基于紙膠體系及烘干模式的水基膠固化時(shí)間測(cè)定及影響因素研究

程傳玲，周耕耘，李洪濤，鄭力文，管仕栓，楊碩，王曉斌，魯平

基于紙膠體系及烘干模式的水基膠固化時(shí)間測(cè)定及影響因素研究

程傳玲1，周耕耘1，李洪濤2，鄭力文2，管仕栓2，楊碩3，王曉斌4，魯平5

（1.鄭州輕工業(yè)大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，鄭州 450000；2.山東中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 技術(shù)中心，山東 青島 266101；3.江蘇中煙工業(yè)有限公司 淮陰卷煙廠，江蘇 淮安 223001；4.紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司 玉溪卷煙廠，云南 玉溪 653100；5.河南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司 技術(shù)中心，鄭州 450000）

了解水基膠固化過程中水分散失的規(guī)律。建立基于紙膠體系及烘干模式的固化時(shí)間測(cè)定方法，提出水基膠“有效固化”的概念，利用皮爾模型對(duì)水基膠干燥曲線進(jìn)行擬合，并研究5種水基膠在不同干燥溫度下的干燥曲線。結(jié)果表明，皮爾模型可以較好地?cái)M合水基膠的干燥曲線。固化率在80%～90%存在一個(gè)拐點(diǎn)，具體位置與干燥溫度有關(guān)。當(dāng)固化率達(dá)到70%時(shí)紙膠體系已基本完成黏合，對(duì)應(yīng)的有效固化時(shí)間相對(duì)于完全固化時(shí)間可縮短74.60%～83.70%。在干燥溫度一定時(shí)，不同水基膠的固化時(shí)間有一定的差異，其差異性主要表現(xiàn)在低溫干燥區(qū)域。綜上所述，干燥溫度一定時(shí)，低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、低粒徑、高固含量、高黏度的水基膠的固化時(shí)間更短。

玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；黏度；聚合物黏合劑；固化時(shí)間；干燥曲線

水基膠由于其無(wú)毒環(huán)保的特點(diǎn)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于包裝、建筑、紡織、汽車制造以及人造假肢中[1-2]。同水性涂料相似，由于其以水為分散相，而水的比熱容大，因此揮發(fā)所需要吸收的熱量較大，相較于溶劑型聚合物，其干燥速度較慢、固化時(shí)間較長(zhǎng)[3]，這將對(duì)生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品質(zhì)量有重要的影響。

水基膠的實(shí)干時(shí)間是指自上膠起至膠液固化、達(dá)到設(shè)計(jì)的膠接強(qiáng)度的時(shí)間[4]，實(shí)干時(shí)間反映了水基膠的固化速度[5]，固化速度越快，對(duì)應(yīng)的固化時(shí)間越短。水基膠的固化時(shí)間會(huì)影響?zhàn)そY(jié)強(qiáng)度及其物理力學(xué)性能[6-7]，從而對(duì)水基膠的使用效果產(chǎn)生一定的影響。影響固化時(shí)間的因素包括環(huán)境溫濕度、水基膠自身性質(zhì)（固含量、Tg、MFT）、涂層厚度、空氣表面流速以及輔助干燥劑等。環(huán)境溫濕度主要通過影響水分的散失從而影響干燥速度。有研究發(fā)現(xiàn)[8]，表面活性劑的添加量也會(huì)影響水分的蒸發(fā)速率，孫立科等[9]發(fā)現(xiàn)，聚合物中含有的殘留未反應(yīng)的羥基、羧基以及不飽和脂肪酸等會(huì)減緩干燥速度，通過添加含不飽和雙鍵的順酐作為反應(yīng)催化劑可以解決此問題，從而加快漆膜干燥速率。此外，輔助干燥劑包括固化劑[10-14]、干燥催化劑[11,15]、快干劑[16]、復(fù)合填料[17]等也可以通過加快反應(yīng)或者結(jié)膜速度，從而縮短固化時(shí)間。近年來(lái)，有研究提出[18]Karstedt鉑金催化劑通過促進(jìn)自由基加成可以有效降低固化時(shí)間。另外，紫外光技術(shù)[19-20]、超聲技術(shù)[21]等通過促進(jìn)自由基加成、提高聚合物轉(zhuǎn)化率也能有效縮短固化時(shí)間。

在水基膠固化時(shí)間或干燥速度的測(cè)定方面，曾國(guó)東等[22]、韓海軍[10]以制樣結(jié)束開始計(jì)時(shí)至試樣無(wú)明顯黏附手指現(xiàn)象記為實(shí)干時(shí)間；楊雪芹等[5,12-13]從乳液混合均勻開始至攪拌棒無(wú)法正常攪動(dòng)或者試樣出現(xiàn)某種異常計(jì)時(shí)結(jié)束，此過程的攪拌時(shí)間記為固化時(shí)間；官仕龍等[23]以恒定溫度下試樣體系達(dá)到恒重的最短時(shí)間計(jì)為完全干燥時(shí)間；Choi等[24]以薄膜透明度來(lái)界定水基膠固化程度；而李國(guó)智等[25]借助刮板細(xì)度計(jì)進(jìn)行制樣，將一定深度刻度處薄膜干燥成連續(xù)均勻透明狀態(tài)所需將時(shí)間記為固化時(shí)間；離陌[4]通過自制點(diǎn)膠儀進(jìn)行上膠，從涂膠完成開始揭扯即計(jì)時(shí)，以揭扯過程中某個(gè)涂膠點(diǎn)被撕爛即停止計(jì)時(shí)，此時(shí)間即為固化時(shí)間。除了以某一過程變化所經(jīng)過的時(shí)間來(lái)表征固化時(shí)間以外，水基膠的化學(xué)及物理性能指標(biāo)也被用來(lái)量化其固化時(shí)間的變化。Eamonn等[18]以特征峰強(qiáng)度、流變性能和力學(xué)測(cè)試來(lái)量化固化時(shí)間的減少量；孫展鵬等[21]通過對(duì)水基膠進(jìn)行超聲處理，以其升溫速率、反應(yīng)活化能以及自由基反應(yīng)速率的變化量來(lái)判定其固化時(shí)間的變化。

可見，水基膠固化時(shí)間的測(cè)定方法眾多，在制樣、固化程度評(píng)判等方面均沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，尤其缺乏水基膠固化過程方面的研究。因此，本文以烘箱干燥實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)建立水基膠-紙?bào)w系固化時(shí)間的測(cè)定方法，利用皮爾模型對(duì)干燥曲線進(jìn)行擬合，研究水基膠的固化過程，提出水基膠“有效固化”的概念，并研究干燥溫度、水基膠玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、固含量、黏度、粒徑等物理性質(zhì)對(duì)固化時(shí)間的影響。研究結(jié)果有助于合理控制水基膠固化時(shí)間，對(duì)快干水基膠的研發(fā)也有參考價(jià)值。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 材料及儀器

主要材料：1、3、4、5號(hào)水基膠為實(shí)驗(yàn)室自制水基膠，2號(hào)為云南中煙工業(yè)有限責(zé)任公司提供的參比膠。合成原料用量及各項(xiàng)物理指標(biāo)的測(cè)定結(jié)果見表1。

表1 樣品水基膠的性能參數(shù)

Tab.1 Physical indexes of water-based adhesive samples

注：乳化劑和增塑劑的用量為單體用量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)，單體用量為膠液總量的質(zhì)量百分比。

主要試劑：乙酸乙烯酯（VAc）、丙烯酸丁酯（BA）、丙烯酸（AA）、過硫酸銨（引發(fā)劑）、檸檬酸三乙酯（增塑劑）、C12-14仲醇聚氧乙烯醚（乳化劑）、聚乙烯醇17-88（PVA）、pH調(diào)節(jié)劑NaHCO3。

主要儀器：OS20-Pro型頂置電動(dòng)攪拌器，大龍興創(chuàng)實(shí)驗(yàn)儀器股份公司；NDJ-8S型數(shù)字式黏度計(jì)，上海菁海儀器有限公司；SHZ-DIIIV型循環(huán)水式多用真空泵，鄭州凱鵬實(shí)驗(yàn)儀器有限公司；DF-101型集熱式恒溫加熱水浴鍋，鞏義市予華儀器有限公司；PHS-3E型酸度計(jì)，上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司；FA2004B型電子天平，鄭州利研儀器設(shè)備有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱，上海一恒科學(xué)儀器有限公司；Q20差示掃描量熱儀，美國(guó)TA公司；ZetasizerNano-ZS90型激光粒度儀，德芮克國(guó)際有限股份公司；KBF240型恒溫恒濕箱，河南捷隆科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 水基膠的制備及物理參數(shù)測(cè)定

在裝有攪拌器、溫度計(jì)、回流冷凝管、恒壓滴液漏斗的四口燒瓶中，加入設(shè)計(jì)量的PVA以及蒸餾水，邊加熱邊攪拌至PVA溶解溫度保溫1 h；降溫加入一定量的乳化劑、混合單體以及引發(fā)劑溶液進(jìn)行預(yù)乳化；0.5 h后升溫至聚合溫度，間歇滴加混合單體以及引發(fā)劑溶液；4～4.5 h滴加完畢后，保溫一定時(shí)間后升溫至較高溫度進(jìn)行抽真空并加入設(shè)計(jì)量的增塑劑；降至一定溫度后加入NaHCO3溶液調(diào)節(jié)乳液pH，攪拌均勻后降溫出料。

黏度按照GB/T 2794—2013進(jìn)行測(cè)定；固含量按照YC/T 188—2004進(jìn)行測(cè)定；玻璃化轉(zhuǎn)變溫度采用差示掃描量熱儀進(jìn)行測(cè)定；粒徑采用激光粒度儀進(jìn)行測(cè)定。

1.2.2 水基膠固化時(shí)間測(cè)定方法

1）紙膠樣品體系制備。裁取4張寬度為5 cm的接裝紙備用；將裁剪后的接裝紙放在鋁盒內(nèi)，置于設(shè)定溫度的烘箱內(nèi)干燥1 h，取出后在干燥皿內(nèi)放至室溫，稱量接裝紙質(zhì)量直至質(zhì)量不變（兩次稱量之差不超過0.5 mg），記為；用3 mL膠頭滴管分別滴加4滴水基膠（涂膠量以均勻鋪滿一定區(qū)域的接裝紙為標(biāo)準(zhǔn)）在接裝紙上，涂布均勻（折合按壓使之均勻）后稱量接裝紙質(zhì)量，記為0。

2）固化時(shí)間測(cè)定。將鋁盒放入設(shè)定溫度的烘箱內(nèi)預(yù)熱（時(shí)間設(shè)定為接裝紙干燥時(shí)間的2倍）后，將涂抹有水基膠的接裝紙放入鋁盒內(nèi)立即開始計(jì)時(shí)，到設(shè)定時(shí)間后將鋁盒取出，置于干燥皿內(nèi)放至室溫，稱量接裝紙質(zhì)量記為n。根據(jù)式（1）、式（2）分別計(jì)算質(zhì)量損失率以及固化率。重復(fù)上述步驟測(cè)定不同干燥時(shí)間下的質(zhì)量損失率和固化率，每個(gè)指標(biāo)重復(fù)測(cè)量2次，取其平均值作為最終測(cè)定結(jié)果。以固化率為因變量、干燥時(shí)間為自變量，利用皮爾模型擬合干燥曲線，然后利用干燥曲線模型計(jì)算固化率達(dá)到設(shè)定值的時(shí)間，即為對(duì)應(yīng)的固化時(shí)間。

式中：為水基膠的固含量。

1.2.3 不同固化程度固化時(shí)間測(cè)定

利用1.2.2節(jié)所建方法測(cè)定不同水基膠在干燥溫度為90、110、130、150、170、190 ℃時(shí)達(dá)到不同固化程度時(shí)對(duì)應(yīng)的固化時(shí)間。

1.2.4 有效固化時(shí)間的測(cè)定方法

通過考察紙膠體系達(dá)到不同固化率時(shí)的黏合程度，以確定紙膠體系達(dá)到有效黏合時(shí)對(duì)應(yīng)的固化率，并計(jì)算有效固化時(shí)間。具體步驟如下：

1）建立黏合效果評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。結(jié)合預(yù)實(shí)驗(yàn)情況將黏合效果分為2類：一類是完全黏合，即涂膠區(qū)域完全干燥，撕揭時(shí)對(duì)紙張的破壞程度達(dá)到100%；另一類是未完全黏合，即撕揭時(shí)紙張部分遭到破壞，涂膠區(qū)域有明顯水基膠未干的痕跡。

2）固化效果評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。根據(jù)1.2.2節(jié)得到的皮爾模型計(jì)算干燥溫度為110 ℃時(shí)樣品固化率分別達(dá)到20%、30%、40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%時(shí)所需干燥時(shí)間；分別制備紙膠體系樣品10張，在110 ℃條件下按擬合時(shí)間對(duì)樣品進(jìn)行干燥后立即進(jìn)行撕揭實(shí)驗(yàn)；根據(jù)10個(gè)樣品的黏合程度評(píng)判結(jié)果分別計(jì)算完全黏合率和未完全黏合率，并估算未完全黏合樣品中未干區(qū)域的面積占比。每個(gè)固化率下的實(shí)驗(yàn)重復(fù)3次。

2 結(jié)果與分析

2.1 干燥曲線及擬合

圖1是4#水基膠在130 ℃時(shí)固化率隨干燥時(shí)間變化的曲線。由圖1可知，隨干燥時(shí)間的增加，固化率呈先急劇后緩慢升高，最后趨于穩(wěn)定的變化趨勢(shì)，其變化趨勢(shì)符合皮爾模型（式（3））的變化特征[26-27]。因此，可以利用皮爾模型對(duì)干燥曲線進(jìn)行擬合。

理論上，水基膠達(dá)到完全固化時(shí)其固化率為100%，因此將K值約束為100%進(jìn)行模型擬合，結(jié)果見表2。模型的R2達(dá)到了0.974，根據(jù)模型得到的不同干燥時(shí)間的預(yù)測(cè)固化率與實(shí)測(cè)固化率的吻合度（圖1）較高，說明皮爾模型可以較好地反映水基膠的固化過程。

利用皮爾模型對(duì)5種水基膠在不同溫度下的干燥曲線進(jìn)行擬合，結(jié)果如表3所示。2均在0.900以上，進(jìn)一步證明皮爾模型能夠較好地?cái)M合水基膠干燥曲線，這為利用皮爾模型預(yù)測(cè)水基膠的固化時(shí)間提供了依據(jù)。

表2 優(yōu)化后模型擬合參數(shù)估計(jì)值

Tab.2 Estimated values of model fitting parameters after optimization

2.2 不同水基膠的固化時(shí)間測(cè)定結(jié)果及分析

5種水基膠在不同溫度下的干燥曲線如圖2所示?？傮w看來(lái)，固化率由急劇變化階段至緩慢變化階段的轉(zhuǎn)折點(diǎn)主要發(fā)生在80%～90%，且干燥溫度越低轉(zhuǎn)折點(diǎn)對(duì)應(yīng)的固化率越低、干燥時(shí)間越長(zhǎng)，即在較低溫度下固化率的變化相對(duì)較為平緩，達(dá)到100%固化需要的時(shí)間較長(zhǎng)。隨著溫度的上升變化逐漸加劇，且2條干燥曲線之間的距離逐漸變小，說明溫度對(duì)水基膠的固化速度影響較大。不同水基膠在同一溫度下干燥曲線的變化趨勢(shì)亦有著一定的差異，說明水基膠自身性質(zhì)與其固化速度也有關(guān)系。

表3 不同水基膠模型參數(shù)及預(yù)測(cè)完全固化時(shí)間結(jié)果

Tab.3 Model parameters and predicted fulling curing time of different water-based adhesives

圖2 不同水基膠在不同溫度下的干燥曲線擬合

2.2.1 水基膠的完全固化時(shí)間

表4為根據(jù)皮爾模型預(yù)測(cè)的不同水基膠在不同溫度下干燥時(shí)固化率達(dá)到100%時(shí)對(duì)應(yīng)的干燥時(shí)間，即完全固化時(shí)間。由表4可知，同一種膠的完全固化時(shí)間隨干燥溫度升高呈快速縮短趨勢(shì)，溫度達(dá)到約170 ℃時(shí)完全固化時(shí)間趨于穩(wěn)定；相同溫度下不同種類水基膠的完全固化時(shí)間也不相同，且差異主要表現(xiàn)在低溫干燥區(qū)域。

2.2.2 水基膠的有效固化時(shí)間

表5所示是針對(duì)樣品2水基膠在干燥溫度為110 ℃時(shí)、固化率對(duì)紙膠體系黏合效果影響的實(shí)驗(yàn)結(jié)果?？梢钥闯觯S著固化率的增加，涂膠區(qū)域完全黏合的樣品占比逐漸升高，且當(dāng)固化率達(dá)到100%時(shí)完全干燥樣品量趨于100%；未完全黏合的樣品比例逐漸減少，且對(duì)應(yīng)的未完全黏合區(qū)域占總涂膠區(qū)域的面積比逐漸降低。當(dāng)固化率達(dá)到70%時(shí)，完全黏合樣品數(shù)占比達(dá)到了83.33%；相應(yīng)地，未完全黏合樣品占比為16.67%，且未完全黏合區(qū)域的面積不足3%。利用其他幾種水基膠對(duì)固化率為70%時(shí)的黏合效果進(jìn)行驗(yàn)證，結(jié)果表明達(dá)到完全黏合的樣品占比均達(dá)到了90%以上。因此，可以認(rèn)為固化率達(dá)到70%時(shí)紙膠體系已達(dá)到有效黏合的程度，故將固化率達(dá)到70%時(shí)的干燥時(shí)間稱為有效固化時(shí)間。

表4 水基膠在不同干燥溫度下達(dá)到不同固化程度的時(shí)間

Tab.4 Time of water-based adhesives achieving different curing degree at different drying temperature s

表5 不同固化率的黏合結(jié)果

Tab.5 Bonding effect of different curing degree

根據(jù)皮爾模型計(jì)算出的不同水基膠在不同干燥溫度條件下的有效固化時(shí)間如表4所示，相對(duì)于完全固化時(shí)間有效固化時(shí)間降低了74.60%～83.70%?？梢姲凑沼行Ч袒瘯r(shí)間控制紙膠體系的干燥過程可以大大縮短干燥時(shí)間。Pearson相關(guān)分析結(jié)果表明，有效固化時(shí)間與完全固化時(shí)間之間呈極顯著正相關(guān)關(guān)系（=0.993，=0.000），說明隨著水基膠種類及干燥溫度的變化兩者具有一致的變化趨勢(shì)。

2.3 影響水基膠固化時(shí)間的因素

以固化時(shí)間為因變量（），溫度（1）、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（2）、黏度（3）、固含量（4）、粒徑（5）為自變量進(jìn)行回歸分析，結(jié)果見表6和見表7。由表6可知，檢驗(yàn)結(jié)果為極顯著（=0.000），且模型的決定系數(shù)為0.967，說明建立的回歸模型可以較好地反映水基膠固化時(shí)間與干燥溫度以及水基膠各項(xiàng)物理指標(biāo)之間的關(guān)系。

表6 模型總結(jié)及檢驗(yàn)結(jié)果

Tab.6 Model summary and F test results

由表7可知，水基膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（2）、黏度（3）、粒徑（5）對(duì)水基膠的固化時(shí)間均有顯著或極顯著影響，且各項(xiàng)水基膠物理參數(shù)與溫度間均存在交互作用，說明不同水基膠固化時(shí)間的差異性與干燥溫度密切相關(guān)。

結(jié)合干燥溫度與水基膠各項(xiàng)物理指標(biāo)之間的交互作用，分析水基膠各項(xiàng)指標(biāo)對(duì)固化時(shí)間的影響，結(jié)果見表8。由表8可知，固化時(shí)間隨固含量升高而降低，且溫度越高變化越明顯；其他3項(xiàng)指標(biāo)對(duì)固化時(shí)間的影響則存在一個(gè)臨界溫度（介于142.7～201.9 ℃）。在臨界溫度以下，固化時(shí)間隨著水基膠玻璃化溫度的升高和粒徑的增大而升高，隨著黏度的增大而降低，且干燥溫度越低影響越明顯。綜合來(lái)看，低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、低粒徑、高固含量、高黏度的水基膠的固化時(shí)間短，具有低溫快干的特點(diǎn)，且干燥溫度越低該優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)得越明顯。這可能是由于玻璃化溫度較低時(shí)，其相對(duì)應(yīng)的最低成膜溫度也較低；粒徑較小的水基膠，可以促進(jìn)乳液成膜，能夠有效降低水基膠乳液的最低成膜溫度與玻璃化轉(zhuǎn)變溫度；而高固含量、高黏度的水基膠，其所含水分較少，在干燥時(shí)水分揮發(fā)較快，達(dá)到有效縮短固化時(shí)間，提升干燥速度的目的。

表7 回歸系數(shù)檢驗(yàn)

Tab.7 Regression coefficient test

表8 各指標(biāo)與溫度間的交互作用分析

Tab.8 Analysis of interaction between index and temperature

3 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)水基膠固化時(shí)間測(cè)定及影響因素研究，結(jié)果表明，水基膠的固化率隨干燥時(shí)間呈先急劇后緩慢升高，最后趨于穩(wěn)定的變化趨勢(shì)，符合皮爾模型描述的基本特征。根據(jù)皮爾模型可以計(jì)算出水基膠干燥至任意固化率所需時(shí)間。干燥溫度是影響固化時(shí)間的主要因素。因干燥溫度不同，固化率由快速升高至緩慢升高階段的拐點(diǎn)出現(xiàn)在80%～90%，且當(dāng)固化率達(dá)到70%時(shí)紙膠體系已基本完成黏合，對(duì)應(yīng)的有效固化時(shí)間相對(duì)于完全固化時(shí)間可縮短74.60%～83.70%。水基膠的自身性質(zhì)對(duì)固化時(shí)間有一定的影響。溫度一定時(shí)固化時(shí)間與水基膠的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、固含量、黏度和粒徑有關(guān)，在臨界溫度以下固化時(shí)間隨著水基膠玻璃化溫度的升高和粒徑的增大而升高，隨著黏度的增大而降低，且干燥溫度越低影響越明顯。

綜合來(lái)看，干燥溫度與水基膠自身性質(zhì)對(duì)固化時(shí)間均有影響，但主要以干燥溫度的影響為主。在干燥溫度一定時(shí)，低玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、低粒徑、高固含量、高黏度的水基膠的固化時(shí)間更短，具有快干的特點(diǎn)。本文樣品只選擇了部分水基膠作為實(shí)驗(yàn)品，沒有對(duì)所有自制水基膠進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，后續(xù)會(huì)對(duì)其他水基膠做進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。此外，本實(shí)驗(yàn)只在實(shí)驗(yàn)室中完成，沒有在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，后續(xù)會(huì)進(jìn)行上機(jī)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證預(yù)期的效果。

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Curing Time Measurement and Influencing Factors of Water-based Adhesives Based on Paper Adhesive System and Drying Mode

CHENG Chuan-ling1, ZHOU Geng-yun1, LI Hong-tao2, ZHENG Li-wen2, GUAN Shi-shuan2, YANG Shuo3, WANG Xiao-bin4, LU Ping5

(1. College of Food and Biological Engineering, Zhengzhou University of Light Industry, Zhengzhou 450000, China; 2. Technical Center, China Tobacco Shandong Industry Co., Ltd., Shandong Qingdao 266101, China; 3. Huaiyin Cigarette Factory, China Tobacco Jiangsu Industry Co., Ltd., Jiangsu Huaian 223001, China; 4. Yuxi Cigarette Factory, Hongta Tobacco (Group) Co., Ltd., Yunnan Yuxi 653100, China; 5. Technical Center, China Tobacco Henan Industrial Co., Ltd., Zhengzhou 450000, China)

The work aims to understand the law of water loss during the curing process of water-based adhesives. The curing time measurement method based on the paper adhesive system and drying mode was established, and the "effective curing" concept of water-based adhesives was put forward. The drying curve of water-based adhesives was fitted with the Peel model, and the drying curves of five water-based adhesives at different drying temperature were studied. The results showed that the Peel model could better fit the drying curve of water-based adhesives. There was an inflection point in the curing rate between 80% and 90%, and the specific position was related to the drying temperature. When the curing rate reached 70%, the paper adhesive system basically completed the bonding, and the corresponding effective curing time could be shortened by 74.60%～83.70% compared with the complete curing time. At constant drying temperature, the curing time of different water-based adhesives was different, and the difference was mainly reflected in the low-temperature drying area. In summary, at constant drying temperature, the curing time of water-based adhesives with low glass transition temperature, small particle size, high solid content, and high viscosity is shorter.

glass transition temperature; viscosity; polymer adhesives; curing time; drying curve

TS206.4

A

1001-3563(2023)15-0202-08

10.19554/j.cnki.1001-3563.2023.15.026

2023?02?15

山東中煙有限責(zé)任公司科技項(xiàng)目（202202010）；紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司科技項(xiàng)目（2021CP02）

程傳玲（1977—），女，博士，副教授，主要研究方向?yàn)榛瘜W(xué)合成與分析。

魯平（1971—），女，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)榫頍煿に嚥牧霞夹g(shù)。

責(zé)任編輯：曾鈺嬋