新型有毒環(huán)保聚氯乙烯瓶密封膠的制備及性能研究

新型有毒環(huán)保聚氯乙烯瓶密封膠的制備及性能研究

食品接觸材料對(duì)食品安全有重要影響。劣質(zhì)食品接觸材料雖然不像感染病毒、細(xì)菌那樣對(duì)消費(fèi)者的身體造成立竿見影的危害,但這些產(chǎn)品在長期反復(fù)使用的情況下,有毒有害物質(zhì)會(huì)遷移到食物中,通過食用積累導(dǎo)致慢性中毒,對(duì)兒童和青少年的成長發(fā)育尤其不利。自從2005年10月份有毒致癌PVC保鮮膜風(fēng)波,尤其是2007年6月,蘇黎世州檢驗(yàn)中心(KantonalesLaborZürich)在對(duì)亞洲食品進(jìn)行檢測后,對(duì)包括中國“老干媽”在內(nèi)的10種亞洲食品實(shí)施禁售以來,PVC包裝材料的安全性問題越來越引起人們的關(guān)注。其中,含有有毒增塑劑的PVC墊圈是導(dǎo)致多個(gè)亞洲產(chǎn)品被禁售的“罪魁禍?zhǔn)住?所以急需采用新材料、新技術(shù)、新工藝開發(fā)新型環(huán)保聚氯乙烯瓶蓋密封膠。本研究以新型環(huán)保增塑劑為原料,通過對(duì)穩(wěn)定劑、發(fā)泡劑和表面活性劑等助劑的篩選及配方的優(yōu)化;在保證密封膠粘度及其穩(wěn)定性的條件下,實(shí)現(xiàn)了四旋蓋用密封膠的無毒化和低成本化,同時(shí),對(duì)影響瓶蓋密封膠穩(wěn)定性因素進(jìn)行了較為系統(tǒng)的討論,為穩(wěn)定PVC瓶蓋密封膠的實(shí)際生產(chǎn)提供了合理的理論依據(jù)。1實(shí)驗(yàn)1.1試劑與儀器聚氯乙烯糊樹脂(PVC),CPM-31,聚合度1230~1430,湖南華湘化工有限公司;聚氯乙烯糊樹脂,R1069、WP62GP,聚合度1800±300、700±150,上海氯堿化工股份有限公司;聚氯乙烯糊樹脂,P450,聚合度1000±150,天津渤天化工有限責(zé)任公司;增塑劑,ATBC,東莞凱基化工有限公司;增塑劑,DOTP,廣東天耀進(jìn)出口集團(tuán)有限公司;碳酸鈣,1250目,江西省高峰化工礦業(yè)發(fā)展有限公司;硅油,50η、100η、350η,廣州時(shí)盛化工有限公司;吐溫-80,分析純,天津市大茂化學(xué)試劑廠;降粘劑,廣州斗門化工有限公司;其余助劑均為市售。1.2pvc密封膠的制備將PVC糊樹脂、增塑劑、穩(wěn)定劑按照一定配比稱量好后,將增塑劑倒入小馬口鐵罐中,并將其固定在高速分散機(jī)上,調(diào)整轉(zhuǎn)速為240r/min,依次添加PVC樹脂和穩(wěn)定劑,待加料結(jié)束后繼續(xù)攪拌5min,直至樹脂完全浸潤,將轉(zhuǎn)速調(diào)為1000r/min,分散8~10min制得PVC密封膠。1.3pvc薄膜密封膠的檢測PVC瓶蓋密封膠的粘度及穩(wěn)定性評(píng)定是將配好的密封膠放入溫度為(25±0.5℃)的恒溫水浴鍋內(nèi),恒溫1h后測試其初始粘度,并分別測試其放置1至10天每天的粘度,測定條件均為為25±1℃、恒溫1h。PVC瓶蓋密封膠加工性能評(píng)定是采用上海通統(tǒng)輕工機(jī)械有限公司GT2P8瓶蓋成型注膠機(jī)檢測。PVC瓶蓋密封膠的理化性能評(píng)定按照GB/T5009.67-2003測試;衛(wèi)生性能評(píng)定分別送國家食品質(zhì)量安全監(jiān)督檢測中心、廣州SGS檢測中心及貴州省理化測試分析研究中心對(duì)比檢測分析。2結(jié)果與討論2.1pvc糊樹脂原料的篩選PVC糊樹脂是配制瓶蓋密封膠的主體材料,不同生產(chǎn)廠家生產(chǎn)的PVC糊樹脂因其聚合度、樹脂顆粒形貌、分子量分布都不同,配制的瓶蓋密封膠穩(wěn)定性能也不同,因此在制備瓶蓋密封膠時(shí)應(yīng)篩選合適的PVC糊樹脂原料。分別采用了4種PVC糊樹脂原料制備瓶蓋密封膠,結(jié)果發(fā)現(xiàn),聚合度越大,顆粒形狀越規(guī)則,分子量分布越窄的PVC糊樹脂配制的密封膠性能越穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及其結(jié)果見圖1。2.2增塑劑的用量增塑劑是配制增塑糊的關(guān)鍵組份,其用量、化學(xué)結(jié)構(gòu)和溶劑化能力對(duì)PVC密封膠的粘度及其穩(wěn)定性有重要的影響。增塑劑的有效極性基團(tuán)數(shù)目與密封膠的粘度及其穩(wěn)定性密切相關(guān),不同種類的增塑劑,有效極性基團(tuán)數(shù)目不同,制備的密封膠穩(wěn)定性能也有差異。增塑劑中有效極性基團(tuán)數(shù)目越多,密封膠的初始粘度值越大,穩(wěn)定性越差。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及其結(jié)果見圖2。2.3碳酸鈣對(duì)密封膠粘度穩(wěn)定性的影響在密封膠中添加碳酸鈣,主要作用是為了降低成本。不同PVC樹脂基料制備的密封膠,其穩(wěn)定性受碳酸鈣影響的程度不同,粒徑呈單峰窄分布的離散初級(jí)粒子型糊樹脂配制的密封膠粘度穩(wěn)定性受碳酸鈣的影響很大,粒徑呈雙峰分布的次級(jí)粒子疏松型樹脂配制的增塑糊粘度穩(wěn)定性受碳酸鈣的影響小,并且隨碳酸鈣含量的增加,密封膠的初始粘度逐漸增大,粘度穩(wěn)定性逐漸變差。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及其結(jié)果如圖3、圖4所示。2.4c樹脂顆粒表面結(jié)構(gòu)的優(yōu)化表面活性劑均是由極性和非極性兩部份構(gòu)成,將其加入PVC瓶蓋密封膠體系中,其極性部份能優(yōu)先吸附在PVC樹脂顆粒表面上,另一部分長鏈分子進(jìn)入增塑劑介質(zhì)中,從而在PVC樹脂顆粒表面形成一層分子膜,形成的吸附膜層屏蔽了PVC樹脂顆粒的表面極性,減弱增塑劑對(duì)樹脂顆粒的滲透作用和溶劑化作用,有效阻止PVC樹脂顆粒并聯(lián)在一起,達(dá)到穩(wěn)定密封膠的目的。不同的表面活性劑,因其分子結(jié)構(gòu)和分子量大小不同,所以對(duì)增塑糊穩(wěn)定性的影響效果也不同,并且密封膠穩(wěn)定性能與表面活性劑的用量相關(guān),當(dāng)表面活性劑的含量小于某一值時(shí),隨表面活性劑用量的增大,密封膠的穩(wěn)定性越好,當(dāng)表面活性劑的含量大于某一值時(shí),隨表面活性劑用量的增大,密封膠的穩(wěn)定性越差。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及其結(jié)果如圖5所示。3密度對(duì)pvc樹脂穩(wěn)定性的影響(1)聚合度較大的PVC糊樹脂配制的密封膠,穩(wěn)定性能相對(duì)較好;(2)增塑劑的極性越小,配制的密封膠穩(wěn)定性能越好;(3)碳酸鈣對(duì)密封膠穩(wěn)定性的影響與PVC樹脂原料相關(guān),采用粒徑呈雙峰分布的次級(jí)粒子疏松型樹脂配制的密封膠受碳酸鈣影響相對(duì)較小;(4)添加表面活性劑可以提高密封膠的穩(wěn)定性能,但是其添加量有