוליאסטר (PET), רדיד אלומיניום (AL).
1.2 מכשירי ניסוי שולחני חשמלי תנור ייבוש אוויר בטמפרטורה קבועה: DHG-9203A, Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., Ltd.; מד צמיג סיבובי: NDJ-79, Shanghai Renhe Keyi Co., Ltd.; מכונת בדיקת מתיחה אוניברסלית: XLW, Labthink; מנתח טרמוגרבימטרי: TG209, NETZSCH, גרמניה; בודק אטימות חום: SKZ1017A, Jinan Qingqiang Electromechanical Co., Ltd.
1.3 שיטת סינתזה
1) הכנת הפרהפולימר: מייבשים היטב את הבקבוקון בעל ארבע הצווארים ומעבירים לתוכו N2, לאחר מכן מוסיפים את המולקולה הקטנה הנמדדת פוליאול ופולי חומצה לבקבוק בעל ארבע הצווארים ומתחילים לערבב. כאשר הטמפרטורה מגיעה לטמפרטורה שנקבעה ותפוקת המים קרובה לתפוקת המים התיאורטית, קח כמות מסוימת של דגימה לבדיקת ערך חומצה. כאשר ערך החומצה הוא ≤20 מ"ג/גרם, התחל את השלב הבא של התגובה; הוסף זרז 100×10-6 מטר, חבר את צינור זנב הוואקום והפעל את משאבת הוואקום, שלוט בקצב תפוקת האלכוהול לפי דרגת הוואקום, כאשר תפוקת האלכוהול בפועל קרובה לתפוקת האלכוהול התיאורטית, קח דגימה מסוימת לבדיקת ערך הידרוקסיל, והפסק את התגובה כאשר ערך ההידרוקסיל עומד בדרישות התכנון. הפרהפולימר הפוליאוריתן המתקבל ארוז לשימוש בהמתנה.
2) הכנת דבק פוליאוריטן על בסיס ממס: הוסף פוליאוריתן פר-פולימר מדוד ואתיל אסטר לבקבוק בעל ארבע צוואר, חממו וערבבו לפיזור אחיד, לאחר מכן הוסף TDI מדודה לבקבוק בעל ארבע הצווארים, שמור על חום למשך 1.0 שעות, לאחר מכן הוסף את הפולימר הביתי ל-HDI במעבדה והמשך איטי לפולימר במעבדה. טרימר טיפה לתוך הבקבוק בעל ארבע הצווארים, שמור על חום למשך 2.0 שעות, קח דגימות לבדיקת תכולת ה-NCO, מקרר ושחרר את החומרים לאריזה לאחר הסמכה של תכולת ה-NCO.
3) למינציה יבשה: מערבבים אתיל אצטט, חומר עיקרי וחומר ריפוי בפרופורציה מסוימת ומערבבים באופן שווה, ולאחר מכן יש למרוח ולהכין דוגמאות במכונת למינציה יבשה.

1.4 אפיון מבחן
1) צמיגות: השתמש במד צמיגות סיבובי ועיין בשיטת הבדיקה GB/T 2794-1995 לצמיגות של דבקים;
2) חוזק T-peel: נבדק באמצעות מכונת בדיקת מתיחה אוניברסלית, בהתייחס לשיטת בדיקת חוזק קילוף GB/T 8808-1998;
3) חוזק איטום חום: השתמש תחילה בבודק איטום חום כדי לבצע איטום חום, ולאחר מכן השתמש במכונת בדיקת מתיחה אוניברסלית לבדיקה, עיין בשיטת בדיקת חוזק חוזק חותם חום GB/T 22638.7-2016;
4) ניתוח תרמו-גרבימטרי (TGA): הבדיקה בוצעה באמצעות מנתח תרמו-גרבימטרי עם קצב חימום של 10 ℃/דקה וטווח טמפרטורות בדיקה של 50 עד 600 ℃.

2.1 שינויים בצמיגות עם זמן תגובה לערבוב צמיגות הדבק וחיי דיסק הגומי הם אינדיקטורים חשובים בתהליך ייצור המוצר. אם הצמיגות של הדבק גבוהה מדי, כמות הדבק המוחלת תהיה גדולה מדי, ומשפיעה על המראה ועלות הציפוי של הסרט המרוכב; אם הצמיגות נמוכה מדי, כמות הדבק המוחלת תהיה נמוכה מדי, ולא ניתן להחדיר את הדיו ביעילות, מה שישפיע גם על המראה וביצועי ההדבקה של הסרט המרוכב. אם חיי דיסק הגומי קצרים מדי, הצמיגות של הדבק המאוחסן במיכל הדבק תגדל מהר מדי, ולא ניתן ליישם את הדבק בצורה חלקה, ורולר הגומי אינו קל לניקוי; אם אורך החיים של דיסק הגומי ארוך מדי, זה ישפיע על מראה ההדבקה הראשוני וביצועי ההדבקה של החומר המרוכב, ואף ישפיע על קצב הריפוי, ובכך ישפיע על יעילות הייצור של המוצר.

בקרת צמיגות מתאימה וחיי הדיסק הדביק הם פרמטרים חשובים לשימוש טוב בדבקים. על פי ניסיון הייצור, הסוכן הראשי, האתיל אצטט וחומר המרפא מותאמים לערך ה-R ולצמיגות המתאימים, והדבק מגולגל במיכל הדבק עם גלגלת גומי ללא מריחת דבק על הסרט. דגימות הדבק נלקחות בתקופות זמן שונות לבדיקת צמיגות. צמיגות מתאימה, אורך חיים מתאים של הדיסק הדביק, ואשפרה מהירה בתנאי טמפרטורה נמוכים הם יעדים חשובים שדבקים פוליאוריטן מבוססי ממס חותרים אליהם במהלך הייצור והשימוש.

2.2 השפעת טמפרטורת היישון על חוזק הקליפה תהליך היישון הוא התהליך החשוב ביותר, גוזל זמן, עתיר אנרגיה ושטח לאריזה גמישה. זה לא רק משפיע על קצב הייצור של המוצר, אלא יותר חשוב, זה משפיע על המראה וביצועי ההדבקה של אריזות גמישות מורכבות. מול יעדי הממשלה של "שיא פחמן" ו"נייטרליות פחמן" ותחרות עזה בשוק, הזדקנות בטמפרטורה נמוכה וריפוי מהיר הם דרכים יעילות להשיג צריכת אנרגיה נמוכה, ייצור ירוק וייצור יעיל.

הסרט המרוכב של PET/AL/PE התיישן בטמפרטורת החדר וב-40, 50 ו-60 ℃. בטמפרטורת החדר, חוזק הקילוף של המבנה המרוכב AL/PE של השכבה הפנימית נשאר יציב לאחר יישון במשך 12 שעות, והריפוי הושלם בעצם; בטמפרטורת החדר, חוזק הקילוף של השכבה החיצונית של המבנה המרוכב עם מחסום גבוה PET/AL נשאר יציב ביסודו לאחר התיישנות במשך 12 שעות, מה שמעיד על כך שחומר הסרט בעל המחסום הגבוה ישפיע על ריפוי דבק הפוליאוריתן; בהשוואת תנאי טמפרטורת הריפוי של 40, 50 ו-60 ℃, לא היה הבדל ברור בקצב הריפוי.

בהשוואה לדבקים הפוליאוריטן המבוססים על ממס המיינסטרים בשוק הנוכחי, זמן היישון בטמפרטורה גבוהה הוא בדרך כלל 48 שעות או אפילו יותר. דבק הפוליאוריתן במחקר זה יכול בעצם להשלים את הריפוי של מבנה המחסום הגבוה תוך 12 שעות בטמפרטורת החדר. לדבק שפותח יש תפקיד של ריפוי מהיר. הכנסת פולימרים ביתיים מסועפים ואיזוציאנאטים רב-תכליתיים בדבק, ללא קשר למבנה מרוכב השכבה החיצונית או מבנה מרוכב השכבה הפנימית, חוזק הקילוף בתנאי טמפרטורת החדר אינו שונה בהרבה מחוזק הקילוף בתנאי יישון בטמפרטורה גבוהה, מה שמעיד על כך שלדבק שפותח יש לא רק תפקיד של ריפוי מהיר ללא טמפרטורה גבוהה, אלא גם ריפוי מהיר.

2.3 השפעת טמפרטורת ההזדקנות על חוזק איטום החום מאפייני האיטום החום של החומרים והשפעת האיטום החום בפועל מושפעים מגורמים רבים, כגון ציוד איטום חום, פרמטרי ביצועים פיסיקליים וכימיים של החומר עצמו, זמן איטום חום, לחץ איטום חום וטמפרטורת איטום חום וכו'. לפי הצרכים והניסיון בפועל, תהליך איטום חום סביר ופרמטרים קבועים לאחר בדיקה של חוזק התרכובת החום המורכבת.

כאשר הסרט המרוכב נמצא ממש מחוץ למכונה, חוזק איטום החום נמוך יחסית, רק 17 N/(15 מ"מ). בשלב זה, הדבק רק החל להתמצק ואינו יכול לספק כוח מליטה מספיק. החוזק שנבדק בשלב זה הוא חוזק איטום החום של סרט PE; ככל שזמן ההזדקנות מתארך, חוזק איטום החום עולה בחדות. חוזק איטום החום לאחר יישון במשך 12 שעות זהה בעצם לזה שלאחר 24 ו-48 שעות, מה שמצביע על כך שהאיפוי מסתיים בעצם תוך 12 שעות, מה שמספק הדבקה מספקת לסרטים שונים, וכתוצאה מכך חוזק איטום חום מוגבר. מעקומת השינוי של חוזק איטום חום בטמפרטורות שונות, ניתן לראות שבאותם תנאי זמן יישון, אין הבדל רב בחוזק איטום חום בין יישון בטמפרטורת החדר לבין תנאים של 40, 50 ו-60 ℃. יישון בטמפרטורת החדר יכול להשיג לחלוטין את ההשפעה של הזדקנות בטמפרטורה גבוהה. למבנה האריזה הגמיש המורכב עם הדבק שפותח זה יש חוזק איטום חום טוב בתנאי יישון בטמפרטורה גבוהה.

2.4 יציבות תרמית של סרט אפוי במהלך השימוש באריזה גמישה, נדרשים איטום בחום והכנת שקיות. בנוסף ליציבות התרמית של חומר הסרט עצמו, היציבות התרמית של סרט הפוליאוריטן הנרפא קובעת את הביצועים והמראה של מוצר האריזה הגמיש המוגמר. מחקר זה משתמש בשיטת ניתוח גרבימטרי תרמית (TGA) כדי לנתח את היציבות התרמית של סרט הפוליאוריתן המתרפא.

לסרט הפוליאוריטן המתרפא יש שני שיאי ירידה ברורים במשקל בטמפרטורת הבדיקה, התואמים לפירוק התרמי של הקטע הקשה והקטע הרך. טמפרטורת הפירוק התרמי של המקטע הרך גבוהה יחסית, וירידה תרמית במשקל מתחילה להתרחש ב-264 מעלות צלזיוס. בטמפרטורה זו, הוא יכול לעמוד בדרישות הטמפרטורה של תהליך איטום החום הנוכחי של האריזה הרכה, ויכול לעמוד בדרישות הטמפרטורה של ייצור אריזה או מילוי אוטומטי, הובלת מיכלים למרחקים ארוכים ותהליך השימוש; טמפרטורת הפירוק התרמי של הקטע הקשה גבוהה יותר ומגיעה ל-347 מעלות צלזיוס. לדבק המפותח ללא אשפרה בטמפרטורה גבוהה יש יציבות תרמית טובה. תערובת האספלט AC-13 עם סיגי פלדה עלתה ב-2.1%.

3) כאשר תכולת סיגי הפלדה מגיעה ל-100%, כלומר כאשר גודל החלקיקים הבודד של 4.75 עד 9.5 מ"מ מחליף לחלוטין את אבן הגיר, ערך היציבות השיורי של תערובת האספלט הוא 85.6%, שהוא 0.5% גבוה מזה של תערובת אספלט AC-13 ללא סיגים פלדה; יחס חוזק הפיצול הוא 80.8%, שהוא גבוה ב-0.5% מזה של תערובת אספלט AC-13 ללא סיגים פלדה. תוספת של כמות מתאימה של סיגי פלדה יכולה לשפר ביעילות את היציבות השיורית ואת יחס חוזק הפיצול של תערובת אספלט סיגי פלדה AC-13, ויכולה לשפר ביעילות את יציבות המים של תערובת האספלט.

1) בתנאי שימוש רגילים, הצמיגות הראשונית של דבק פוליאוריטן על בסיס ממס שהוכן על ידי הכנסת פולימרים ביתיים מסועפים ביתיים ופוליאיזוציאנטים רב תכליתיים היא בסביבות 1500mPa·s, שיש לו צמיגות טובה; חיי הדיסק הדביק מגיעים ל-60 דקות, מה שיכול לעמוד במלואו בדרישות זמן ההפעלה של חברות אריזה גמישות בתהליך הייצור.

2) ניתן לראות מחוזק הקליפה וחוזק איטום החום שהדבק המוכן יכול להתרפא במהירות בטמפרטורת החדר. אין הבדל גדול במהירות הריפוי בטמפרטורת החדר וב-40, 50 ו-60 ℃, ואין הבדל גדול בחוזק ההדבקה. דבק זה ניתן לריפוי מלא ללא טמפרטורה גבוהה ויכול להתרפא במהירות.

3) ניתוח TGA מראה כי לדבק יש יציבות תרמית טובה והוא יכול לעמוד בדרישות הטמפרטורה במהלך הייצור, ההובלה והשימוש.