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功能性胶粘剂的性能与应用

2016-09-13 14:30:05   来源:   评论:0 点击:

    功能性胶粘剂的性能与应用 软性复合包装材料在食品、药品及其它领域中的应用已有四、五十年的历史了。时代在 进步,科学技术飞速发展,将各种不同性能的基材粘接起来做成统一整体的复合材料,要有 性能良好的胶粘剂。客观实际的要求也越来越多样化和严格化,导致到应用于复合材料中的 胶粘剂,也不再局限于常温使用和防潮防温等一般性能之外,还能满足特殊使用条件下和特 殊性能的要求。
    具体地讲,包括耐化学介质侵蚀、通用性强、透明度高、耐温性好、固化快 等方面。以下分别就其特性和应用作一些简述。 
     
    一、抗化学介质侵蚀的胶粘剂 
     化学介质是多种多样的。在食品有咸、酸、辣、香辛料,醇、水、粮疏、碳酸气、油脂、 蛋白等等;在化妆品上除了水之外,还有香精、香料、多元醇、色素、乳化剂、表面活性剂, 各种添加剂等;在化学品上有溶剂、农药、酸、碱、盐等。这些化学物质特性各异但有一个 共同点就是对复合材料的胶层有腐蚀破坏作用,会造成复合包装袋的离层、破裂以至失败。 这就要求胶粘剂具备好的耐化学介质侵蚀性,就是说在抵御以上化学介质的情况下,胶水能 够保持良好的粘结力,保证足够的剥离程度。这种胶粘剂之所以能抗酸、抗辣、抗咸,是由 于分子链上除了有许多跟普通聚氨酯机同的氨基甲酸酯和羧酸酯的结构外,还含有少量能与 铝箔表面的活性元素进行化学反应而生成化学键的特殊基因,使胶粘剂与铝箔经化学反应后 形成牢固的结合。普通胶粘剂靠范德华力、双电子层力、偶极距力或色散力等这些简单的粘 附力起作用,而这种胶粘剂还要再加上化学键力,要比简单的粘附力牢得多,更能经受各种 介质的侵蚀。所以用它做的榨菜袋,质量更好。
     
    二、通用性强的胶粘剂  
          通用性强,即要求胶粘剂具有良好的适应性,除了复合普通的光膜,如 CPP、OPP、 PE、PET、尼龙之外,还能用于镀铝膜、铝箔的复合。另外,还要求胶粘剂既能在低速机 上使用;也能作高速复合。与普通型胶粘剂相比,这种胶粘剂是通过在分子中引入功能性基 因;使分子链结构产生变化,除具备跟普通聚氨酯相同的氨基甲酸酯和羧酸酯结构之外,还 含有能与铝金属表面活性元素进行化学反应而生成化学键的化学基团,这样胶层与铝层之间 变形成了比较牢固的结合,这种结合就象是在胶层与铝层之间架起一座紧密连接的桥梁、普 通型胶粘剂的粘结力主要来自于分子间的内聚力;包括范德华力、偶极距力、色散力等,这 些力相对于化学键力来说,都是比较弱的。因此,这种新的功能性胶粘剂可以提供比普通胶 粘剂强得多的复合牢度,完全胜任于铝箔、镀铝膜与其它各种基材的复合。
     
    三、高透明度的胶粘剂 
       随产品档次的不断提高以及为满足出口需要,透明度逐渐成为客户要求的一个重要指 标。特别是在食品和服装方面,高透明度包装的应用较多,而对复合包装产品透明度产生影 响的因素有不少,除了塑料基材之外,与胶粘剂本身相关的原因主要是胶粘剂的流动性不足, 展平性差,造成胶水在基材表面上不能很好地湿润,形成水纹状痕路影响了产品的透明度。 我们通过控制分子量大小,使分子链段长度保持在一个合适的范围。因含量高而粘度低; 流动性好,这样就大大改进了产品的透明度。此外,通过生产原料及工艺的调整,控制了副 反应引入带色杂质的量,也进一步提高了产品透明性。 
     
     
     
    四、固化快的胶粘剂 
        一般的双组份胶粘剂复合好后,要在50℃左右的环境中放置24-48小时甚至更长时间, 以便使胶层充分固化;然后才能进行下一道工序。这样就带来一个问题:熟化耗时过多,生 产效率低,所以客户便提出能否供应一种固化速度快的胶粘剂。
     可是有人会担心固化得太快,以致在干复机上胶盘里就发生凝胶现象。其实这种担心是 大可不必的。因为所选用的功能组份在常温下是惰性的,只有一定的温度才能激发其活性, 也就是说只有在通过烘道时,以及在熟化室的环境下,该特殊功能组份才起作用,达到缩短 固化周期压缩到24小时甚至更短,从而加快了物料流转,提高了劳动生产率,为客户创造 良好的经济效益。 
     
     
    五、耐高温的胶粘剂 
     
    所谓耐用高温,包括了耐长时间的高温和瞬时高温两种。前者是指食品加工工艺中的加 热加压杀菌时的高温蒸煮一定时间,后者是制袋封口时的瞬间高温压合。要满足耐高温的要 求,就是说在以上两种情况下,胶粘剂都必须能保持良好的粘结性能和较高的剥离强度,不 变形、不破袋。经试验验证表明,在上胶量达到4.5-5克/平方米的情况下,使用 PET 与 CPP 的复合膜制袋,装入酸辣食品封口,然后在121-125℃的高温下蒸煮30分、45分钟,都未发 生形变,离层现象。 
     
    应用注意事项 
         
         这里讲一讲如何确定复合工艺条件,才能让胶粘剂获得最佳效果的问题。 首先是基材。 不管是对塑料薄膜还是铝箔,都有一个共同的要求,那就是表面状况。 这里有二个涵义:
    一、是表面要干燥清洁,不沾灰尘,不受潮,无油污。
    二、是表面张力要控制 在38mN/M 以上,若是做抗介质,耐高温包装,塑料薄膜的表面张力最好提高到39mN/M 或 40mN/M。
    而铝箔的表面清洁度应保持 A 级,即用蒸馏水去检查时,应全部能被浸润;表面 张力在72mN/M 以上。 其次是上胶量。 不同的基材和不同的最终包装要求,呆以有不同的上胶量。简单的塑/ 塑复合可以少一点,每平方米2.5-3.0克就可以了,若是含铝箔的复合材料,而且要抵抗介质侵 蚀,每平方米要3.5-4.0克.如果要耐高温蒸煮,除了极重要的表面张力要高外,每平方米需 4.5-5.0克。 
    第三是残留溶剂的控制。 残留溶剂的多少,不仅影响到异味和食品的卫生性能,对透 明度、剥离力有明显的影响。我国的 GB9683-88标准中规定,残留溶剂不得超过每平方米 10毫克;但最好能够控制在每平方米5毫克以下。因此在复合工艺选择上,必须从溶剂种类、 烘道温度、开机速度、鼓风量和排风量这几个因素上去确定。 
    第四是熟化条件。 因为胶粘剂是双组份反应型的,必须要有适当的条件,才能让胶粘 剂中的主剂与固化剂充分反应,达到最佳的粘接效果。特别能与基材表面的活泼元素起化学 反应的功能性胶粘剂更要有一定的温度和时间。
     

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