از دهه 1970 ، کشورهای خارجی شروع به مطالعه چسب های بدون حلال دو جزء کردند. از دهه 1980 ، ایالات متحده ، ایتالیا ، فرانسه و آلمان شروع به استفاده از مقدار زیادی از چسب های بدون حلال کرده اند. طبق ادبیات ، آنها در حال حاضر در کشورهای بزرگ اروپایی مورد استفاده قرار می گیرند. این بیش از 60 ٪ از کل حجم پردازش این نوع محصولات فیلم کامپوزیت است و اروپا و ایالات متحده قوانینی برای محدود کردن استفاده از چسب های مبتنی بر حلال دارند.
بیشتر چسب های مورد استفاده در صنعت فیلم های کامپوزیت بسته بندی مواد غذایی خانگی مبتنی بر حلال است و استفاده از چسب های مبتنی بر حلال ارگانیک در فرار از حلال های آلی مشکل دارد. محتوای جامد محصولات چسب پلی اورتان مبتنی بر حلال به طور کلی 50 تا 75 ٪ است. با توجه به الزامات فرآیند ترکیب ، لازم است حلال را برای رقیق کردن به مقدار جامد حدود 20 تا 35 ٪ در حین استفاده اضافه کنید و سپس 75 ٪ از حلال آلی در حدود 80 درجه سانتیگراد لازم است. تونل خشک کردن در مدت زمان کوتاهی از بین می رود و میزان تخلیه به طور کلی دو تا چهار برابر چسب خشک است. بنابراین ، مقدار زیادی از آلودگی حلال در محیط و مسائل ایمنی وجود دارد و انرژی زیادی را مصرف می کند. تخمین زده می شود که فقط صنعت بسته بندی مواد غذایی سالانه بیش از 400000 تن حلال های ارگانیک را در جو منتشر می کند. علاوه بر این ، در فرآیند تولید چسب ، هنوز مشکل آلودگی ناشی از تبخیر حلال و مشکلات ایمنی قابل اشتعال و انفجاری وجود دارد. استفاده از چسب های بدون حلال نه تنها آلودگی حلالها را از بین می برد و مقدار زیادی از مصرف انرژی را کاهش می دهد ، بلکه باعث آسیب به ایمنی استفاده از حلال های باقیمانده در محصولات کامپوزیت نمی شود و همچنین خطر آتش سوزی را بسیار کاهش می دهد در طی فرآیند تولید.
در حال حاضر ، چین با موفقیت چسنهای پلی اورتان دو جزء محلول در الکل را با عملکرد عالی محیطی ایجاد کرده است ، که باعث کاهش سمیت خود چسب و حلال های باقیمانده می شود. اگر می تواند با موفقیت چسب های بدون حلال ایجاد شود ، با هم خواهد بود. این محصول به یک محصول نسل جدید تبدیل خواهد شد که در آینده روند حفاظت از محیط زیست را برآورده می کند.
وضعیت فعلی ، سطح و روند توسعه در داخل و خارج از کشور
با چسب های مبتنی بر حلال ، حلالهای آلی فرار وجود دارد که محیط و مشکلات ایمنی را آلوده می کند ، همراه با افزایش قیمت حلالها ، استفاده از نفت به عنوان ماده اولیه و نیاز به حفظ انرژی ، که توسعه را محدود کرده است چسب های مبتنی بر حلال در خارج از کشور. آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده تصریح می کند که بیش از 2.9 پوند حلال ممکن است در هنگام عملکرد پوشش در هر گالن چسب ساطع شود. چسب های مبتنی بر حلال مورد استفاده در صنعت پوشش داخلی به طور کلی دارای مقدار جامد 25 ٪ و نوسانات حلال در حدود 6 پوند در هر گالن است.
به منظور حل مشکلات فوق ، اروپا و ایالات متحده مطالعاتی را در مورد مواد جامد بالا ، ویسکوزیته کم و سیستم های بدون حلال چسب های پلی اورتان از نسل 60 انجام داده اند. در سالهای اخیر ، چسب های بدون حلال خارجی به سرعت توسعه یافته اند. از دیدگاه فنی ، نسل اول محصولات به محصولات فعلی نسل سوم توسعه یافته است.
اولین نسل از چسب بدون حلال یک چسب یک جزء با رطوبت بود. این چسب با وزن مولکولی بزرگ آن ، ویسکوزیته بالا ، دمای بالای کار و نیاز به تجهیزات رطوبت مشخص می شود. از آنجا که این محصول درمان می شود ، دی اکسید کربن ، یک محصول جانبی ، منتشر می شود و فیلم کامپوزیت مستعد تاول است. اگر نتواند رطوبت مناسب را فراهم کند ، مشکل پخت ضعیف رخ می دهد.
نسل دوم چسب های بدون حلال چسب های واکنشی دو جزء هستند. مزیت این نوع چسب این است که اثرات رطوبت و رطوبت هوا را از بین می برد ، این محصول دارای وزن مولکولی کوچکی است ، ویسکوزیته کاهش می یابد و دمای عمل نیز کاهش می یابد. نقطه ضعف این است که حاوی دییزوسیانات رایگان تر (برای کاهش ویسکوزیته) است ، به راحتی می توان به فیلم مهاجرت کرد و باعث آلودگی مواد غذایی و قدرت مهر و موم گرما شود ، و سپس برای فیلم EVA و فیلم NY مناسب نیست.
چسب بدون حلال نسل سوم بر کاستی های چسب های بدون حلال نسل دوم غلبه می کند ، برای ترکیب فیلم های مختلف پلاستیکی و فویل های آلومینیومی مناسب است ، محتوای دییزوسیاناتهای آزاد را کاهش می دهد و در مقاومت در برابر محتوا و بسیار عالی است. خواص چسب. قدرت چسب افزایش می یابد ، محصولات فیلم کامپوزیت پلاستیکی آلومینیوم ممکن است در برابر پخت و پز زیاد مقاوم باشند.
در حال حاضر ، کیفیت محصولات کامپوزیت چسب غیر حلال نسل سوم می تواند به طور کامل کیفیت محصولات کامپوزیت چسب مبتنی بر حلال را برآورده کند. ویژگی های اصلی نسل سوم محصولات عبارتند از:
1. استفاده از سیستم ضد کاتالیزوری ، یعنی استفاده از پروپلیمر خاتمه یافته ایزوسیانات به عنوان عامل اصلی ، به طوری که محتوای ایزوسیانات رایگان چسب کاهش می یابد ، آلودگی به محیط بیشتر کاهش می یابد و مشکل قدرت مهر و موم حرارتی ضعیف نیز تغییر می کند.
2. ویسکوزیته چسب را کاهش می دهد ، قابلیت مرطوب کننده چسب در فیلم را بهبود می بخشد و ویژگی های پوشش و پراکندگی چسب را در سطح فیلم بهبود می بخشد. بنابراین ، کیفیت محصول کامپوزیت چسبنده بدون حلال می تواند بهبود یابد ، سرعت دستگاه نیز می تواند افزایش یابد و راندمان تولید افزایش یابد.
فرآیند ترکیب با استفاده از چسب های بدون حلال در صنعت لمینیت داخلی نسبتاً دیر است. بنابراین ، توسعه چسب های بدون حلال که با آنها مطابقت دارد نیز عقب مانده است. در حال حاضر ، نزدیک به 30 تجهیزات کامپوزیت بدون حلال در چین وجود دارد که بیشتر برای بسته بندی برخی از غذاهای صادر شده برای برآورده کردن نیازهای سخت حلال باقیمانده در کشورهای خارجی استفاده می شود. چسب های بدون حلال که در حال حاضر توسط تولید کنندگان لمینت داخلی استفاده می شود وارد می شوند و قیمت آن به طور کلی حدود یک تن است. 4 میلیون
با توجه به معرفی تجهیزات لمینیت چسبنده بدون حلال در چین ، بسیاری از تولید کنندگان شروع به توجه به تحقیق و توسعه چسب های بدون حلال کرده اند. با این حال ، با توجه به اواخر شروع ، بازار چسب های بالغ داخلی بدون حلال داخلی را ندیده است که معادل محصولات خارجی موجود در بازار است.
فناوری چسب پلی اورتان دو جزء بدون حلال
کلید فناوری چسب های پلی اورتان دو جزء بدون حلال ، سنتز عامل اصلی خاتمه یافته ایزوسیاناتو مناسب است و باید شرایط زیر را برآورده کند:
1. برای دستیابی به قدرت پیوند مورد نیاز ؛
2. عملکرد پوشش خوبی دارد.
3 ویسکوزیته پایین برای اطمینان از عملکرد خوب فرآیند.
از نظر انتخاب مسیر مصنوعی ، پلی استرها ابتدا با استفاده از اسیدهای دی هیدریک و دیبازیک سنتز می شوند و وزن مولکولی پلی استر با انتخاب ساختار شیمیایی الکل دی هیدریک و اسید دیبازیک تنظیم می شود و نسبت مقادیر برآورده شدن الزامات پروپلیمر خاتمه یافته ایزوسیانات سپس با پلی ترها و ایزوسیانات وزن مولکولی مختلف ، گروههای عملکردی ، برای سنتز پروپلیمرهای خاتمه یافته ایزوسیانات واکنش نشان می دهند.
پروپلیمر خاتمه یافته ایزوسیانات یک الیگومر از یک دیول پلی استر و MDI و مخلوطی از یک دیول پلی اتر و الیگومر MDI است. پروپلیمر خاتمه یافته هیدروکسیل یک دیول پلی استر است و مخلوط های مختلف الکلی پلی اتر باید نسبت به گروههای هیدروکسیل به گروههای ایزوسیانات در حدود 1: 1.6 (نسبت مولی) داشته باشند.
در انتخاب پلی استر ، ساختار مولکولی پلی استر تأثیر زیادی در عملکرد پلی اورتان دارد. به منظور به دست آوردن فیلمی با استحکام بالا و انعطاف پذیری خاص ، اجزای مختلف در پلی استر باید به درستی همسان شوند ، در میان آنها ، اسیدهای دیبازیک آلیفاتیک مانند اسید چربی و اسید سبوسیک ، زنجیرهای خطی و هیدروکربنی در مولکول های خود دارند که بخش نرم را افزایش می دهد از پلی استر ، و در نتیجه انعطاف پذیری محصول نهایی پلی اورتان را افزایش داده و نقطه انجماد را پایین می آورد. معرفی یک حلقه معطر در زنجیره باعث افزایش استحکام و توانایی مقاومت در برابر اکسیداسیون می شود و به دلیل مانع استریل ، نزدیک شدن به ماده هیدرولیز به پیوند استر دشوار است و از این طریق مقاومت هیدرولیز را بهبود می بخشد. دیسیدهای معطر مناسب عبارتند از: اسید ایزوفتالیک ، اسید ترفتالیک ، اسید فتالیک یا آنهیدرید.
دیول های ساده ، مانند اتیلن گلیکول ، 1،3-پروپانیدول یا 1،4-butanediol ، می توانند زنجیرهای پلی استر خطی را با انعطاف پذیری عالی تشکیل دهند و تمایل زیادی به تبلور دارند. پلی استرهایی که از دیول های زنجیره ای کوتاه تشکیل شده اند از چگالی پیوند بالایی برخوردار هستند و بنابراین دارای یک جاذبه بین مولکولی قوی هستند که می تواند تمایل قوی آنها به تبلور ، و همچنین مقاومت ضعیف آنها در برابر حلال قطبی و دلایل کربن به دلیل عدم قابلیت استفاده ضعیف ترکیبات هیدروژن را توضیح دهد. دیول های شاخه ای ، مانند 1،2-پروپانیول ، به دلیل وجود زنجیره های جانبی در ارتباط بین مولکولی تداخل دارند و در عین حال اثر محافظتی استری را بر پیوند استر ایجاد می کنند ، بنابراین گرما ، اکسیداسیون و مقاومت هیدرولیز را بهبود می بخشند. عملکرد ، و تمایل ضعیفی به تبلور و مقاومت در برابر حلال بهتر دارد.
در چسب های بدون حلال دو جزء ، استفاده از پلی استر به تنهایی به دور از برآورده کردن تمام خصوصیات مورد نیاز نیست و نیاز به استفاده از پلی ترها برای تنظیم دارد. اول ، پلی اورتان های پلی اتر انعطاف پذیر هستند و می توانند ویسکوزیته محصولات را کاهش دهند. دوم ، به دلیل تعامل ضعیف تر بین زنجیره های پلی اتر و پلی استرها ، می توان مقاومت منسجم محصول را برای بهبود خصوصیات چسبنده محصول تنظیم کرد. سوم ، مقاومت هیدرولیز الاستومرهای پلی اتر بسیار بهتر از الاستومرهای پلی استر است ، که نشان دهنده پایداری برتر هیدرولیتی گروه های اتر در گروه های استر است. چهارم ، استفاده از پلی ترها می تواند هزینه ها را کاهش دهد.
در انتخاب پلی اتیلرها ، پلی اتیلر مناسب شامل پلی اتیلر پروپیلن اکسید و پلی اتیلر اکسید اکسید اکسید اکسید اکسید و ویسکوزیته و استحکام چسب محصولات با تغییر وزن مولکولی پلی آتر استفاده می شود.
در حالی که وزن مولکولی پلی استر ثابت نگه داشته می شود ، وزن مولکولی پلی اتر تغییر می یابد و با افزایش وزن مولکولی پلی اتر ، ویسکوزیته محصول کاهش می یابد. این امر به این دلیل است که هرچه وزن مولکولی پلی اتر کوچکتر باشد ، زنجیره مولکولی کوتاه تر ، چگالی پیوندهای اورتان در پلیمر بیشتر می شود ، جذابیت بین مولکولی بیشتر و ویسکوزیته محصول بیشتر می شود.
تجزیه و تحلیل چشم انداز کاربردی
در حال حاضر ، به دلیل دلایل هزینه در چین ، چسب های پلی اورتان دو جزء عاری از حلال هنوز از جهانی دور هستند و از چسب های مبتنی بر حلال در مقادیر زیادی استفاده می شود. این امر عمدتاً به این دلیل است که تجهیزات کامپوزیت بدون حلال از یک طرف و نیازهای اپراتورها گران است. از طرف دیگر ، محصولات عاری از حلال در هنگام ترکیبی بیشتر مستعد مشکلات با کیفیت پیچیده هستند و ساختارهای قابل اجرا محدود هستند و خود عامل اصلی هنوز سمیت خاصی دارد. این عوامل ارتقاء و استفاده از آن در کشور ما را محدود می کند. با این حال ، از دیدگاه طولانی مدت ، با افزایش مقررات زیست محیطی دقیق تر و ادامه توسعه اقتصادی ، نسبت محصولات بدون محلول در حلال و الکل همچنان رو به افزایش خواهد بود.
از بیش از 20 سال پیش ، آلمانی هربرتس به دلیل مزایای آشکار اقتصادی ، ایمنی و حفاظت از محیط زیست و همچنین توسعه مداوم فناوری و تجهیزات لمینیت ، از مواد بسته بندی کامپوزیت چسبنده پلی اورتان بدون حلال استفاده کرده است ، و آن را در اروپا ساخته است. و سایر کشورهای توسعه یافته این کشور به سرعت از 10 ٪ استفاده خود 20 سال پیش به 60 ٪ از زمان فعلی افزایش یافته است.
در سالهای اخیر ، با توسعه شدید صنعت مواد غذایی ، صنعت ساخت چسب های دو جزء برای فیلم های کامپوزیت پلی اورتان به طور مداوم در حال گسترش است. طبق آمار ناقص ، ظرفیت فعلی بازار به طور متوسط 3 تا 50،000 تن در سال رسیده است. در حال حاضر ، بیش از 100 تولید کننده چسب های لمینیت پلی اورتان در چین وجود دارد که همه آنها چسب های مبتنی بر حلال هستند. در آینده ، ما باید به تدریج روی توسعه چسب های بدون حلال تمرکز کنیم و باید ترکیبی از معرفی فناوری و تحقیقات و توسعه مستقل را برای توسعه محصولاتی که در اسرع وقت نیازهای استفاده را برآورده می کند ، اتخاذ کنیم.
منبع: اخبار بسته بندی چین
