ახალი ტიპის პოლიურეთანის წებო მომზადდა მცირე მოლეკულური პოლიმჟავების და მცირე მოლეკულების პოლიოლების გამოყენებით, როგორც ძირითადი ნედლეულის პრეპოლიმერების მოსამზადებლად. ჯაჭვის გაფართოების პროცესის დროს პოლიურეთანის სტრუქტურაში შეიტანეს ჰიპერგანშტოებული პოლიმერები და HDI ტრიმერები. ტესტის შედეგებმა აჩვენა, რომ ამ კვლევაში მომზადებულ წებოს აქვს შესაბამისი სიბლანტე, წებოვანი დისკის ხანგრძლივი ვადა, შეიძლება სწრაფად გაფუჭდეს ოთახის ტემპერატურაზე და აქვს კარგი შემაკავშირებელი თვისებები, სითბოს დალუქვის ძალა და თერმული სტაბილურობა.

კომპოზიტურ მოქნილ შეფუთვას აქვს დახვეწილი გარეგნობის უპირატესობა, გამოყენების ფართო სპექტრი, მოსახერხებელი ტრანსპორტირება და შეფუთვის დაბალი ღირებულება. მისი დანერგვის დღიდან იგი ფართოდ გამოიყენება კვების, მედიცინის, ყოველდღიური ქიმიკატების, ელექტრონიკის და სხვა ინდუსტრიებში და ძალიან უყვარს მომხმარებლები. კომპოზიტური მოქნილი შეფუთვის შესრულება არ არის დაკავშირებული მხოლოდ ფირის მასალასთან, არამედ დამოკიდებულია კომპოზიტური წებოვანი პროდუქტის შესრულებაზე. პოლიურეთანის წებოს აქვს მრავალი უპირატესობა, როგორიცაა მაღალი შემაკავშირებელი ძალა, ძლიერი რეგულირება და ჰიგიენა და უსაფრთხოება. ამჟამად ის არის ძირითადი დამხმარე წებოვანი კომპოზიტური მოქნილი შეფუთვა და ძირითადი წებოვანი მწარმოებლების კვლევის ფოკუსი.

მაღალი ტემპერატურის დაძველება შეუცვლელი პროცესია მოქნილი შეფუთვის მომზადებისას. „ნახშირბადის პიკის“ და „ნახშირბადის ნეიტრალიტეტის“ ეროვნული პოლიტიკის მიზნებით, მწვანე გარემოს დაცვა, ნახშირბადის დაბალი ემისიის შემცირება და მაღალი ეფექტურობა და ენერგიის დაზოგვა გახდა ცხოვრების ყველა სფეროს განვითარების მიზნები. დაბერების ტემპერატურა და დაბერების დრო დადებითად მოქმედებს კომპოზიტური ფილმის ქერქის სიძლიერეზე. თეორიულად, რაც უფრო მაღალია დაბერების ტემპერატურა და რაც უფრო გრძელია დაბერების დრო, მით უფრო მაღალია რეაქციის დასრულების სიჩქარე და უკეთესი გამაგრების ეფექტი. ფაქტობრივი წარმოების განაცხადის პროცესში, თუ დაძველების ტემპერატურა შეიძლება შემცირდეს და დაძველების დრო შემცირდეს, უმჯობესია არ მოითხოვოთ დაძველება, ხოლო გაჭრა და შეფუთვა შეიძლება განხორციელდეს მას შემდეგ, რაც მანქანა გამორთულია. ეს არამარტო მიიღწევა მწვანე გარემოს დაცვისა და დაბალი ნახშირბადის ემისიის შემცირების მიზნების მიღწევაში, არამედ დაზოგავს წარმოების ხარჯებს და გააუმჯობესებს წარმოების ეფექტურობას.

ეს კვლევა მიზნად ისახავს ახალი ტიპის პოლიურეთანის წებოს სინთეზს, რომელსაც აქვს შესაბამისი სიბლანტე და წებოვანი დისკის სიცოცხლე წარმოებისა და გამოყენების დროს, შეუძლია სწრაფად გამკვრივება დაბალი ტემპერატურის პირობებში, სასურველია მაღალი ტემპერატურის გარეშე და არ იმოქმედებს კომპოზიტური მოქნილი შეფუთვის სხვადასხვა ინდიკატორებზე.

1.1 ექსპერიმენტული მასალები ადიპინის მჟავა, სებაცინის მჟავა, ეთილენგლიკოლი, ნეოპენტილგლიკოლი, დიეთილენ გლიკოლი, TDI, HDI ტრიმერი, ლაბორატორიაში დამზადებული ჰიპერტოპური პოლიმერი, ეთილის აცეტატი, პოლიეთილენის ფილმი (PE), პოლიესტერის ფილმი (PET), ალუმინის ფოლგა (AL).
1.2 ექსპერიმენტული ინსტრუმენტები დესკტოპ ელექტრო მუდმივი ტემპერატურის ჰაერის საშრობი ღუმელი: DHG-9203A, Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., Ltd.; ბრუნვის ვისკომეტრი: NDJ-79, Shanghai Renhe Keyi Co., Ltd.; უნივერსალური დაჭიმვის საცდელი მანქანა: XLW, Labthink; თერმოგრავიმეტრული ანალიზატორი: TG209, NETZSCH, გერმანია; სითბოს დალუქვის ტესტერი: SKZ1017A, Jinan Qingqiang Electromechanical Co., Ltd.
1.3 სინთეზის მეთოდი
1) პრეპოლიმერის მომზადება: ოთხყელიანი კოლბა კარგად გააშრეთ და გადაიტანეთ მასში N2, შემდეგ დაამატეთ გაზომილი მცირე მოლეკულა პოლიოლი და პოლიმჟავა ოთხყელიან კოლბაში და დაიწყეთ მორევა. როდესაც ტემპერატურა მიაღწევს დადგენილ ტემპერატურას და წყლის გამომუშავება ახლოსაა წყლის თეორიულ გამომუშავებასთან, აიღეთ ნიმუშის გარკვეული რაოდენობა მჟავას ღირებულების შესამოწმებლად. როდესაც მჟავას მნიშვნელობა არის ≤20 მგ/გ, დაიწყეთ რეაქციის შემდეგი ეტაპი; დაამატეთ 100×10-6 მეტრიანი კატალიზატორი, შეაერთეთ ვაკუუმის კუდის მილი და ჩართეთ ვაკუუმის ტუმბო, აკონტროლეთ ალკოჰოლის გამომავალი სიხშირე ვაკუუმის ხარისხით, როდესაც ალკოჰოლის რეალური გამომუშავება ახლოსაა თეორიულ ალკოჰოლთან, აიღეთ გარკვეული ნიმუში ჰიდროქსილის ღირებულების შესამოწმებლად და შეწყვიტეთ რეაქცია, როდესაც ჰიდროქსილის მნიშვნელობა აკმაყოფილებს დიზაინის მოთხოვნებს. მიღებული პოლიურეთანის პრეპოლიმერი შეფუთულია ლოდინის რეჟიმში გამოყენებისთვის.
2) გამხსნელზე დაფუძნებული პოლიურეთანის წებოს მომზადება: დაამატეთ გაზომილი პოლიურეთანის პრეპოლიმერი და ეთილის ეთერი ოთხკისრიან კოლბაში, გაათბეთ და აურიეთ, რომ თანაბრად გაიყოს, შემდეგ დაამატეთ გაზომილი TDI ოთხყელიან კოლბაში, გააჩერეთ თბილად 1.0 სთ, შემდეგ დაამატეთ ხელნაკეთი ჰიპერტოტირებული პოლიმერი20 და გააგრძელეთ ნელა. HDI ტრიმერი წვეთ-წვეთად შევიდა ოთხკისრიან კოლბაში, გააჩერეთ თბილად 2.0 საათის განმავლობაში, აიღეთ ნიმუშები სერჟანტთა შემცველობის შესამოწმებლად, გააცივეთ და გაათავისუფლეთ მასალები შესაფუთად მას შემდეგ, რაც სერჟანტთა შემცველობა დაზუსტდება.
3) მშრალი ლამინირება: შეურიეთ ეთილის აცეტატი, ძირითადი და გამყარება გარკვეული პროპორციით და თანაბრად აურიეთ, შემდეგ წაისვით და მოამზადეთ ნიმუშები მშრალ ლამინირების მანქანაზე.

1.4 ტესტის დახასიათება
1) სიბლანტე: გამოიყენეთ მბრუნავი ვისკომეტრი და მიმართეთ GB/T 2794-1995 წებოების სიბლანტის ტესტის მეთოდს;
2) T-გახეხვის სიმტკიცე: ტესტირება უნივერსალური დაჭიმვის ტესტირების აპარატის გამოყენებით, GB/T 8808-1998 ქერცლის სიძლიერის ტესტის მეთოდის მითითებით;
3) სითბური დალუქვის სიმტკიცე: ჯერ გამოიყენეთ თბოდალუქვის ტესტერი თბოდალუქვის შესასრულებლად, შემდეგ გამოიყენეთ უნივერსალური დაჭიმვის ტესტირების მანქანა შესამოწმებლად, იხილეთ GB/T 22638.7-2016 თბოდამკეტის სიძლიერის ტესტირების მეთოდი;
4) თერმოგრავიმეტრული ანალიზი (TGA): ტესტი ჩატარდა თერმოგრავიმეტრული ანალიზატორის გამოყენებით, გათბობის სიჩქარით 10 ℃/წთ და ტესტის ტემპერატურის დიაპაზონი 50-დან 600 ℃-მდე.

2.1 სიბლანტის ცვლილებები შერევის რეაქციის დროს წებოვანი სიბლანტე და რეზინის დისკის სიცოცხლე მნიშვნელოვანი მაჩვენებელია პროდუქტის წარმოების პროცესში. თუ წებოვანი სიბლანტე ძალიან მაღალია, გამოყენებული წებოს რაოდენობა ძალიან დიდი იქნება, რაც გავლენას მოახდენს კომპოზიტური ფილმის გარეგნობასა და დაფარვის ღირებულებაზე; თუ სიბლანტე ძალიან დაბალია, გამოყენებული წებოს რაოდენობა ძალიან დაბალი იქნება და მელნის ეფექტურად შეღწევა შეუძლებელია, რაც ასევე იმოქმედებს კომპოზიტური ფილმის გარეგნობაზე და შემაკავშირებელ მოქმედებაზე. თუ რეზინის დისკის სიცოცხლე ძალიან მოკლეა, წებოს ავზში შენახული წებოს სიბლანტე ძალიან სწრაფად გაიზრდება და წებოს შეუფერხებლად წასმა არ შეიძლება, ხოლო რეზინის როლიკერის გაწმენდა ადვილი არ არის; თუ რეზინის დისკის სიცოცხლე ძალიან გრძელია, ეს გავლენას მოახდენს კომპოზიციური მასალის თავდაპირველ ადჰეზიურ იერსახეს და შემაკავშირებელ მოქმედებაზე და გავლენას მოახდენს გამაგრების სიჩქარეზე, რითაც იმოქმედებს პროდუქტის წარმოების ეფექტურობაზე.

სიბლანტის შესაბამისი კონტროლი და წებოვანი დისკის სიცოცხლე მნიშვნელოვანი პარამეტრია ადჰეზივების კარგი გამოყენებისთვის. წარმოების გამოცდილების მიხედვით, ძირითადი აგენტი, ეთილის აცეტატი და გამყარება მორგებულია შესაბამის R მნიშვნელობაზე და სიბლანტეზე, ხოლო წებოვანი წებოვანი ავზში ხვდება რეზინის როლიკებით, ფილმზე წებოს გამოყენების გარეშე. წებოვანი ნიმუშები აღებულია სხვადასხვა დროს სიბლანტის შესამოწმებლად. შესაბამისი სიბლანტე, წებოვანი დისკის შესაბამისი სიცოცხლე და სწრაფი გამკვრივება დაბალი ტემპერატურის პირობებში მნიშვნელოვანი მიზნებია გამხსნელზე დაფუძნებული პოლიურეთანის ადჰეზივების მიერ წარმოებისა და გამოყენების დროს.

2.2 დაბერების ტემპერატურის ეფექტი ქერქის სიძლიერეზე დაბერების პროცესი ყველაზე მნიშვნელოვანი, შრომატევადი, ენერგო ინტენსიური და სივრცეში ინტენსიური პროცესია მოქნილი შეფუთვისთვის. ეს გავლენას ახდენს არა მხოლოდ პროდუქტის წარმოების სიჩქარეზე, არამედ, რაც მთავარია, გავლენას ახდენს კომპოზიტური მოქნილი შეფუთვის გარეგნობაზე და შემაკავშირებელ შესრულებაზე. მთავრობის მიზნების წინაშე - "ნახშირბადის პიკი" და "ნახშირბადის ნეიტრალიტეტი" და სასტიკ საბაზრო კონკურენცია, დაბალი ტემპერატურის დაძველება და სწრაფი გამკვრივება ეფექტური გზაა ენერგიის დაბალი მოხმარების, მწვანე წარმოებისა და ეფექტური წარმოების მისაღწევად.

PET/AL/PE კომპოზიტური ფილმი დაძველდა ოთახის ტემპერატურაზე და 40, 50 და 60 ℃. ოთახის ტემპერატურაზე, შიდა ფენის AL/PE კომპოზიტური სტრუქტურის ქერცლის სიძლიერე რჩებოდა სტაბილური დაბერების შემდეგ 12 საათის განმავლობაში და გამკვრივება ძირითადად დასრულებულია; ოთახის ტემპერატურაზე, გარე ფენის PET/AL მაღალი ბარიერის კომპოზიტური სტრუქტურის ქერცლის სიმტკიცე დარჩა ძირითადად სტაბილური დაძველების შემდეგ 12 საათის განმავლობაში, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ მაღალი ბარიერის ფირის მასალა გავლენას მოახდენს პოლიურეთანის წებოვანი გამყარებაზე; 40, 50 და 60 ℃ გამაგრების ტემპერატურული პირობების შედარებისას, არ იყო აშკარა განსხვავება გამაგრების სიჩქარეში.

ამჟამინდელ ბაზარზე არსებულ გამხსნელზე დაფუძნებულ პოლიურეთანის ადჰეზივებთან შედარებით, მაღალი ტემპერატურის დაბერების დრო ზოგადად 48 საათია ან უფრო მეტიც. პოლიურეთანის წებოს ამ კვლევაში ძირითადად შეუძლია დაასრულოს მაღალი ბარიერის სტრუქტურის გამაგრება ოთახის ტემპერატურაზე 12 საათში. განვითარებულ წებოს აქვს სწრაფი გამკვრივების ფუნქცია. ხელნაკეთი ჰიპერტოპური პოლიმერების და მრავალფუნქციური იზოციანატების დანერგვა წებოვანში, გარე ფენის კომპოზიტური სტრუქტურისა თუ შიდა ფენის კომპოზიტური სტრუქტურის მიუხედავად, ქერქის სიძლიერე ოთახის ტემპერატურის პირობებში დიდად არ განსხვავდება ქერქის სიძლიერისგან მაღალი ტემპერატურის დაძველების პირობებში, რაც იმაზე მეტყველებს, რომ განვითარებულ წებოვანს აქვს მაღალი ტემპერატურის გამაგრების ფუნქცია, არამედ აქვს rapid ფუნქცია.

2.3 დაბერების ტემპერატურის გავლენა თბოდახურვის სიძლიერეზე მასალების თბოდახურვის მახასიათებლებზე და ფაქტობრივ თბოდახურვის ეფექტზე გავლენას ახდენს მრავალი ფაქტორი, როგორიცაა თბოდალუქვის მოწყობილობა, თავად მასალის ფიზიკური და ქიმიური შესრულების პარამეტრები, თბოდალუქვის დრო, თბოდალუქვის წნევა და სითბოს დალუქვის ტემპერატურა და ა.შ.

როდესაც კომპოზიტური ფილმი უბრალოდ გამორთულია მანქანიდან, სითბოს დალუქვის სიძლიერე შედარებით დაბალია, მხოლოდ 17 N/(15 მმ). ამ დროს წებოვანმა ახლახან დაიწყო გამაგრება და ვერ უზრუნველყოფს საკმარის შემაკავშირებელ ძალას. ამ დროს შემოწმებული სიძლიერე არის PE ფილმის თბოდალუქვის სიძლიერე; დაბერების დროის მატებასთან ერთად, მკვეთრად იზრდება სითბოს დალუქვის სიძლიერე. 12 საათის დაძველების შემდეგ სითბოს დალუქვის სიძლიერე ძირითადად იგივეა, რაც 24 და 48 საათის შემდეგ, რაც მიუთითებს იმაზე, რომ გამკვრივება ძირითადად სრულდება 12 საათში, რაც უზრუნველყოფს საკმარის შემაკავშირებელს სხვადასხვა ფილმებისთვის, რაც იწვევს სითბოს დალუქვის სიძლიერეს. სითბოს დალუქვის სიძლიერის ცვლილების მრუდიდან სხვადასხვა ტემპერატურაზე ჩანს, რომ დაბერების დროის ერთსა და იმავე პირობებში, არ არის დიდი განსხვავება თბოდახურვის სიძლიერეში ოთახის ტემპერატურის დაძველებასა და 40, 50 და 60 ℃ პირობებს შორის. ოთახის ტემპერატურაზე დაბერებამ შეიძლება სრულად მიაღწიოს მაღალტემპერატურულ დაბერების ეფექტს. მოქნილი შეფუთვის სტრუქტურას, რომელიც შედგენილია ამ განვითარებული წებოვანი საშუალებით, აქვს კარგი სითბოს დალუქვის ძალა მაღალი ტემპერატურის დაბერების პირობებში.

2.4 გამყარებული ფირის თერმული სტაბილურობა მოქნილი შეფუთვის გამოყენებისას საჭიროა თბოდალუქვა და ჩანთის დამზადება. გარდა თავად ფირის მასალის თერმული სტაბილურობისა, დამუშავებული პოლიურეთანის ფირის თერმული სტაბილურობა განსაზღვრავს მზა მოქნილი შეფუთვის პროდუქტის მუშაობას და გარეგნობას. ეს კვლევა იყენებს თერმული გრავიმეტრული ანალიზის (TGA) მეთოდს გამაგრებული პოლიურეთანის ფირის თერმული სტაბილურობის გასაანალიზებლად.

გამყარებული პოლიურეთანის ფილას აქვს წონის დაკლების ორი აშკარა პიკი ტესტის ტემპერატურაზე, რაც შეესაბამება მყარი სეგმენტის და რბილი სეგმენტის თერმულ დაშლას. რბილი სეგმენტის თერმული დაშლის ტემპერატურა შედარებით მაღალია და თერმული წონის კლება იწყება 264°C-ზე. ამ ტემპერატურაზე, მას შეუძლია დააკმაყოფილოს მიმდინარე რბილი შეფუთვის სითბოს დალუქვის პროცესის ტემპერატურული მოთხოვნები და დააკმაყოფილოს ავტომატური შეფუთვის ან შევსების წარმოების, შორ მანძილზე კონტეინერის ტრანსპორტირებისა და გამოყენების პროცესის ტემპერატურული მოთხოვნები; მყარი სეგმენტის თერმული დაშლის ტემპერატურა უფრო მაღალია, აღწევს 347°C-ს. განვითარებულ მაღალტემპერატურულ გამყარების გარეშე წებოს აქვს კარგი თერმული სტაბილურობა. AC-13 ასფალტის ნარევი ფოლადის წიდასთან გაიზარდა 2,1%-ით.

3)როდესაც ფოლადის წიდის შემცველობა აღწევს 100%-ს, ანუ როდესაც ერთი ნაწილაკის ზომა 4,75-დან 9,5 მმ-მდე მთლიანად ცვლის კირქვას, ასფალტის ნარევის ნარჩენი მდგრადობის ღირებულებაა 85,6%, რაც 0,5%-ით მეტია AC-13 ასფალტის ნარევი ფოლადის წიდის გარეშე; გაყოფის სიძლიერის კოეფიციენტი არის 80,8%, რაც 0,5%-ით უფრო მაღალია, ვიდრე AC-13 ასფალტის ნარევი ფოლადის წიდის გარეშე. შესაბამისი რაოდენობის ფოლადის წიდის დამატებას შეუძლია ეფექტურად გააუმჯობესოს AC-13 ფოლადის წიდის ასფალტის ნარევის ნარჩენი სტაბილურობა და გაყოფის სიძლიერის თანაფარდობა და ეფექტურად გააუმჯობესოს ასფალტის ნარევი წყლის სტაბილურობა.

1)ნორმალური გამოყენების პირობებში, გამხსნელზე დაფუძნებული პოლიურეთანის წებოს საწყისი სიბლანტე, რომელიც მომზადებულია ხელნაკეთი ჰიპერტოპური პოლიმერების და მრავალფუნქციური პოლიიზოციანატების შემოღებით არის დაახლოებით 1500 mPa·s, რომელსაც აქვს კარგი სიბლანტე; წებოვანი დისკის სიცოცხლე 60 წუთს აღწევს, რაც სრულად აკმაყოფილებს მოქნილი შეფუთვის კომპანიების მოთხოვნებს წარმოების პროცესში.

2) ქერქის სიძლიერისა და სითბოს დალუქვის სიძლიერიდან ჩანს, რომ მომზადებულ წებოვანს შეუძლია სწრაფად გაფუჭდეს ოთახის ტემპერატურაზე. არ არის დიდი განსხვავება გამაგრების სიჩქარეში ოთახის ტემპერატურაზე და 40, 50 და 60 ℃, და არ არის დიდი განსხვავება შემაკავშირებელ სიძლიერეში. ეს წებოვანი შეიძლება მთლიანად იშლება მაღალი ტემპერატურის გარეშე და სწრაფად კურნავს.

3) TGA ანალიზი აჩვენებს, რომ წებოს აქვს კარგი თერმული სტაბილურობა და შეუძლია დააკმაყოფილოს ტემპერატურის მოთხოვნები წარმოების, ტრანსპორტირებისა და გამოყენების დროს.