如何改善共聚树脂在食品包装中的阻隔性能?


改善共聚树脂在食品包装中的阻隔性能,可从调整共聚树脂的配方、改进加工工艺以及采用涂层和复合技术等方面入手,具体方法如下:

一、调整共聚树脂配方

选择合适的共聚单体:通过引入具有特定性能的共聚单体来改善阻隔性能,例如,在聚乙烯(PE)树脂中引入乙烯醇(VA)单体形成乙烯 - 乙烯醇共聚物(EVOH),EVOH具有极佳的气体阻隔性能,能有效阻挡氧气等气体进入包装内部,延长食品保质期。

优化共聚比例:精确控制共聚单体的比例可使树脂性能达到良好状态。以聚丙烯(PP)和乙烯进行共聚为例,调整二者的比例可以改变树脂的结晶度和分子链结构,当比例适当时,能提高树脂对水汽和气体的阻隔能力。

添加功能性助剂:在共聚树脂中添加特定的助剂可增强阻隔性能,如添加纳米黏土等填料,纳米黏土片层在树脂中能形成曲折的路径,阻碍气体和水汽的渗透,从而提高阻隔效果,还可以添加受阻胺光稳定剂(HALS),它不仅能提高树脂的耐光老化性能,还能在一定程度上改善树脂的阻隔性能。

二、改进加工工艺

优化成型工艺参数:在吹塑、挤出等成型过程中,合理调整温度、压力、速度等参数对阻隔性能影响显著。以吹塑成型为例,适当降低吹塑温度,能使树脂分子链排列更紧密,提高制品的阻隔性能。

采用双向拉伸工艺:对共聚树脂薄膜进行双向拉伸,能使分子链在两个方向上取向排列,增加分子链的规整性和结晶度,从而提高薄膜的阻隔性能,如双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜,相比未拉伸的 PP 薄膜,对氧气、水汽等的阻隔能力大幅提高。

控制结晶过程:通过控制冷却速度等工艺条件,调节共聚树脂的结晶度和晶体结构,例如,在生产聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)包装时,采用合适的冷却速率,使PET形成适当的结晶度,可提高其对二氧化碳等气体的阻隔性能。

三、采用涂层和复合技术

表面涂层处理:在共聚树脂包装材料表面涂覆具有良好阻隔性能的物质,如涂覆硅氧化物涂层,可在包装表面形成一层致密的无机阻隔层,有效阻挡氧气和水汽。此外,涂覆水性阻隔涂层也能提高包装的阻隔性能,同时还具有环保、无毒等优点。

多层复合技术:将不同性能的材料通过复合工艺制成多层结构,可充分发挥各层材料的优势,提高整体阻隔性能,如采用PE/EVOH/PE”三层复合结构,利用EVOH的高气体阻隔性和 PE 的良好加工性能及机械性能,使复合包装材料具有优异的综合阻隔性能。

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