溶剂分子在双向拉伸聚丙烯薄膜中的吸附扩散行为研究

发布时间：2020-08-14 08:39

【摘要】：食品软包装内的溶剂残留问题是近年来食品行业和包装行业的热点问题,它关系着食品安全和消费者的健康。食品软包装的溶剂残留主要源于包装企业印刷塑料软包装所使用的油墨以及塑料复合所使用的聚氨酯胶黏剂。因此研究溶剂分子在食品软包装薄膜中的吸附扩散行为对软包装材料的生产具有理论指导意义。双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP)是食品软包装最常用的材料之一,并且常作为复合膜印刷层。本文以实验室研究制得的两种BOPP薄膜(未改性BOPP薄膜和纳米SiO_2改性BOPP薄膜)为评价对象,搭建自制的渗透气室+GC测试设备,建立溶剂分子扩散系数、渗透系数和溶解度的测试方法,探究单一溶剂或双组份混合溶剂在BOPP薄膜上的吸附扩散行为,揭示薄膜微观结构(结晶度)对小分子溶剂吸附-扩散行为的影响,验证纳米二氧化硅对聚丙烯进行纳米改性、降低薄膜中溶剂残留的可行性,为生产更加符合食品安全的软包装材料提供理论指导。实验结果表明,对于乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙醇、异丙醇、丙酮、丁酮溶剂分子,它们在改性BOPP薄膜的渗透参数(扩散系数、渗透系数和溶解度)均小于未改性BOPP薄膜;对于具有相同官能团的溶剂分子,渗透参数随着碳原子数的增加而增加;不同极性的溶剂分子,它们的渗透参数随着分子极性的增大而减小。溶剂分子在改性BOPP薄膜的渗透参数小于未改性BOPP薄膜的原因在于:改性BOPP薄膜中存在一个高结晶度的致密层,该层使得溶剂分子难以渗入;纳米二氧化硅改性BOPP薄膜的结晶度较未改性薄膜提高了3.7%,纳米二氧化硅粒子促使在聚丙烯基体中形成众多具有小尺寸的晶粒,这些晶粒形成了网状纤维束结构,使得溶剂分子扩散路径曲折,更加提升了薄膜对溶剂分子的阻隔性。在乙酸乙酯为主体的双组份混合溶剂中,当乙酸乙酯与极性较大的溶剂乙醇或丁酮混合时,乙酸乙酯的渗透参数减小;当乙酸乙酯与极性较小的乙酸丁酯混合时,乙酸乙酯的渗透参数增大。
【学位授予单位】：北京印刷学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ325.14;TB383.2

【参考文献】

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本文编号：2792790