Barijerna svojstva PVDC filmova

1.1 Plastifikator

Prilikom obrade PVDC smole obično se dodaju plastifikatori kao što su epoksidirano sojino ulje, n-butil sebakat i tributil citrat. Kada se kopolimeri proizvode ili modificiraju, dodani plastifikator će povećati polimerni lanac i smanjiti svojstva barijere. Koeficijent rastvorljivosti i koeficijent difuzije su glavni faktori koji utiču na PVDC smolu. Nizak koeficijent rastvorljivosti ukazuje da samo neki molekuli mogu da difunduju unutar određenog vremenskog perioda; nizak koeficijent difuzije ukazuje da je mobilnim molekulima teže proći kroz matricu kopolimera. Kada se promijeni količina tečnih aditiva, koeficijent difuzije će se također jako promijeniti, ali će se koeficijent rastvorljivosti promijeniti vrlo malo. Kada se poveća količina upotrijebljenih tekućih aditiva, molekularna penetracija PVDC polimera će se eksponencijalno povećati. Iz krivulje promjene doze plastifikatora i barijera PVDC smole može se vidjeti da će se na 25 stupnjeva C, kada se maseni udio n-butil sebakata poveća za 1,5%, molekularna penetracija PVDC smole povećati za 1 puta.

1.2 Modifikacija aditiva

Prilikom obrade PVDC smole dodaju se aditivi kao što su kopolimer etilen-akrilne kiseline i kopolimer etilen-vinil acetata kako bi se smanjila stopa stvaranja tačaka karbonizacije i kristalnih tačaka i poboljšala brtvljenje i fleksibilnost filma. Kopolimer etilen-vinil acetata obično koristi sorte vinil acetata sa relativnom molekulskom masom od 10×103, masenim udjelom od 25% i indeksom taljenja od 5 do 8. Ova vrsta pomoćne obrade ima veliku relativnu molekularne mase, ne samo da ima loša svojstva barijere, već i smanjuje kristalnost smole i smanjuje svojstva barijere filma. Stoga, tokom prerade, količinu dodanih aditiva treba naučno prilagoditi. U normalnim okolnostima, treba ga kontrolisati na oko 0,3% do 5% mase PVDC smole.

1.3 Temperatura polimerizacije

  Temperatura polimerizacije će uticati na distribuciju, strukturu sekvence i relativnu molekulsku težinu PVDC smole. Tokom procesa polimerizacije, kada se temperatura polimerizacije poveća, relativna molekulska težina PVDC polimerne smole će se smanjiti. Tokom reakcije polimerizacije slobodnih radikala, prosječna relativna molekulska težina polimera je u negativnoj korelaciji sa temperaturom polimerizacije. Povećanje temperature polimerizacije učinit će relativnu distribuciju molekulske težine smole širom, čime će se smanjiti svojstva barijere i čvrstoća smole. Iako niskotemperaturna polimerizacija može prevazići nedostatak smanjene molekulske mase, njena efikasnost polimerizacije je relativno niska, što ne doprinosi poboljšanju ekonomske efikasnosti proizvodnje. U stvarnom procesu obrade i proizvodnje bira se proces polimerizacije bez zagrijavanja, a temperatura polimerizacije zagrijavanja se obično kontrolira u rasponu od 30 do 80 stepeni.

2.1 Propustljivost PVDC filma na vlagu

Ključni pokazatelj za procjenu zaštitnog učinka ambalažnog materijala za sadržaj je propusnost materijala za pakovanje vlage. U industrijskoj proizvodnji, materijali za pakovanje sa visokom barijerom za vlagu obično se odnose na filmske materijale sa propusnošću vlage od oko 5 g/(m2·24 h) i debljinom od oko 25 μm; filmski materijali za zaštitu od vlage odnose se na filmske materijale sa propusnošću vlage od 5 do 20 g/(m2·24 h); Materijali za pakovanje sa niskom barijerom vlage odnose se na filmske materijale sa propusnošću vlage većom od 20 g/(m2·24 h). Propustljivost na vlagu PVDC filma debljine oko 40 μm obično je oko 3,5 g/(m2·24 h), što je ambalažni materijal visoke barijere za vlagu. Svojstva barijere vlage samog materijala mogu obezbijediti efikasnu zaštitu od vlage za sadržaj, a PVDC se može dodati u ambalažu kako bi se poboljšala svojstva izolacije od vlage ambalaže.

2.2 Propustljivost zraka PVDC filma

  Molekularna difuzija je glavni mehanizam utjecaja plina na materijale, odnosno pod uvjetima visokog tlaka, molekule plina će se otopiti u materijalu i difundirati iz područja visoke koncentracije materijala u područje niske koncentracije sve dok se potpuno ne desorbiraju na strani niskog pritiska. Stoga, rastvorljivost i difuziona svojstva gasa u materijalu uglavnom zavise od propusnosti gasa za materijal. Propustljivost kiseonika PVDC filma debljine oko 40 μm obično je manja od 15 cm3/(m2·24 h·atm), tako da ima odlična svojstva gasne barijere.

2.3 Barijerna svojstva PVDC filmova

Svojstvo barijere filma odnosi se na barijeru materijala filma prema vodenoj pari, tekućinama, mirisima i plinovima malih molekula. Koeficijent propusnosti je osnovni pokazatelj za ocjenu barijere performansi plastike. Što je manji koeficijent barijere filma, to je jači učinak barijere. Barijerni polimeri koji se trenutno pominju u industriji obično se odnose na kopolimere sa koeficijentom propusnosti kiseonika ispod 3,8 cm3·mm/(m2·24 h·MPa), koji mogu zadovoljiti različite potrebe industrijske proizvodnje i pakovanja. Koeficijent propusnosti kisika PVDC polimera je 1,2 cm3·mm/(m2·24 h·MPa), što u potpunosti može zadovoljiti zahtjeve barijernih polimera za barijere za kisik i plin od ugljičnog dioksida.

2.4 Otpornost na visoke temperature PVDC filma

Tokom procesa sterilizacije hrane, pritisak i temperatura u kotliću za sterilizaciju su obično relativno visoki, a vrećice za pakovanje je potrebno nekoliko puta poprskati i natopiti vodom prije pakiranja. Upotreba folija sa slabom propusnošću vlage često uzrokuje kvarenje hrane. Istovremeno, kako se čvrstoća prianjanja i barijerna svojstva sloja isparavanja filmskog materijala smanjuju, stepen kvarenja sadržaja će se dodatno pogoršati. PVDC film ima jaku otpornost na visoke temperature i svojstva barijere. I dalje može zadržati visoke barijere nakon sterilizacije na visokim temperaturama i pogodan je za sve vrste ambalaže za hranu, posebno za mikrovalnu ambalažu za hranu.

2.5 Stabilnost barijere u različitim uslovima okoline

  U poređenju sa EVOH i PAN, PVDC ima male promene u svojstvima barijere u različitim uslovima vlažnosti okoline. Čak iu okruženjima s visokom vlažnošću i regijama s više kišnog vremena, PVDC film i dalje može zadržati jaka svojstva barijere. Osim toga, prilikom pakiranja hrane s visokom vlagom, PVDC film ne samo da ne upija vlagu, već i održava stabilna svojstva barijere, omogućavajući upakovanoj robi da se čuva dugo vremena.