Jenis perekat poliuretana baru disiapkan dengan menggunakan poliasam molekul kecil dan poliol molekul kecil sebagai bahan baku dasar untuk menyiapkan prapolimer. Selama proses perpanjangan rantai, polimer hiperbercabang dan trimer HDI dimasukkan ke dalam struktur poliuretana. Hasil pengujian menunjukkan bahwa perekat yang disiapkan dalam penelitian ini memiliki viskositas yang sesuai, masa pakai cakram perekat yang lama, dapat cepat mengeras pada suhu ruangan, dan memiliki sifat ikatan, kekuatan penyegelan panas, dan stabilitas termal yang baik.

Kemasan fleksibel komposit memiliki keunggulan tampilan yang sangat indah, jangkauan aplikasi yang luas, transportasi yang mudah, dan biaya pengemasan yang rendah. Sejak diperkenalkan, kemasan ini telah banyak digunakan dalam industri makanan, obat-obatan, bahan kimia sehari-hari, elektronik, dan industri lainnya, dan sangat disukai oleh konsumen. Kinerja kemasan fleksibel komposit tidak hanya terkait dengan bahan film, tetapi juga tergantung pada kinerja perekat komposit. Perekat poliuretan memiliki banyak keunggulan seperti kekuatan ikatan yang tinggi, kemampuan penyesuaian yang kuat, serta kebersihan dan keamanan. Saat ini, perekat ini menjadi perekat pendukung utama untuk kemasan fleksibel komposit dan menjadi fokus penelitian oleh produsen perekat utama.

Penuaan suhu tinggi merupakan proses yang sangat diperlukan dalam persiapan kemasan fleksibel. Dengan tujuan kebijakan nasional "puncak karbon" dan "netralitas karbon", perlindungan lingkungan hijau, pengurangan emisi karbon rendah, dan efisiensi tinggi serta penghematan energi telah menjadi tujuan pembangunan semua lapisan masyarakat. Suhu penuaan dan waktu penuaan memiliki efek positif pada kekuatan pengelupasan film komposit. Secara teoritis, semakin tinggi suhu penuaan dan semakin lama waktu penuaan, semakin tinggi laju penyelesaian reaksi dan semakin baik efek pengawetannya. Dalam proses aplikasi produksi aktual, jika suhu penuaan dapat diturunkan dan waktu penuaan dapat dipersingkat, yang terbaik adalah tidak memerlukan penuaan, dan pemotongan serta pengemasan dapat dilakukan setelah mesin dimatikan. Ini tidak hanya dapat mencapai tujuan perlindungan lingkungan hijau dan pengurangan emisi karbon rendah, tetapi juga menghemat biaya produksi dan meningkatkan efisiensi produksi.

Penelitian ini dimaksudkan untuk mensintesis jenis baru perekat poliuretan yang memiliki viskositas dan masa pakai cakram perekat yang sesuai selama produksi dan penggunaan, dapat mengering dengan cepat dalam kondisi suhu rendah, lebih disukai tanpa suhu tinggi, dan tidak mempengaruhi kinerja berbagai indikator kemasan fleksibel komposit.

1.1 Bahan percobaan Asam adipat, asam sebasat, etilen glikol, neopentil glikol, dietilen glikol, TDI, trimer HDI, polimer hiperbercabang buatan laboratorium, etil asetat, film polietilen (PE), film poliester (PET), aluminium foil (AL).
1.2 Instrumen eksperimen Oven pengering udara suhu konstan listrik desktop: DHG-9203A, Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., Ltd.; Viskometer putar: NDJ-79, Shanghai Renhe Keyi Co., Ltd.; Mesin uji tarik universal: XLW, Labthink; Penganalisis termogravimetri: TG209, NETZSCH, Jerman; Penguji segel panas: SKZ1017A, Jinan Qingqiang Electromechanical Co., Ltd.
1.3 Metode sintesis
1) Persiapan prapolimer: Keringkan labu leher empat secara menyeluruh dan alirkan N2 ke dalamnya, kemudian tambahkan poliol molekul kecil yang terukur dan poliasam ke dalam labu leher empat dan mulailah mengaduk. Ketika suhu mencapai suhu yang ditetapkan dan keluaran air mendekati keluaran air teoritis, ambil sejumlah sampel untuk uji nilai asam. Ketika nilai asam ≤20 mg/g, mulailah langkah reaksi berikutnya; tambahkan katalis terukur 100×10-6, sambungkan pipa ekor vakum dan nyalakan pompa vakum, kendalikan laju keluaran alkohol dengan derajat vakum, ketika keluaran alkohol aktual mendekati keluaran alkohol teoritis, ambil sampel tertentu untuk uji nilai hidroksil, dan hentikan reaksi ketika nilai hidroksil memenuhi persyaratan desain. Prapolimer poliuretan yang diperoleh dikemas untuk penggunaan siaga.
2) Penyiapan perekat poliuretana berbasis pelarut: Tambahkan prapolimer poliuretana dan etil ester yang telah diukur ke dalam labu berleher empat, panaskan dan aduk hingga merata, kemudian tambahkan TDI yang telah diukur ke dalam labu berleher empat, jaga agar tetap hangat selama 1,0 jam, kemudian tambahkan polimer hiperbercabang buatan sendiri di laboratorium dan terus bereaksi selama 2,0 jam, secara perlahan tambahkan trimer HDI tetes demi tetes ke dalam labu berleher empat, jaga agar tetap hangat selama 2,0 jam, ambil sampel untuk menguji kandungan NCO, dinginkan dan lepaskan bahan untuk pengemasan setelah kandungan NCO memenuhi syarat.
3) Laminasi kering: Campur etil asetat, bahan utama dan bahan pengawet dalam proporsi tertentu dan aduk hingga rata, lalu aplikasikan dan siapkan sampel pada mesin laminasi kering.

1.4 Karakterisasi Uji
1) Viskositas: Gunakan viskometer putar dan rujuk ke GB/T 2794-1995 Metode uji viskositas perekat;
2) Kekuatan kupas-T: diuji menggunakan mesin uji tarik universal, mengacu pada metode uji kekuatan kupas GB/T 8808-1998;
3) Kekuatan segel panas: pertama-tama gunakan penguji segel panas untuk melakukan penyegelan panas, kemudian gunakan mesin uji tarik universal untuk menguji, rujuk pada metode uji kekuatan segel panas GB/T 22638.7-2016;
4) Analisis termogravimetri (TGA): Pengujian dilakukan menggunakan penganalisis termogravimetri dengan laju pemanasan 10℃/menit dan kisaran suhu uji 50 hingga 600℃.

2.1 Perubahan viskositas dengan waktu reaksi pencampuran Viskositas perekat dan umur cakram karet merupakan indikator penting dalam proses produksi produk. Jika viskositas perekat terlalu tinggi, jumlah lem yang diaplikasikan akan terlalu besar, mempengaruhi tampilan dan biaya pelapisan film komposit; jika viskositas terlalu rendah, jumlah lem yang diaplikasikan akan terlalu rendah, dan tinta tidak dapat disusupkan secara efektif, yang juga akan mempengaruhi tampilan dan kinerja ikatan film komposit. Jika umur cakram karet terlalu pendek, viskositas lem yang disimpan dalam tangki lem akan meningkat terlalu cepat, dan lem tidak dapat diaplikasikan dengan lancar, dan rol karet tidak mudah dibersihkan; jika umur cakram karet terlalu lama, itu akan mempengaruhi tampilan adhesi awal dan kinerja ikatan bahan komposit, dan bahkan mempengaruhi laju pengerasan, sehingga mempengaruhi efisiensi produksi produk.

Kontrol viskositas yang tepat dan masa pakai cakram perekat merupakan parameter penting untuk penggunaan perekat yang baik. Berdasarkan pengalaman produksi, bahan utama, etil asetat, dan bahan pengawet disesuaikan dengan nilai R dan viskositas yang tepat, dan perekat digulung dalam tangki perekat dengan rol karet tanpa mengoleskan lem ke film. Sampel perekat diambil pada periode waktu yang berbeda untuk pengujian viskositas. Viskositas yang tepat, masa pakai cakram perekat yang tepat, dan pengawetan cepat dalam kondisi suhu rendah merupakan tujuan penting yang dikejar oleh perekat poliuretan berbasis pelarut selama produksi dan penggunaan.

2.2 Pengaruh suhu penuaan terhadap kekuatan pengelupasan Proses penuaan merupakan proses yang paling penting, memakan waktu, boros energi, dan ruang untuk kemasan fleksibel. Proses ini tidak hanya memengaruhi laju produksi produk, tetapi yang lebih penting lagi, proses ini memengaruhi penampilan dan kinerja ikatan kemasan fleksibel komposit. Dihadapkan dengan tujuan pemerintah tentang "puncak karbon" dan "netralitas karbon" serta persaingan pasar yang ketat, penuaan suhu rendah dan pengawetan cepat merupakan cara yang efektif untuk mencapai konsumsi energi yang rendah, produksi yang ramah lingkungan, dan produksi yang efisien.

Film komposit PET/AL/PE mengalami proses penuaan pada suhu ruangan dan pada suhu 40, 50, dan 60 ℃. Pada suhu ruangan, kekuatan kupas struktur komposit AL/PE lapisan dalam tetap stabil setelah proses penuaan selama 12 jam, dan proses pengeringan pada dasarnya telah selesai; pada suhu ruangan, kekuatan kupas struktur komposit PET/AL lapisan luar yang berpenghalang tinggi pada dasarnya tetap stabil setelah proses penuaan selama 12 jam, yang menunjukkan bahwa material film berpenghalang tinggi akan memengaruhi proses pengeringan perekat poliuretan; membandingkan kondisi suhu pengeringan 40, 50, dan 60 ℃, tidak ada perbedaan yang jelas dalam laju pengeringan.

Dibandingkan dengan perekat poliuretan berbasis pelarut arus utama di pasar saat ini, waktu penuaan suhu tinggi umumnya 48 jam atau bahkan lebih lama. Perekat poliuretan dalam penelitian ini pada dasarnya dapat menyelesaikan pengawetan struktur penghalang tinggi dalam 12 jam pada suhu kamar. Perekat yang dikembangkan memiliki fungsi pengawetan cepat. Pengenalan polimer hiperbercabang buatan sendiri dan isocyanate multifungsi dalam perekat, terlepas dari struktur komposit lapisan luar atau struktur komposit lapisan dalam, kekuatan kupas dalam kondisi suhu kamar tidak jauh berbeda dari kekuatan kupas dalam kondisi penuaan suhu tinggi, yang menunjukkan bahwa perekat yang dikembangkan tidak hanya memiliki fungsi pengawetan cepat, tetapi juga memiliki fungsi pengawetan cepat tanpa suhu tinggi.

2.3 Pengaruh suhu penuaan terhadap kekuatan segel panas Karakteristik segel panas dari material dan efek segel panas yang sebenarnya dipengaruhi oleh banyak faktor, seperti peralatan segel panas, parameter kinerja fisik dan kimia dari material itu sendiri, waktu segel panas, tekanan segel panas, dan suhu segel panas, dll. Berdasarkan kebutuhan dan pengalaman yang sebenarnya, proses dan parameter segel panas yang wajar ditetapkan, dan uji kekuatan segel panas dari film komposit setelah peracikan dilakukan.

Ketika film komposit baru saja dikeluarkan dari mesin, kekuatan segel panas relatif rendah, hanya 17 N/(15 mm). Pada saat ini, perekat baru saja mulai memadat dan tidak dapat memberikan gaya ikatan yang cukup. Kekuatan yang diuji saat ini adalah kekuatan segel panas dari film PE; seiring bertambahnya waktu penuaan, kekuatan segel panas meningkat tajam. Kekuatan segel panas setelah penuaan selama 12 jam pada dasarnya sama dengan setelah 24 dan 48 jam, yang menunjukkan bahwa pengawetan pada dasarnya selesai dalam 12 jam, memberikan ikatan yang cukup untuk film yang berbeda, sehingga menghasilkan peningkatan kekuatan segel panas. Dari kurva perubahan kekuatan segel panas pada suhu yang berbeda, dapat dilihat bahwa di bawah kondisi waktu penuaan yang sama, tidak ada banyak perbedaan dalam kekuatan segel panas antara penuaan suhu kamar dan kondisi 40, 50, dan 60 ℃. Penuaan pada suhu kamar dapat sepenuhnya mencapai efek penuaan suhu tinggi. Struktur kemasan fleksibel yang dikompositkan dengan perekat yang dikembangkan ini memiliki kekuatan segel panas yang baik dalam kondisi penuaan suhu tinggi.

2.4 Stabilitas termal film yang diawetkan Selama penggunaan kemasan fleksibel, penyegelan panas dan pembuatan kantong diperlukan. Selain stabilitas termal bahan film itu sendiri, stabilitas termal film poliuretan yang diawetkan menentukan kinerja dan tampilan produk kemasan fleksibel yang sudah jadi. Penelitian ini menggunakan metode analisis gravimetri termal (TGA) untuk menganalisis stabilitas termal film poliuretan yang diawetkan.

Film poliuretana yang diawetkan memiliki dua puncak kehilangan berat yang jelas pada suhu uji, yang sesuai dengan dekomposisi termal segmen keras dan segmen lunak. Suhu dekomposisi termal segmen lunak relatif tinggi, dan kehilangan berat termal mulai terjadi pada 264°C. Pada suhu ini, dapat memenuhi persyaratan suhu dari proses penyegelan panas pengemasan lunak saat ini, dan dapat memenuhi persyaratan suhu produksi pengemasan atau pengisian otomatis, transportasi kontainer jarak jauh, dan proses penggunaan; suhu dekomposisi termal segmen keras lebih tinggi, mencapai 347°C. Perekat bebas pengawetan suhu tinggi yang dikembangkan memiliki stabilitas termal yang baik. Campuran aspal AC-13 dengan terak baja meningkat sebesar 2,1%.

3) Ketika kandungan terak baja mencapai 100%, yaitu, ketika ukuran partikel tunggal 4,75 hingga 9,5 mm sepenuhnya menggantikan batu kapur, nilai stabilitas residu campuran aspal adalah 85,6%, yang 0,5% lebih tinggi daripada campuran aspal AC-13 tanpa terak baja; rasio kekuatan belah adalah 80,8%, yang 0,5% lebih tinggi daripada campuran aspal AC-13 tanpa terak baja. Penambahan terak baja dalam jumlah yang tepat dapat secara efektif meningkatkan stabilitas residu dan rasio kekuatan belah campuran aspal terak baja AC-13, dan secara efektif dapat meningkatkan stabilitas air campuran aspal.

1) Dalam kondisi penggunaan normal, viskositas awal perekat poliuretan berbasis pelarut yang disiapkan dengan memperkenalkan polimer hiperbercabang buatan sendiri dan poliisosianat multifungsi adalah sekitar 1500mPa·s, yang memiliki viskositas yang baik; masa pakai cakram perekat mencapai 60 menit, yang sepenuhnya dapat memenuhi persyaratan waktu operasi perusahaan pengemasan fleksibel dalam proses produksi.

2) Dari kekuatan pengelupasan dan kekuatan segel panas, dapat dilihat bahwa perekat yang disiapkan dapat mengering dengan cepat pada suhu ruangan. Tidak ada perbedaan besar dalam kecepatan pengeringan pada suhu ruangan dan pada suhu 40, 50, dan 60 ℃, dan tidak ada perbedaan besar dalam kekuatan ikatan. Perekat ini dapat mengering sepenuhnya tanpa suhu tinggi dan dapat mengering dengan cepat.

3) Analisis TGA menunjukkan bahwa perekat memiliki stabilitas termal yang baik dan dapat memenuhi persyaratan suhu selama produksi, transportasi, dan penggunaan.