Як навъи нави часпаки полиуретанӣ бо истифода аз поликислотаҳои молекулавии хурд ва полиолҳои молекулавии хурд ҳамчун ашёи хоми асосӣ барои тайёр кардани преполимерҳо омода карда шуд. Дар раванди васеъкунии занҷир, полимерҳои гипершохадор ва тримерҳои HDI ба сохтори полиуретан ворид карда шуданд. Натиҷаҳои санҷиш нишон медиҳанд, ки часпаки дар ин таҳқиқот омодашуда дорои часпакии мувофиқ, мӯҳлати тӯлонии диски часпак аст, метавонад дар ҳарорати хонагӣ зуд хушк шавад ва дорои хосиятҳои хуби пайвастшавӣ, қувваи мӯҳркунии гармӣ ва устувории гармӣ мебошад.

Бастабандии чандири композитӣ бартариҳои намуди зебо, доираи васеи истифода, интиқоли қулай ва арзиши пасти бастабандӣ дорад. Аз замони муаррифии худ, он дар соҳаҳои хӯрокворӣ, тиб, маводи кимиёвии ҳаррӯза, электроника ва дигар соҳаҳо васеъ истифода мешавад ва аз ҷониби истеъмолкунандагон хеле дӯстдошта шудааст. Самаранокии бастабандии чандири композитӣ на танҳо ба маводи плёнка алоқаманд аст, балки аз самаранокии часпаки композитӣ низ вобаста аст. Часпаки полиуретанӣ бартариҳои зиёде дорад, ба монанди қувваи баланди пайвандкунӣ, танзимшавандагии қавӣ ва гигиена ва бехатарӣ. Дар айни замон он часпаки асосии дастгирикунанда барои бастабандии чандири композитӣ ва маркази тадқиқоти истеҳсолкунандагони бузурги часпак мебошад.

Пироншавии ҳарорати баланд раванди муҳим дар тайёр кардани бастабандии чандир аст. Бо ҳадафҳои сиёсати миллии "қуллаи карбон" ва "бетарафии карбон", ҳифзи муҳити зисти сабз, кам кардани партовҳои камкарбон ва самаранокии баланд ва сарфаи энергия ба ҳадафҳои рушди ҳама соҳаҳои ҳаёт табдил ёфтаанд. Ҳарорати пиршавӣ ва вақти пиршавӣ ба мустаҳкамии пӯстпӯшии плёнкаи композитӣ таъсири мусбат мерасонад. Аз ҷиҳати назариявӣ, ҳар қадар ҳарорати пиршавӣ баландтар ва вақти пиршавӣ дарозтар бошад, суръати анҷоми реаксия ҳамон қадар баландтар ва таъсири сахтшавӣ беҳтар мешавад. Дар раванди воқеии татбиқи истеҳсолот, агар ҳарорати пиршавиро паст кардан ва вақти пиршавиро кӯтоҳ кардан мумкин бошад, беҳтар аст, ки пиршавиро талаб накунед ва буридан ва халтабандӣ карданро пас аз хомӯш кардани мошин анҷом додан мумкин аст. Ин на танҳо метавонад ба ҳадафҳои ҳифзи муҳити зисти сабз ва кам кардани партовҳои камкарбон ноил гардад, балки хароҷоти истеҳсолотро сарфа кунад ва самаранокии истеҳсолотро беҳтар созад.

Ин таҳқиқот барои синтези як навъи нави часпаки полиуретанӣ пешбинӣ шудааст, ки ҳангоми истеҳсол ва истифода часпакии мувофиқ ва мӯҳлати кори диски часпак дорад, дар шароити ҳарорати паст, беҳтараш бе ҳарорати баланд, зуд хушк мешавад ва ба кори нишондиҳандаҳои гуногуни бастабандии чандири композитӣ таъсир намерасонад.

1.1 Маводҳои таҷрибавӣ Кислотаи адипӣ, кислотаи себацин, этиленгликол, неопентилгликол, диэтиленгликол, TDI, тримери HDI, полимери гипершохадори дар лаборатория истеҳсолшуда, этилацетат, плёнкаи полиэтиленӣ (PE), плёнкаи полиэстерӣ (PET), фолгаи алюминиӣ (AL).
1.2 Асбобҳои таҷрибавӣ Танӯри хушккунандаи ҳавои барқии ҳарорати доимӣ: DHG-9203A, Shanghai Yiheng Scientific Instrument Co., Ltd.; Вискозиметри гардишӣ: NDJ-79, Shanghai Renhe Keyi Co., Ltd.; Мошини санҷиши универсалии кашиш: XLW, Labthink; Таҳлилгари термогравиметрӣ: TG209, NETZSCH, Олмон; Санҷиши мӯҳри гармӣ: SKZ1017A, Jinan Qingqiang Electromechanical Co., Ltd.
1.3 Усули синтез
1) Тайёр кардани преполимер: Колбаи чор гарданаро хуб хушк кунед ва N2-ро ба он гузаронед, сипас полиол ва поликислотаи ченшудаи молекулавии хурдро ба колбаи чор гардан илова кунед ва омехта карданро оғоз кунед. Вақте ки ҳарорат ба ҳарорати муқарраршуда мерасад ва ҳаҷми об ба ҳаҷми назариявии оби гарм наздик аст, миқдори муайяни намунаро барои санҷиши арзиши кислота гиред. Вақте ки арзиши кислота ≤20 мг/г аст, қадами навбатии реаксияро оғоз кунед; катализатори ченкардашудаи 100×10-6 илова кунед, қубури вакуумии вакуумро пайваст кунед ва насоси вакуумро ба кор дароред, суръати истеҳсоли спиртро бо дараҷаи вакуум назорат кунед, вақте ки ҳаҷми воқеии спирт ба миқдори назариявии сигор наздик аст, намунаи муайянро барои санҷиши арзиши гидроксил гиред ва вақте ки арзиши гидроксил ба талаботи тарҳ мувофиқат мекунад, реаксияро қатъ кунед. Преполимери полиуретании ҳосилшуда барои истифодаи эҳтиётӣ бастабандӣ карда мешавад.
2) Тайёр кардани часпаки полиуретанӣ дар асоси ҳалкунанда: Преполимери полиуретании ченшуда ва эфири этилиро ба колбаи чор гардан илова кунед, гарм кунед ва омехта кунед, то баробар паҳн шавад, сипас TDI-и ченшударо ба колбаи чор гардан илова кунед, 1.0 соат гарм нигоҳ доред, сипас полимери гипершохадори хонагиро дар лаборатория илова кунед ва 2.0 соат реаксияро идома диҳед, оҳиста-оҳиста тримери HDI-ро ба колбаи чор гардан илова кунед, 2.0 соат гарм нигоҳ доред, барои санҷиши миқдори NCO намунаҳо гиред, хунук кунед ва маводҳоро барои бастабандӣ пас аз муайян кардани миқдори NCO раҳо кунед.
3) Ламинатсияи хушк: Ацетати этил, агенти асосӣ ва агенти сахткунандаро бо таносуби муайян омехта кунед ва баробар омехта кунед, сипас намунаҳоро дар мошини ламинатсияи хушк молед ва омода кунед.

1.4 Тавсифи санҷиш
1) Часпакӣ: Вискозиметри гардишкунандаро истифода баред ва ба усули озмоиши GB/T 2794-1995 барои часпакии часпакҳо муроҷиат кунед;
2) Мустаҳкамии пӯсти Т-шакл: бо истифода аз мошини универсалии озмоиши кашиш санҷида шудааст, ки ба усули санҷиши мустаҳкамии пӯсти GB/T 8808-1998 ишора мекунад;
3) Мустаҳкамии мӯҳри гармӣ: аввал барои иҷрои мӯҳри гармӣ аз санҷиши мӯҳри гармӣ истифода баред, сипас барои санҷиш аз мошини универсалии санҷиши кашиш истифода баред, ба усули санҷиши қуввати мӯҳри гармии GB/T 22638.7-2016 муроҷиат кунед;
4) Таҳлили термогравиметрӣ (TGA): Санҷиш бо истифода аз анализатори термогравиметрӣ бо суръати гармкунӣ 10 ℃ / дақиқа ва диапазони ҳарорати санҷиш аз 50 то 600 ℃ гузаронида шуд.

2.1 Тағйирёбии часпакӣ бо вақти реаксияи омехта Часпакии часпак ва мӯҳлати хизмати диски резинӣ нишондиҳандаҳои муҳим дар раванди истеҳсоли маҳсулот мебошанд. Агар часпакии часпак аз ҳад зиёд бошад, миқдори часпаки истифодашуда хеле зиёд хоҳад буд, ки ба намуди зоҳирӣ ва арзиши пӯшиши плёнкаи композитӣ таъсир мерасонад; агар часпакӣ аз ҳад зиёд бошад, миқдори часпаки истифодашуда хеле кам хоҳад буд ва ранг ба таври муассир ворид шуда наметавонад, ки ин инчунин ба намуди зоҳирӣ ва иҷрои пайвасткунии плёнкаи композитӣ таъсир мерасонад. Агар мӯҳлати хизмати диски резинӣ хеле кӯтоҳ бошад, часпакии часпак, ки дар зарфи часпак нигоҳ дошта мешавад, хеле зуд меафзояд ва часпакро ба таври ҳамвор истифода бурдан мумкин нест ва тоза кардани ғалтаки резинӣ осон нест; агар мӯҳлати хизмати диски резинӣ хеле дароз бошад, он ба намуди ибтидоии часпакӣ ва иҷрои пайвасткунии маводи композитӣ таъсир мерасонад ва ҳатто ба суръати сахтшавӣ таъсир мерасонад ва бо ин васила ба самаранокии истеҳсоли маҳсулот таъсир мерасонад.

Назорати мувофиқи часпакӣ ва мӯҳлати хизмати диски часпак параметрҳои муҳим барои истифодаи хуби часпакҳо мебошанд. Тибқи таҷрибаи истеҳсолӣ, агенти асосӣ, ацетат этил ва агенти сахткунанда ба арзиши мувофиқи R ва часпакӣ танзим карда мешаванд ва часпак дар зарфи часпак бо ғалтаки резинӣ бе молидани ширеш ба плёнка печонида мешавад. Намунаҳои часпак дар давраҳои гуногун барои санҷиши часпакӣ гирифта мешаванд. Часпакии мувофиқ, мӯҳлати муносиби диски часпак ва сахтшавии босуръат дар шароити ҳарорати паст ҳадафҳои муҳиме мебошанд, ки часпакҳои полиуретании ҳалкунанда ҳангоми истеҳсол ва истифода пайгирӣ мекунанд.

2.2 Таъсири ҳарорати пиршавӣ ба мустаҳкамии пӯст Раванди пиршавӣ муҳимтарин, вақтталаб, энергияталаб ва фазои зиёдро барои бастабандии чандирӣ ташкил медиҳад. Он на танҳо ба суръати истеҳсоли маҳсулот таъсир мерасонад, балки муҳимтар аз ҳама, ба намуди зоҳирӣ ва иҷрои пайвасткунии бастабандии чандири мураккаб таъсир мерасонад. Дар рӯбарӯ бо ҳадафҳои ҳукумат дар бораи "қуллаи карбон" ва "бетарафии карбон" ва рақобати шадиди бозор, пиршавии ҳарорати паст ва хушкшавии босуръат роҳҳои муассири ноил шудан ба истеъмоли ками энергия, истеҳсоли сабз ва истеҳсоли самаранок мебошанд.

Плёнкаи композитии PET/AL/PE дар ҳарорати хонагӣ ва дар 40, 50 ва 60 ℃ пир карда шуд. Дар ҳарорати хонагӣ, қувваи пӯстшавии сохтори композитии қабати дарунии AL/PE пас аз пиршавӣ барои 12 соат устувор монд ва хушкшавӣ асосан ба анҷом расид; дар ҳарорати хонагӣ, қувваи пӯстшавии сохтори композитии монеаи баландсифати қабати берунии PET/AL пас аз пиршавӣ барои 12 соат асосан устувор монд, ки ин нишон медиҳад, ки маводи плёнкаи монеаи баланд ба хушкшавии часпаки полиуретан таъсир мерасонад; бо муқоисаи шароити ҳарорати хушкшавии 40, 50 ва 60 ℃, дар суръати хушкшавӣ фарқияти возеҳе ба назар нарасид.

Дар муқоиса бо часпакҳои полиуретании асоси ҳалкунанда дар бозори кунунӣ, вақти пиршавии ҳарорати баланд одатан 48 соат ё ҳатто бештар аз он аст. Часпаки полиуретанӣ дар ин таҳқиқот метавонад асосан дар ҳарорати хонагӣ хушкшавии сохтори монеаи баландро дар тӯли 12 соат ба анҷом расонад. Часпаки таҳияшуда вазифаи хушкшавии босуръатро дорад. Ворид намудани полимерҳои гипершохадори хонагӣ ва изоцианатҳои бисёрфунксионалӣ ба часпак, новобаста аз сохтори таркибии қабати беруна ё сохтори таркибии қабати дарунӣ, қувваи пӯстшавӣ дар шароити ҳарорати хонагӣ аз қувваи пӯстшавӣ дар шароити пиршавии ҳарорати баланд чандон фарқ надорад, ки нишон медиҳад, ки часпаки таҳияшуда на танҳо вазифаи хушкшавии босуръатро дорад, балки вазифаи хушкшавии босуръатро бидуни ҳарорати баланд низ дорад.

2.3 Таъсири ҳарорати пиршавӣ ба мустаҳкамии мӯҳри гармӣ Хусусиятҳои мӯҳри гармии маводҳо ва таъсири воқеии мӯҳри гармӣ аз омилҳои зиёде, аз қабили таҷҳизоти мӯҳри гармӣ, параметрҳои физикӣ ва химиявии худи мавод, вақти мӯҳри гармӣ, фишори мӯҳри гармӣ ва ҳарорати мӯҳри гармӣ ва ғайра таъсир мегиранд. Мувофиқи ниёзҳо ва таҷрибаи воқеӣ, раванд ва параметрҳои мӯҳри гармии мувофиқ муқаррар карда мешаванд ва санҷиши мустаҳкамии мӯҳри гармии плёнкаи композитӣ пас аз пайвасткунӣ гузаронида мешавад.

Вақте ки плёнкаи композитӣ нав аз дастгоҳ берун мешавад, қувваи мӯҳри гармӣ нисбатан паст аст, танҳо 17 Н/(15 мм). Дар ин вақт, часпак нав сахт шуданро сар кардааст ва наметавонад қувваи кофии пайвандро таъмин кунад. Қуввае, ки дар ин вақт санҷида шудааст, қувваи мӯҳри гармии плёнкаи PE мебошад; бо зиёд шудани вақти пиршавӣ, қувваи мӯҳри гармӣ якбора меафзояд. Қувваи мӯҳри гармӣ пас аз пиршавӣ барои 12 соат асосан бо қувваи пас аз 24 ва 48 соат якхела аст, ки нишон медиҳад, ки сахтшавӣ асосан дар 12 соат ба анҷом мерасад ва барои плёнкаҳои гуногун пайванди кофӣ фароҳам меорад ва боиси афзоиши қувваи мӯҳри гармӣ мегардад. Аз каҷи тағйирёбии қувваи мӯҳри гармӣ дар ҳарорати гуногун, дидан мумкин аст, ки дар шароити якхелаи пиршавӣ, дар қувваи мӯҳри гармӣ байни пиршавии ҳарорати хонагӣ ва шароити 40, 50 ва 60 ℃ фарқияти зиёд вуҷуд надорад. Пиршавӣ дар ҳарорати хонагӣ метавонад ба таъсири пиршавии ҳарорати баланд комилан ноил гардад. Сохтори чандири бастабандӣ, ки бо ин часпаки таҳияшуда омехта шудааст, дар шароити пиршавии ҳарорати баланд қувваи хуби мӯҳри гармӣ дорад.

2.4 Устувории гармии плёнкаи сахтшуда Ҳангоми истифодаи бастабандии чандир, мӯҳркунии гармӣ ва тайёр кардани халтаҳо зарур аст. Илова бар устувории гармии худи маводи плёнка, устувории гармии плёнкаи полиуретании сахтшуда самаранокӣ ва намуди зоҳирии маҳсулоти бастабандии чандири тайёрро муайян мекунад. Ин таҳқиқот усули таҳлили гравиметрии гармӣ (TGA)-ро барои таҳлили устувории гармии плёнкаи полиуретании сахтшуда истифода мебарад.

Плёнкаи полиуретании пухташуда дар ҳарорати озмоишӣ ду қуллаи возеҳи аз даст додани вазн дорад, ки ба таҷзияи гармии сегменти сахт ва сегменти нарм мувофиқат мекунад. Ҳарорати таҷзияи гармии сегменти нарм нисбатан баланд аст ва аз даст додани вазни гармӣ дар 264°C оғоз мешавад. Дар ин ҳарорат, он метавонад ба талаботи ҳарорати раванди ҷории мӯҳркунии гармии бастабандии нарм ҷавобгӯ бошад ва метавонад ба талаботи ҳарорати истеҳсоли бастабандӣ ё пуркунии автоматӣ, интиқоли контейнерҳои масофаи дур ва раванди истифода ҷавобгӯ бошад; ҳарорати таҷзияи гармии сегменти сахт баландтар буда, ба 347°C мерасад. Часпаки беқабатшавии баландҳарорат таҳияшуда устувории хуби гармӣ дорад. Омехтаи асфалти AC-13 бо шлаки пӯлод 2,1% афзоиш ёфтааст.

3) Вақте ки миқдори шлаки пӯлод ба 100% мерасад, яъне вақте ки андозаи як зарра аз 4,75 то 9,5 мм оҳаксангро пурра иваз мекунад, арзиши устувории боқимондаи омехтаи асфалт 85,6% аст, ки нисбат ба омехтаи асфалти AC-13 бе шлаки пӯлод 0,5% баландтар аст; таносуби қувваи тақсимшавӣ 80,8% аст, ки нисбат ба омехтаи асфалти AC-13 бе шлаки пӯлод 0,5% баландтар аст. Илова кардани миқдори муносиби шлаки пӯлод метавонад устувории боқимонда ва таносуби қувваи тақсимшавии омехтаи асфалти шлаки пӯлоди AC-13-ро самаранок беҳтар кунад ва устувории обии омехтаи асфалтро самаранок беҳтар созад.

1) Дар шароити муқаррарии истифода, часпакии ибтидоии часпаки полиуретании ҳалкунанда, ки бо ворид кардани полимерҳои гипершохадори хонагӣ ва полиизоцианатҳои бисёрфунксионалӣ омода карда мешавад, тақрибан 1500 мПа·с аст, ки часпакии хуб дорад; мӯҳлати кори диски часпак ба 60 дақиқа мерасад, ки метавонад ба талаботи вақти кори ширкатҳои бастабандии чандир дар раванди истеҳсолот пурра ҷавобгӯ бошад.

2) Аз қувваи пӯсткунӣ ва қувваи мӯҳркунии гармӣ дидан мумкин аст, ки часпаки тайёршуда метавонад дар ҳарорати хонагӣ зуд хушк шавад. Дар суръати хушкшавӣ дар ҳарорати хонагӣ ва дар 40, 50 ва 60 ℃ фарқияти калон вуҷуд надорад ва дар қувваи часпидан низ фарқияти калон вуҷуд надорад. Ин часпакро бе ҳарорати баланд пурра хушк кардан мумкин аст ва метавонад зуд хушк шавад.

3) Таҳлили TGA нишон медиҳад, ки часпак устувории хуби гармӣ дорад ва метавонад ба талаботи ҳарорат ҳангоми истеҳсол, интиқол ва истифода ҷавобгӯ бошад.