छोटे अणु वाले पॉलीएसिड और छोटे अणु वाले पॉलीओल को मूल कच्चे माल के रूप में उपयोग करके प्रीपॉलिमर तैयार करके एक नए प्रकार का पॉलीयुरेथेन चिपकने वाला पदार्थ बनाया गया। श्रृंखला विस्तार प्रक्रिया के दौरान, हाइपरब्रांच्ड पॉलिमर और एचडीआई ट्रिमर को पॉलीयुरेथेन संरचना में शामिल किया गया। परीक्षण परिणामों से पता चलता है कि इस अध्ययन में तैयार किए गए चिपकने वाले पदार्थ में उपयुक्त चिपचिपाहट, लंबे समय तक चिपकने वाली डिस्क की आयु, कमरे के तापमान पर तेजी से जमने की क्षमता और अच्छे बंधन गुण, ऊष्मा संवरण क्षमता और ऊष्मीय स्थिरता है।

कंपोजिट फ्लेक्सिबल पैकेजिंग के कई फायदे हैं, जैसे कि आकर्षक रूप, व्यापक उपयोग, सुविधाजनक परिवहन और कम पैकेजिंग लागत। इसके प्रचलन के बाद से ही इसका उपयोग खाद्य, औषधि, दैनिक रसायन, इलेक्ट्रॉनिक्स और अन्य उद्योगों में व्यापक रूप से किया जा रहा है और उपभोक्ता इसे बहुत पसंद करते हैं। कंपोजिट फ्लेक्सिबल पैकेजिंग का प्रदर्शन न केवल फिल्म सामग्री पर निर्भर करता है, बल्कि कंपोजिट एडहेसिव के प्रदर्शन पर भी निर्भर करता है। पॉलीयुरेथेन एडहेसिव के कई फायदे हैं, जैसे कि उच्च बंधन क्षमता, सुगम समायोजन क्षमता और स्वच्छता एवं सुरक्षा। यह वर्तमान में कंपोजिट फ्लेक्सिबल पैकेजिंग के लिए मुख्य सहायक एडहेसिव है और प्रमुख एडहेसिव निर्माताओं के अनुसंधान का केंद्र बिंदु है।

लचीली पैकेजिंग के निर्माण में उच्च तापमान पर एजिंग एक अनिवार्य प्रक्रिया है। राष्ट्रीय नीति के "कार्बन पीक" और "कार्बन तटस्थता" के लक्ष्यों के साथ, हरित पर्यावरण संरक्षण, कम कार्बन उत्सर्जन में कमी और उच्च दक्षता एवं ऊर्जा बचत सभी क्षेत्रों के विकास लक्ष्य बन गए हैं। एजिंग तापमान और एजिंग समय का कंपोजिट फिल्म की पील स्ट्रेंथ पर सकारात्मक प्रभाव पड़ता है। सैद्धांतिक रूप से, एजिंग तापमान जितना अधिक होगा और एजिंग समय जितना लंबा होगा, प्रतिक्रिया पूर्णता दर उतनी ही अधिक होगी और क्योरिंग प्रभाव उतना ही बेहतर होगा। वास्तविक उत्पादन प्रक्रिया में, यदि एजिंग तापमान को कम किया जा सके और एजिंग समय को घटाया जा सके, तो एजिंग की आवश्यकता न होना ही बेहतर है, और मशीन बंद होने के बाद स्लिटिंग और बैगिंग की जा सकती है। इससे न केवल हरित पर्यावरण संरक्षण और कम कार्बन उत्सर्जन में कमी के लक्ष्य प्राप्त होते हैं, बल्कि उत्पादन लागत में भी बचत होती है और उत्पादन दक्षता में सुधार होता है।

इस अध्ययन का उद्देश्य एक नए प्रकार के पॉलीयुरेथेन चिपकने वाले पदार्थ का संश्लेषण करना है, जिसमें उत्पादन और उपयोग के दौरान उपयुक्त चिपचिपाहट और चिपकने वाली डिस्क का जीवनकाल हो, जो कम तापमान की स्थितियों में, अधिमानतः उच्च तापमान के बिना, जल्दी से ठीक हो सके, और मिश्रित लचीली पैकेजिंग के विभिन्न संकेतकों के प्रदर्शन को प्रभावित न करे।

1.1 प्रायोगिक सामग्री: एडिपिक एसिड, सेबेशिक एसिड, एथिलीन ग्लाइकॉल, नियोपेंटाइल ग्लाइकॉल, डाइएथिलीन ग्लाइकॉल, टीडीआई, एचडीआई ट्राइमर, प्रयोगशाला में निर्मित हाइपरब्रांच्ड पॉलीमर, एथिल एसीटेट, पॉलीइथिलीन फिल्म (पीई), पॉलिएस्टर फिल्म (पीईटी), एल्युमिनियम फॉयल (एएल)।
1.2 प्रायोगिक उपकरण डेस्कटॉप इलेक्ट्रिक स्थिर तापमान वायु सुखाने वाला ओवन: DHG-9203A, शंघाई यीहेंग साइंटिफिक इंस्ट्रूमेंट कंपनी लिमिटेड; घूर्णी विस्कोमीटर: NDJ-79, शंघाई रेनहे केयी कंपनी लिमिटेड; यूनिवर्सल तन्यता परीक्षण मशीन: XLW, लैबथिंक; थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषक: TG209, NETZSCH, जर्मनी; हीट सील परीक्षक: SKZ1017A, जिनान किंगकियांग इलेक्ट्रोमैकेनिकल कंपनी लिमिटेड।
1.3 संश्लेषण विधि
1) प्रीपॉलिमर का निर्माण: चार-गर्दन वाले फ्लास्क को अच्छी तरह सुखा लें और उसमें N2 गैस प्रवाहित करें। फिर मापी गई मात्रा में छोटे अणु वाले पॉलीओल और पॉलीएसिड को फ्लास्क में डालकर हिलाना शुरू करें। जब तापमान निर्धारित तापमान तक पहुँच जाए और पानी का उत्पादन सैद्धांतिक उत्पादन के लगभग बराबर हो जाए, तो अम्ल मान परीक्षण के लिए एक निश्चित मात्रा में नमूना लें। जब अम्ल मान ≤20 मिलीग्राम/ग्राम हो, तो अभिक्रिया का अगला चरण शुरू करें; 100×10⁻⁶ मापी गई मात्रा में उत्प्रेरक डालें, वैक्यूम टेल पाइप को जोड़ें और वैक्यूम पंप चालू करें। वैक्यूम की मात्रा से अल्कोहल उत्पादन दर को नियंत्रित करें। जब वास्तविक अल्कोहल उत्पादन सैद्धांतिक उत्पादन के लगभग बराबर हो जाए, तो हाइड्रॉक्सिल मान परीक्षण के लिए एक निश्चित मात्रा में नमूना लें और जब हाइड्रॉक्सिल मान निर्धारित आवश्यकताओं को पूरा करे, तो अभिक्रिया को समाप्त कर दें। प्राप्त पॉलीयुरेथेन प्रीपॉलिमर को तैयार उपयोग के लिए पैक कर लें।
2) विलायक-आधारित पॉलीयुरेथेन चिपकने वाले पदार्थ की तैयारी: एक चार-गर्दन वाले फ्लास्क में मापी गई पॉलीयुरेथेन प्रीपॉलिमर और एथिल एस्टर डालें, समान रूप से फैलाने के लिए गर्म करें और हिलाएँ, फिर मापी गई टीडीआई को चार-गर्दन वाले फ्लास्क में डालें, 1.0 घंटे तक गर्म रखें, फिर प्रयोगशाला में तैयार किए गए हाइपरब्रांच्ड पॉलीमर को डालें और 2.0 घंटे तक प्रतिक्रिया जारी रखें, धीरे-धीरे एचडीआई ट्राइमर को बूंद-बूंद करके चार-गर्दन वाले फ्लास्क में डालें, 2.0 घंटे तक गर्म रखें, एनसीओ सामग्री का परीक्षण करने के लिए नमूने लें, ठंडा करें और एनसीओ सामग्री के योग्य होने के बाद पैकेजिंग के लिए सामग्री जारी करें।
3) ड्राई लेमिनेशन: एथिल एसीटेट, मुख्य एजेंट और क्यूरिंग एजेंट को एक निश्चित अनुपात में मिलाएं और समान रूप से हिलाएं, फिर ड्राई लेमिनेटिंग मशीन पर नमूने लगाएं और तैयार करें।

1.4 परीक्षण लक्षण वर्णन
1) श्यानता: घूर्णी विस्कोमीटर का उपयोग करें और चिपकने वाले पदार्थों की श्यानता के लिए परीक्षण विधि के लिए जीबी/टी 2794-1995 का संदर्भ लें;
2) टी-छिलका शक्ति: जीबी/टी 8808-1998 छिलका शक्ति परीक्षण विधि के संदर्भ में, एक सार्वभौमिक तन्यता परीक्षण मशीन का उपयोग करके परीक्षण किया गया;
3) हीट सील स्ट्रेंथ: पहले हीट सील टेस्टर का उपयोग करके हीट सील करें, फिर एक यूनिवर्सल टेन्साइल टेस्टिंग मशीन का उपयोग करके परीक्षण करें, जीबी/टी 22638.7-2016 हीट सील स्ट्रेंथ टेस्ट विधि देखें;
4) थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषण (टीजीए): यह परीक्षण 10 ℃/मिनट की तापन दर और 50 से 600 ℃ की परीक्षण तापमान सीमा के साथ थर्मोग्रैविमेट्रिक विश्लेषक का उपयोग करके किया गया था।

2.1 मिश्रण प्रतिक्रिया समय के साथ श्यानता में परिवर्तन: उत्पाद उत्पादन प्रक्रिया में चिपकने वाले पदार्थ की श्यानता और रबर डिस्क का जीवनकाल महत्वपूर्ण संकेतक हैं। यदि चिपकने वाले पदार्थ की श्यानता बहुत अधिक है, तो लगाए गए गोंद की मात्रा बहुत अधिक होगी, जिससे मिश्रित फिल्म की दिखावट और कोटिंग लागत प्रभावित होगी; यदि श्यानता बहुत कम है, तो लगाए गए गोंद की मात्रा बहुत कम होगी, और स्याही प्रभावी ढंग से प्रवेश नहीं कर पाएगी, जिससे मिश्रित फिल्म की दिखावट और बंधन क्षमता भी प्रभावित होगी। यदि रबर डिस्क का जीवनकाल बहुत कम है, तो गोंद टैंक में संग्रहित गोंद की श्यानता बहुत तेजी से बढ़ेगी, और गोंद को सुचारू रूप से नहीं लगाया जा सकेगा, और रबर रोलर को साफ करना आसान नहीं होगा; यदि रबर डिस्क का जीवनकाल बहुत अधिक है, तो यह मिश्रित सामग्री की प्रारंभिक आसंजन दिखावट और बंधन क्षमता को प्रभावित करेगा, और यहां तक ​​कि उपचार दर को भी प्रभावित करेगा, जिससे उत्पाद की उत्पादन दक्षता प्रभावित होगी।

चिपकने वाले पदार्थों के बेहतर उपयोग के लिए उचित श्यानता नियंत्रण और चिपकने वाली डिस्क का जीवनकाल महत्वपूर्ण मापदंड हैं। उत्पादन अनुभव के आधार पर, मुख्य घटक, एथिल एसीटेट और उपचारक एजेंट को उचित R मान और श्यानता के अनुसार समायोजित किया जाता है, और चिपकने वाले पदार्थ को फिल्म पर गोंद लगाए बिना रबर रोलर से चिपकने वाले टैंक में घुमाया जाता है। श्यानता परीक्षण के लिए चिपकने वाले पदार्थों के नमूने अलग-अलग समय अंतराल पर लिए जाते हैं। उचित श्यानता, चिपकने वाली डिस्क का उचित जीवनकाल और कम तापमान की स्थिति में तेजी से उपचार, विलायक-आधारित पॉलीयुरेथेन चिपकने वाले पदार्थों के उत्पादन और उपयोग के दौरान प्राप्त किए जाने वाले महत्वपूर्ण लक्ष्य हैं।

2.2 पील स्ट्रेंथ पर एजिंग तापमान का प्रभाव एजिंग प्रक्रिया फ्लेक्सिबल पैकेजिंग के लिए सबसे महत्वपूर्ण, समय लेने वाली, ऊर्जा-गहन और स्थान-गहन प्रक्रिया है। यह न केवल उत्पाद की उत्पादन दर को प्रभावित करती है, बल्कि इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि यह कंपोजिट फ्लेक्सिबल पैकेजिंग की दिखावट और बॉन्डिंग क्षमता को प्रभावित करती है। सरकार के "कार्बन पीक" और "कार्बन न्यूट्रैलिटी" के लक्ष्यों और कड़ी बाजार प्रतिस्पर्धा को देखते हुए, कम तापमान पर एजिंग और तेजी से क्योरिंग कम ऊर्जा खपत, हरित उत्पादन और कुशल उत्पादन प्राप्त करने के प्रभावी तरीके हैं।

पीईटी/एएल/पीई कंपोजिट फिल्म को कमरे के तापमान पर और 40, 50 और 60 ℃ पर एजिंग प्रक्रिया से गुज़ारा गया। कमरे के तापमान पर, भीतरी परत की एएल/पीई कंपोजिट संरचना की पील स्ट्रेंथ 12 घंटे की एजिंग के बाद भी स्थिर रही और क्योरिंग प्रक्रिया लगभग पूरी हो चुकी थी; कमरे के तापमान पर, बाहरी परत की पीईटी/एएल हाई-बैरियर कंपोजिट संरचना की पील स्ट्रेंथ 12 घंटे की एजिंग के बाद भी लगभग स्थिर रही, जिससे पता चलता है कि हाई-बैरियर फिल्म सामग्री पॉलीयुरेथेन एडहेसिव की क्योरिंग प्रक्रिया को प्रभावित करती है; 40, 50 और 60 ℃ के क्योरिंग तापमान की तुलना करने पर, क्योरिंग दर में कोई स्पष्ट अंतर नहीं पाया गया।

वर्तमान बाजार में प्रचलित विलायक-आधारित पॉलीयुरेथेन चिपकने वाले पदार्थों की तुलना में, उच्च तापमान पर उनका क्षरण समय आमतौर पर 48 घंटे या उससे भी अधिक होता है। इस अध्ययन में वर्णित पॉलीयुरेथेन चिपकने वाला पदार्थ कमरे के तापमान पर 12 घंटे में ही उच्च-अवरोधक संरचना का क्षरण पूरा कर सकता है। विकसित चिपकने वाले पदार्थ में तेजी से क्षरण की क्षमता है। चिपकने वाले पदार्थ में स्वदेशी हाइपरब्रांच्ड पॉलिमर और बहुक्रियाशील आइसोसाइनेट के समावेश से, चाहे बाहरी परत की मिश्रित संरचना हो या आंतरिक परत की मिश्रित संरचना, कमरे के तापमान पर छीलने की क्षमता और उच्च तापमान पर क्षरण की क्षमता में बहुत अधिक अंतर नहीं होता है। इससे पता चलता है कि विकसित चिपकने वाले पदार्थ में न केवल तेजी से क्षरण की क्षमता है, बल्कि उच्च तापमान के बिना भी तेजी से क्षरण की क्षमता है।

2.3 ऊष्मा सील क्षमता पर तापमान के प्रभाव का अध्ययन। सामग्रियों की ऊष्मा सील विशेषताओं और वास्तविक ऊष्मा सील प्रभाव पर कई कारकों का प्रभाव पड़ता है, जैसे कि ऊष्मा सील उपकरण, सामग्री के भौतिक और रासायनिक प्रदर्शन पैरामीटर, ऊष्मा सील समय, ऊष्मा सील दबाव और ऊष्मा सील तापमान आदि। वास्तविक आवश्यकताओं और अनुभव के अनुसार, एक उचित ऊष्मा सील प्रक्रिया और पैरामीटर निर्धारित किए जाते हैं, और मिश्रण के बाद मिश्रित फिल्म की ऊष्मा सील क्षमता का परीक्षण किया जाता है।

जब कंपोजिट फिल्म मशीन से तुरंत निकलती है, तो उसकी हीट सील स्ट्रेंथ अपेक्षाकृत कम होती है, केवल 17 N/(15 mm)। इस समय, एडहेसिव जमना शुरू ही हुआ होता है और पर्याप्त बॉन्डिंग बल प्रदान नहीं कर पाता। इस समय पर परखी गई स्ट्रेंथ पीई फिल्म की हीट सील स्ट्रेंथ होती है; जैसे-जैसे एजिंग का समय बढ़ता है, हीट सील स्ट्रेंथ में तेजी से वृद्धि होती है। 12 घंटे की एजिंग के बाद हीट सील स्ट्रेंथ लगभग 24 और 48 घंटे की एजिंग के बाद की हीट सील स्ट्रेंथ के समान होती है, जो यह दर्शाता है कि 12 घंटे में ही क्योरिंग पूरी हो जाती है, जिससे विभिन्न फिल्मों के लिए पर्याप्त बॉन्डिंग मिलती है और हीट सील स्ट्रेंथ में वृद्धि होती है। विभिन्न तापमानों पर हीट सील स्ट्रेंथ के परिवर्तन वक्र से यह देखा जा सकता है कि समान एजिंग समय की स्थितियों में, कमरे के तापमान पर एजिंग और 40, 50 और 60 ℃ की स्थितियों में हीट सील स्ट्रेंथ में बहुत अधिक अंतर नहीं होता है। कमरे के तापमान पर एजिंग से उच्च तापमान एजिंग का प्रभाव पूरी तरह से प्राप्त किया जा सकता है। इस विकसित एडहेसिव से निर्मित लचीली पैकेजिंग संरचना में उच्च तापमान एजिंग स्थितियों में अच्छी हीट सील स्ट्रेंथ होती है।

2.4 उपचारित फिल्म की तापीय स्थिरता लचीली पैकेजिंग के उपयोग के दौरान, ऊष्मा सीलिंग और बैग निर्माण आवश्यक होते हैं। फिल्म सामग्री की तापीय स्थिरता के अलावा, उपचारित पॉलीयुरेथेन फिल्म की तापीय स्थिरता तैयार लचीली पैकेजिंग उत्पाद के प्रदर्शन और स्वरूप को निर्धारित करती है। यह अध्ययन उपचारित पॉलीयुरेथेन फिल्म की तापीय स्थिरता का विश्लेषण करने के लिए तापीय गुरुत्वाकर्षण विश्लेषण (TGA) विधि का उपयोग करता है।

परीक्षण तापमान पर उपचारित पॉलीयुरेथेन फिल्म में दो स्पष्ट भार हानि शिखर दिखाई देते हैं, जो कठोर और नरम भागों के तापीय अपघटन के अनुरूप हैं। नरम भाग का तापीय अपघटन तापमान अपेक्षाकृत उच्च है, और 264°C पर तापीय भार हानि शुरू हो जाती है। इस तापमान पर, यह वर्तमान नरम पैकेजिंग ताप सीलिंग प्रक्रिया की तापमान आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है, और स्वचालित पैकेजिंग या फिलिंग, लंबी दूरी के कंटेनर परिवहन और उपयोग प्रक्रिया के उत्पादन की तापमान आवश्यकताओं को भी पूरा कर सकता है; कठोर भाग का तापीय अपघटन तापमान अधिक है, जो 347°C तक पहुँचता है। विकसित उच्च-तापमान उपचार-मुक्त चिपकने वाले पदार्थ में अच्छी तापीय स्थिरता है। स्टील स्लैग युक्त AC-13 डामर मिश्रण की तापीय स्थिरता में 2.1% की वृद्धि हुई है।

3) जब स्टील स्लैग की मात्रा 100% हो जाती है, यानी जब 4.75 से 9.5 मिमी आकार के एकल कण चूना पत्थर को पूरी तरह से प्रतिस्थापित कर देते हैं, तो डामर मिश्रण का अवशिष्ट स्थिरता मान 85.6% होता है, जो स्टील स्लैग रहित AC-13 डामर मिश्रण की तुलना में 0.5% अधिक है; विखंडन सामर्थ्य अनुपात 80.8% होता है, जो स्टील स्लैग रहित AC-13 डामर मिश्रण की तुलना में 0.5% अधिक है। स्टील स्लैग की उचित मात्रा मिलाने से AC-13 स्टील स्लैग डामर मिश्रण की अवशिष्ट स्थिरता और विखंडन सामर्थ्य अनुपात में प्रभावी रूप से सुधार होता है, और डामर मिश्रण की जल स्थिरता में भी प्रभावी रूप से सुधार होता है।

1) सामान्य उपयोग की स्थितियों में, घर में निर्मित हाइपरब्रांच्ड पॉलिमर और बहुक्रियाशील पॉलीआइसोसाइनेट को मिलाकर तैयार किए गए विलायक-आधारित पॉलीयुरेथेन चिपकने वाले पदार्थ की प्रारंभिक चिपचिपाहट लगभग 1500 एमपीए·एस होती है, जो अच्छी चिपचिपाहट दर्शाती है; चिपकने वाली डिस्क का जीवनकाल 60 मिनट तक पहुँचता है, जो उत्पादन प्रक्रिया में लचीली पैकेजिंग कंपनियों की परिचालन समय आवश्यकताओं को पूरी तरह से पूरा कर सकता है।

2) छीलने की क्षमता और ऊष्मा-सीलन क्षमता से यह स्पष्ट है कि तैयार किया गया चिपकने वाला पदार्थ कमरे के तापमान पर जल्दी सूख जाता है। कमरे के तापमान और 40, 50 और 60 डिग्री सेल्सियस पर सूखने की गति में कोई बड़ा अंतर नहीं है, और बंधन क्षमता में भी कोई बड़ा अंतर नहीं है। यह चिपकने वाला पदार्थ बिना उच्च तापमान के पूरी तरह से सूख सकता है और जल्दी सूख सकता है।

3) टीजीए विश्लेषण से पता चलता है कि चिपकने वाले पदार्थ में अच्छी तापीय स्थिरता है और यह उत्पादन, परिवहन और उपयोग के दौरान तापमान संबंधी आवश्यकताओं को पूरा कर सकता है।