塑料包装材料性能.ppt

包装材料学第一节塑料包装材料的阻隔性能第一节塑料包装材料的阻隔性能聚合物的阻隔性能实质是阻止渗透物在其内部迁移的能力影响渗透物迁移能力的因素：聚合物的自由体积那么自由体积的大小由何因素决定对阻隔性能又会有何影响？影响塑料包装材料阻隔性能的因素影响塑料包装材料阻隔性能的因素从这个经验公式中可以得出：在一定温度条件下渗透系数是一个恒定的值温度不变薄膜厚度相同的情况下活化能越高渗透系数越小渗透反应速度越慢因此在选择阻隔性包材时活化能较高渗透系数较小的材料最好影响塑料包装材料阻隔性能的因素塑料与渗透物之间的相容性官能团X影响塑料包装材料阻隔性能的因素聚合物的聚集状态3.分子结晶性气体和水蒸气透过结晶性聚合物的扩散能量比非结晶性聚合物高扩散系数小故结晶性聚合物表现出较好的阻气性。在其余条件相同的情况下树脂分子结晶度越高表现出越好的阻隔性能。聚合物的聚集状态对阻隔性能的影响聚合物的物理结构4.分子定向塑料薄膜和容器因成型加工时的拉伸作用而使大分子受到不同程度的定向作用使大分子呈规则分布而排列紧密阻隔性提高。大分子定向程度越高其阻隔性越好原理分析：拉伸使原来的结晶颗粒破碎而变小；另一方面拉伸使大分子取向增加使大分子排列更加规整而有序从而提高结晶度和大分子的排列密度聚合物湿度对阻隔性能的影响5.分子亲水性塑料树脂中具有亲水性能的主要是PVA、PA等薄膜。亲水性树脂由于其强的吸水性而使树脂溶胀分子间距增大而使阻隔性下降（原因：水起到增塑剂的作用增加聚合物的自由体积）。非亲水性聚合物的透湿性几乎不受环境湿度的影响。提高塑料包装材料阻隔性能的方法1）树脂间的复合虽然有些单层薄膜的阻隔性不太好然而进行多层复合以后其复合薄膜的阻隔性也会大大提高这一点从复合薄膜材料阻隔性计算公式中可以看出。复合薄膜材料阻隔性计算公式：1/P=T1/P1+T2/P2+….主要是经过多层复合后薄膜的针孔、晶点造成的缺陷可以被弥补从透过机理上分析:薄膜层数的提高使欲透过的气体的透过路径变得复杂相应也使得气体透过的阻力加大例如：计算在下述多层结构中氧的总渗透性系数（2）普通树脂与中等阻隔树脂性能的复合塑料包装系统中的传质问题：渗透假设包装材料厚度为X气体在高压侧的压强为P1在低压侧为P2气体浓度为C高浓度为C1低浓度为C2根据费克第一扩散定律透气率（单位时间、单位面积的气体渗透量）与浓度梯度成正比可以表示为：K=－D·dc/dx=－D·(C2-C1)/l根据亨利定律在一定温度下水蒸气或气体溶解在包装材料中的浓度C与该气体分压力p成正比即C=Sp式中S为溶解度系数∴K=DS·(P1-P2)/l又∵P=DS（渗透系数P为扩散系数D与溶解系数S的乘积）气体渗透率K也可表示为单位时间t单位面积A上的透过量q来表示即K=q/At塑料包装系统中的传质问题：渗透渗透公式的应用当包装体系温度、分压差和保存时间确定时可计算出物品吸收或放出气体或蒸气的量已知P、A、△p和l估计包装体系中发生物质转移的量达到q时所用的时间即保存期这时q应该是物品损失或得到的水的量或者是某一物品与氧反应的量计算产品在保存期限内与0.005%（g/ml）的氧反应时PET包装的最小厚度（已知包装为500ml的容器面积为400cm2相对湿度为60%的环境中保存期限为6个月）1.区分“应力松弛和蠕变”现象并能列举出生活中哪些问题属于这两种现象2.解释形成光氧化现象的原因在选择光稳定剂时应注意哪些问题3.提高聚合物热稳定性的原因有哪些？4.有两种薄膜复合结构从外向内的结构是PC/EVOH/PP和PP/EVOH/PC试问这两种复合结构哪一种阻隔性能更好为什么？1.30℃下氧在某种未知塑料薄膜中的渗透系数为0.1g·cm·cm-2·s-1·kPa-1估计4℃下氧在这种塑料中的渗透系数。（已知：未知塑料的活化能为40kJ/mol）设计四层复合包装体系要求氧的渗透系数为30g·cm·cm-2·s-1·kPa-1试计算第二层（阻隔层）的厚度