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和记平台从而提高了水性聚氨酯在OPP薄膜上的剥离强度

 成功案例     |      2021-03-10 06:33

【摘要】:今朝,食品包装塑料薄膜印刷油墨主要是溶剂型聚氨酯油墨。跟着环保要求的不绝提高,溶剂型油墨向水性油墨转型是油墨行业成长的一定趋势。制备水性聚氨酯油墨的要害是合成出机能优异的水性聚氨酯乳液。通例的水性聚氨酯在耐水性、耐热性及附着机能等方面存在不敷,出格是难以在非极性塑料薄膜上附着。本论文旨在制备机能优异的水性聚氨酯乳液,并将其应用在食品包装塑料薄膜印刷水性油墨中。为此,本文开展了以下几个方面的研究:1)以二羟甲基丙酸(DMPA)作为亲水性单体,制得了水性聚氨酯乳液,并探讨了DMPA的含量对水性聚氨酯乳液机能及附着机能的影响。研究功效表白,跟着DMPA含量的增加,水性聚氨酯乳液的粒径逐渐减小,zeta电位逐渐增大,体系的粘度逐渐增大,贮存不变性逐渐提高。水性聚氨酯的剥离强度随DMPA含量的增加先增大后低落。当DMPA含量为4.0~4.5 wt%时,制得的水性聚氨酯乳液具有较好的不变性及附着机能。2)为了进一步提高水性聚氨酯的机能及淘汰稀释溶剂的用量,在聚氨酯预聚体乳化分手后插手多官能度胺类扩链剂举办后扩链回响,制得了溶剂含量低、机能优异的水性聚氨酯,并研究了后扩链进程及差异官能度胺类扩链剂对水性聚氨酯机能的影响。研究功效表白,胺类扩链剂的后扩链回响主要产生在乳胶粒子外貌,实际最大的扩链度约为60%。XRD、DSC、TG和T-剥离强度阐明功效表白,三官能度的二乙烯三胺(DETA)是提高水性聚氨酯机能的一种有效的扩链剂。当乙二胺(EDA)/DETA摩尔比为2/3时,制得的水性聚氨酯具有较好的综合机能。本文还研究了NCO/OH摩尔比对水性聚氨酯乳液的不变性和固含量的影响,功效表白当NCO/OH摩尔比为1.6时,可制得固含量为40 wt%、溶剂含量为5 wt%、贮存不变的水性聚氨酯乳液。该乳液由于其溶剂含量低,可直接用作配制水性聚氨酯油墨的毗连料,制止了溶剂接纳的本钱。以本尝试合成的水性聚氨酯为毗连料所制得的水性聚氨酯油墨具有精采的耐蒸煮性,可用于耐蒸煮食品包装PET薄膜印刷。3)为了提高水性聚氨酯在非极性塑料薄膜上的附出力,本文回收含长脂肪链的三羟甲基丙烷单油酸酯(TMPM)作为二醇扩链剂,合成了含长脂肪烃侧链的水性聚氨酯,并观察了TMPM含量对水性聚氨酯机能的影响。FT-IR和1H NMR阐明表白TMPM乐成地引入到了水性聚氨酯分子中。跟着TMPM含量的增加,水性聚氨酯的粒径增大,粘度低落,在塑料薄膜上的润湿性加强,附着机能提高。水性聚氨酯的剥离强度和热不变性跟着TMPM含量的增加先升高后低落。当TMPM含量为6.0 wt%时,水性聚氨酯的剥离强度和热不变性最高。4)为了进一步提高水性聚氨酯在非极性薄膜上的附着机能,在含6.0 wt%TMPM的水性聚氨酯的基本上,本文回收含2个氨基的硅烷偶联剂(3-(2-氨乙基)氨丙基)三甲氧基硅烷(AEAPTMS)对聚氨酯预聚体举办扩链,合成了硅氧烷侧链匀称漫衍在聚氨酯主链上的水性聚氨酯乳液,并观察了AEAPTMS含量对水性聚氨酯机能的影响。FT-IR和1H NMR阐明表白,AEAPTMS乐成地引入到了水性聚氨酯分子中。跟着AEAPTMS用量的增加,水性聚氨酯乳液在OPP薄膜上的润湿性增大。AEAPTMS中甲氧基水解生成硅羟基,硅羟基与聚氨酯分子链上的羟基举办缩合回响,加强了水性聚氨酯胶膜的内聚强度;硅羟基还与电晕处理惩罚后的OPP薄膜外貌上的羟基等活性基团回响形成化学键,加强了胶膜与OPP薄膜的界面附着强度,从而提高了水性聚氨酯在OPP薄膜上的剥离强度。然而当AEAPTMS含量过高时,水性聚氨酯的交联密渡过大,内聚强渡过高,抑制了聚氨酯链段的举动,从而使得剥离强度低落。当AEAPTMS含量为2.0 wt%时,水性聚氨酯具有最大的剥离强度,同时还具有较好的耐水性和耐热性。该水性聚氨酯配制的水性油墨在非极性的OPP薄膜上具有精采的附着牢度和耐蒸煮性等机能,可用作非极性塑料薄膜的印刷油墨。5)为了观察水性聚氨酯附着机能与交联密度间的彼此干系,本文在聚氨酯合成进程中引入含3个羟基的三羟甲基丙烷(TMP),制得了内交联型水性聚氨酯。通过改变TMP含量来改变水性聚氨酯的交联密度,回收数学阐明要领获得了附着机能与交联密度间彼此干系的拟合曲线,成立了履历方程。功效表白,跟着TMP含量的增加,水性聚氨酯的交联密度和内聚强度逐渐增大,从而使其剥离强度逐渐增大,然而当TMP含量过多时,较大的交联密度抑制了聚氨酯分子链的举动,使得水性聚氨酯胶膜与PET薄膜间的界面附着强度低落,且剥离粉碎范例由内聚粉碎逐渐变革到界面粉碎。当TMP含量为2.0 wt%时,水性聚氨酯的剥离强度最大,剥离粉碎为内聚粉碎和界面粉碎的殽杂粉碎。通过二项式拟正当获得了剥离强度(T)与TMP含量(x)彼此干系的履历方程T=1.94+0.81x-0.22x2,也获得了剥离强度(T)与交联密度(υ彼此干系的履历方程T=1.59+750.44υe-128313.62υe2。同时,方程υe=0.00045+0.0013x和υe=0.00050+0.0013x可暗示交联密度与TMP含量间的彼此干系。通过成立的履历方程可得出,符合的交联密度是合成一种具有优异附着机能的水性聚氨酯的要害因素之一。在本文中,当交联密度为0.00292 mol/cm3时,水性聚氨酯的剥离强度最大,附着机能最好。6)回收石墨烯改性水性聚氨酯来提高其耐热性及力学机能等机能。首先通过改造的Hummers法制备氧化石墨烯(GO),然后回收3-氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)对GO举办改性,获得含氨基的GO,再回收二乙醇胺(DEA)举办还原,乐成制得了含氨基的还原氧化石墨烯(A-r GO),最后回收A-r GO作为加强填料,操作氨基与异氰酸酯基的回响,通过原位聚正当将A-r GO共价键合到水性聚氨酯分子链中,制得了A-r GO/WPU复合乳液。本文观察了原始石墨、GO和A-r GO的布局、描摹和机能及A-r GO含量对A-r GO/WPU复合乳液机能的影响。TEM和SEM阐明表白,低含量(≤0.5 wt%)的A-r GO能匀称地分手在水性聚氨酯基体中。跟着A-r GO含量的增加,A-r GO/WPU胶膜的力学机能、储能模量和热不变性逐渐提高。然而,当A-r GO含量过多时,A-r GO的分手性低落,导致A-r GO/WPU胶膜的力学机能低落。当A-r GO含量为WPU固体分质量的0.5 wt%时,制得的A-r GO/WPU复合乳液具有较好的力学机能及耐热性。该复合乳液配制的水性油墨在PET薄膜上具有精采的附着牢度和耐蒸煮性,因此可用来印刷耐蒸煮食品包装PET薄膜。

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