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PVDC 材料的特性及其应用

浏览量:125 时间:2024-01-04

PVDC 材料的特性及其应用

PVDC由于其特殊的结构,它对氧、水蒸气、二氧化碳等气体具有相当好的阻隔性,PVDC还具有较好的化学稳定性,良好的热收缩性,良好的耐油脂性等特殊的性能[30]。PVDC阻隔材料是目前对氧、水汽的阻隔性能最优,化学稳定性最好的材料,具有优良的热收缩性能,广泛应用于各种食品、药品、化妆品以及对氧和水汽阻隔有很高要求的精密仪器、军工材料等物品的包装

PVDC由于其对城的分子结构和疏水基氯的存在,能阻止氧气的渗透率不随湿度而改变,在相同的外界条件下,PVDC的阻水性能是最好的,能够保持食品中的水分以此来保持产品独特的风味和新鲜的口感。PVDC的低透氧率能够防止食品发生氧化变质保持食品的香味以及防止不良气味的进入,低透水率能够防止产品失水、口感变差、在潮湿的地区变质,PVDC由于其特殊的结构还耐

高温杀菌,最高可耐140℃的高温,此外PVDC还耐油、耐有机溶剂并且耐候性优异,此外,PVDC还可用作纤维,用VDC—VC共聚树脂制作的纤维,具有耐磨性好、强度高、阻燃性等优点,用VDC—AN共聚树脂纤维做成的织物,具有优良的阻燃性,极限氧指数能够高达26以上。在工业领域,一些对防腐及耐有机溶剂要求较高的零件会设备也常用PVDC树脂来制作。同时,PVDC还可用

作船舶、运输、槽车、油罐、钢管的防腐涂层,VDC的共聚物乳液渗入水泥中可增加水泥的强度,PVDC树脂还可用来制造血浆袋、热敏记录材料、服装标签以及磁记录材料的粘结剂等。


PVDC 与 PAN 和 EVOH有所不同,PVDC 的阻隔性不随环境相对湿度的变化而发生变化,即使是在高湿度的环境中 PVDC 仍然能够体现它的阻隔性,并且高温杀菌后 PVDCA 的阻隔性不发生变化,所以 PVDCA 是食品外包装材料合适的选择,并且还很适合用于微波食品的包装[34]。


1.2 PVDC 主要采用的聚合工艺

1.2.1 悬浮聚合[35]

采用悬浮法生产 PVDC 树脂,反应速率稳定,易散热,可以制得 VDC 含量很高的树脂,而且单体和水溶性添加剂的残留量很少,其性能由于乳液聚合的树脂,被广泛应用有高阻隔性能的膜具和食品保鲜膜等,其缺点是反应时间长,熟知的分子量分布很宽,并且分子量难以做高。采用悬浮法生产 PVDC 的生产操作工艺是一般先将软水、引发剂、分散剂以及辅助助剂按配比加入反应釜中就,加入一定比例的 VDC 和 VC 单体。先进性冷搅拌,然后升温到一定的温度进行聚合,当系统压力下降到一定的值时家终止剂结束反应。没有进行反应的单体经吸收提纯后可以重新使用。

1.2.2 乳液聚合[36]

乳液聚合一般是以无机过硫酸盐和偶氮二异丁氰为引发剂。先将软水、乳化剂、引发剂一次性投入到反应釜中,用氮气置换空气合格后,将 VDC 和 VC按一定的比例投入到反应釜中,在一定的温度下反应 3-4 个小时后补加一定量的 VDC 单体,但聚合体系中的压力降到一定范围时终止反应进行脱析。

1.7 预乳化工艺[37]

预乳化工艺是是在预乳化釜中进行的,先将去离子水加入到乳化釜中,然后加入乳化剂,在乳化釜中进行搅拌,使得乳化剂溶解,再将单体缓慢的加入到乳化釜中,即可以得到较稳定的单体的预乳化液。

预乳化工艺有一下几个特点:

(1)若不采用预乳化工艺,而是直接将单体滴加到体系中,这些单体会在搅拌的作用下形成单体珠滴这些单体珠滴就会从水相中吸附乳化剂,也会从邻近的乳胶粒上抢夺乳化剂,这样会使得乳液的稳定性降低,易产生凝胶,甚至导致破乳。进行预乳化之后单体在进入反应釜之前就已经形成珠滴,并在其表面吸附了一层乳化剂,哎反应釜中不会再进一步吸附乳化剂,所以预乳化工艺可以是聚合体系更加稳定,减少破乳现象的产生。

(2)若不进行预乳化工艺,在乳液聚合第二阶段的末期水相中乳胶粒总表面积趋于最大,此时乳化剂在乳胶粒表面的覆盖率达到最小,使得乳液稳定性下降到最低,很容易破乳。但是若采用了预乳化工艺,就提高了乳化剂在乳胶粒表面的覆盖率,使得乳液体系更加稳定。

(3)若不采用预乳化工艺,直接将乳化剂加入到反应体系中,会使得体系中局部乳化剂过浓,在局部导致新的乳胶粒的产生,导致乳胶粒尺寸分布变宽或者出现双峰分布,这会影响胶乳的性能,若采用预乳化工艺,则乳化剂被吸附在单体液滴表面,且分散的比较均匀,不存在形成胶束或者形成新的乳胶粒的情况。

(4)采用预乳化工艺可以有效地控制乳胶粒的尺寸。

(5)在采用混合单体共聚的时候,预乳化可以使得单体混合均匀,有利于乳液聚合正常进行并且使得共聚物的组成均一。

1.8 本论文研究的意义和目的

随着经济的不断发展和人民生活水平的不断提高,人们对生活质量要求越来越高,对生活各方面的要求在不断地提高。PVDC 是一种韧性强阻、隔性高以及热收缩性、化学稳定性和低温热封良好的一类具有很多优异性能的塑料。被国际国内公认为是最为适合的理想的包装材料,在包装行业独树一帜,尤其是其阻氧、阻湿、耐酸、碱和耐许多化学溶剂等优异性能。传统的包装材料的

性能远远比不上 PVDC、不能像 PVDC 一样这几种优异的性能都同时具备,并且环境对于 PVDC 的阻隔性能的影响很小。

我国国内的药品包装材料行业整体技术水平不高,并且档次偏低,远远落后于发达的国家,然而国外的 PVDC 工业发展迅速,却一直处于垄断阶段。在二战期间 PVDC 主要是用于军用品的包装,50 年代中叶没过才开始推向民用,作为食品的保鲜膜至今仍然很盛行。在德国,80%药品采用的是 PVC 或者PVDC 高阻隔包装材料,而在国内不到这种材料的使用比例不到5%。

国内由于国外的技术垄断,包装领域的企业规模偏小、新产品的科研经费投入不足、科研的前瞻性不够等问问严重影响和制约着国内包装行业材料的发展和质量。国内 PVDC 胶乳的生产技术远远落后于发达国家,一直没有高附加值、高技术含量的产品填补国内的空白。开发 PVDC 胶乳不仅仅可以减少污染,改善环境,而且积极响应国家节能减排的号召。

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