多組分聚合物的聚合物的阻隔性
化學(xué)先生 / 2019-09-21
聚合物的阻隔性是指 聚合物制品對小分子氣體、 液體、水蒸氣、香料及藥味等的屏蔽能力。用于表征聚合物阻隔能力大小的指標(biāo)為透過系數(shù)。塑料的透過系數(shù)越小，說明其阻隔能力越高。實際運用中最?？紤]的是材料對H2O、CO2、O2、汽油等小分子的阻隔性?？梢詫⑿》肿訉酆衔锏臐B透過程分為四個階段:①小分子吸附于聚合物表面:②小分子溶解于聚合物中:③小分子以一定的濃度梯度通過聚合物: ④小分子在聚合物的另表面解吸。 凡是可以延緩其中任何一個過程發(fā)生的因素都有利于提高聚合物的阻隔性。
聚合物在一定外界條件 下對小分子氣體和液體的阻隔能力取決于其分子結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)。不同極性的小分子在不同極性聚合物中的透過情況差異較大，如水分子容易透過具有親水鏈段的聚酰胺(PA) 和乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)，但非極性的苯及汽油等卻難以透過這兩種聚合物。反之，苯和汽油等容易透過聚烯烴類非極性聚合物，而水分子卻很難透過該類聚合物。此外，聚合物的聚集態(tài)越緊密、越有序，其阻隔性越好。一股來說，結(jié)晶和取向有利于提高聚合物的阻隔性。聚酰胺、聚蓁二甲酸乙二醇酯(PEN)、 乙烯和乙烯醇的無規(guī)共聚物(EVOH)和聚偏氯乙烯(PVDC)等幾種聚合物因為具有特殊的鏈段結(jié)構(gòu)可以作為阻隔性樹脂，下面簡單作以介紹。
(1) PA PA是使用較多的阻隔性聚合物，但不同品種的PA的阻隔性有較大差別，近年來各種高阻隔性PA相繼出現(xiàn)。日本東洋紡織(Toyobo) 公司于1976年成功開發(fā)了高阻隔性聚酰胺樹脂MXD6:；Du Pont公司20世紀(jì)80年代，也先后開發(fā)出阻隔性能優(yōu)良的改性PA 6/PA 66共聚物(牌號Selar RB)和無定形共聚聚酰胺Se-larPA.此外，瑞士伊姆士公司、日本字部興產(chǎn)和Allied chemical公司等相繼開發(fā)了各種高阻隔性的聚酰胺樹脂。和其他阻隔性聚合物相比，高阻隔性聚酰胺具有低溫和高溫使用性能優(yōu)異，力學(xué)性能好，在高溫、高濕度條件下其阻隔性優(yōu)于EVOH和PVDC,以及價格較低的特點。因此，它作為高阻隔性材料越來越得到了廣泛的應(yīng)用。
（2) EVOH EVOH是乙烯與乙烯醉的無規(guī)共聚物，是一種鏈?zhǔn)椒肿咏Y(jié)構(gòu)的結(jié)晶性聚合物，是目前阻隔性最好的一種材料。它可以有效阻隔氧氣、二氧化碳和其他氣體的滲透，在確保食品鮮味、風(fēng)味的同時能明顯延長食品的貨價壽命與儲存期，可廣泛用于食品的包裝。EVOH樹脂中極性乙烯醇鏈的存在使得它對烴類等非極性溶劑具有良好的阻隔性，非極性乙烯鏈端的存在有助于提高其對水等極性溶劑的阻隔性。EVOH樹脂還可用于化工溶劑、醫(yī)藥及化妝品、電子產(chǎn)品的包裝，對氣體與有機溶劑也具有良好的阻隔性。EVOH與其他樹脂共混和復(fù)合才能制得性能優(yōu)異的包服材料。董陽干與EVOH共治復(fù)合的樹脂有PE、PA、 PET、PP等。
⑶PEN PEN站由站溫中酸與總?cè)砭幑┑降睦镉?，它與PET紡構(gòu):額、村氨壞題比系環(huán)更大的其相分產(chǎn)結(jié)構(gòu)，放分戶情閘行病，更基平國分布，旋用E器中具有以下優(yōu)點:①氣體阻屆性好(約基PET的5倍);②能吸收383nm 口波長的最外線，可避免因紫外線輔射引起的食物查質(zhì):③玻璃化溫度高:耐熱性好④的化學(xué)藥品性好、由手PEN所具有的優(yōu)異特性，使其成為各類飲料，食品。調(diào)頭品、化妝品及藥品等的理想包裝材料，
還有與之結(jié)構(gòu)相近的聚合物聚基二甲酸丙二醇酶(PTN), 棚介紹:印度Futur聚脂公司新開發(fā)了一種采用PET和PTN混料制造的塑料瓶。PTN樹脂是CorterrsPTT公司得到丁殼牌化學(xué)公司的技術(shù)轉(zhuǎn)讓后、面向市場出售的一種新型樹脂。據(jù)稱這種PTN樹脂的CO2阻隔性比PET高出18倍，比PEN的CO2阻隔性高出3.5倍另外。PTN柯脂對Oz的阻隔性能高出PET樹脂9倍，大約是PEN樹脂O2阻隔性的2倍。應(yīng)用PET和PTN混料加工出的0.5L吹塑瓶，其CO2阻隔性是PET瓶的2倍。PTN柯脂同樣具有熱穩(wěn)定性，該種材料加工的塑料瓶放置在巴氏殺菌條件下(60°C、30min以上)不會開裂。Futura聚酯公司宣稱，PET/PTN啤酒瓶的加工成本與玻璃瓶的成本相當(dāng)。
(4) PVDC PVDC阻隔性能極佳，具有阻燃、透明、耐油、耐化學(xué)藥品好的特點。以PVDC為阻隔樹脂的復(fù)合材料，在隔味保香、隔水防潮、隔油防透、延長食品貨架壽命等方面具有優(yōu)良性能。但PVDC存在成本商、單體殘留與材料回收等方面的問題。
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