高阻氧性PET果汁饮料瓶的研究发展趋势(2)

阻隔性树脂

包装工程　PACKAGINGENGINEERINGVol.30No.82009.08

表2　不同相容剂含量下共混物的氧气渗透系数

Tab.2OxygenpermeationcoefficientofPETblended

underdifferentcompatibilizercontents

相形态。实验证明螺杆转速较低时(本试验为70r/min)有利于提高共混物的阻氧性能,过高则阻氧性能下降。

表4,5说明:当温度分布为T1时,其氧气透过率较高,主要是由于温度较低,有些MXD6粒子没有被充分融化而拉伸;在T3时,其氧气透过率偏高;在T2温度分布时,其氧气透过率低于T1和T2时。本试验中,温度分布T2时氧气透过率最低,阻隔性最好。

Y.S.Hu[4]等人研究PET与芳香族聚酰胺MXD6或MXD6212Ⅰ共混,这样可制得高阻气性聚酯薄膜。用间苯二

相容剂PP2g2MAH质量分数/%

05102030

O2渗透系数

/(cm3 mm m-2 d-1 MPa-1)

0.6020.5020.4230.4810.628

甲酸二甲酯-5-磺酸钠作为相容剂,可降低聚酰胺分散相尺寸至100～300nm。热分析表明,聚酰胺对聚酯结晶有成核作用,因此加入增容共混物,可有效抑制聚酰胺的结晶。实验结果表明,在相对湿度43%时%的MXD6或MXD6212Ⅰ0.8cm3 mm/(m2 d

);MXD6的聚酯膜的透

表3　不同转速下混合物的氧气渗透系数

Tab.3OxygenpermeationcoefficientofPETblendedunderdifferentscrewspeed

螺杆转速

/(r min)

708090

O2透过系数

/(cm3 mm m-2 -1-)

0.520

cm3 mm/(m2 d MPa)。在相对湿度85%时,经过双向拉伸混入MXD6的聚酯膜的透氧率可达到0.4

cm3 mm/(m2 d MPa),混入MXD6-12Ⅰ的聚酯膜的透

氧率可达到0.6m3 mm/(m2 d MPa)。

此结果表明:加入芳香族聚酰胺或加入一定量的相容剂以及双向拉伸都有利于提高PET膜的阻氧性。通过原子力显微镜观察到,球状聚酰胺颗粒经双向拉伸变成长径比比较大的分散状,这样能延长气体扩散的路径。加入MXD6比加入

4段275280285

5段270275280

表4　注射机机筒各段的温度分布

Tab.4Temperaturedistributionofthebarreloftheinjectionmachine

温度/℃

T1T2T3

1段150150150

2段250250250

3段265270275

MXD6212I所制得PET膜的阻氧性能好,这是因为,相对于MXD6212Ⅰ而言,MXD6的玻璃化转变温度较低,因此它具有

较大的长径比,其阻气效果就更好。这些结论同样也试用于制备聚酯瓶。

表5　不同温度下混合物的氧气渗透系数

Tab.5OxygenpermeationcoefficientofPETblendedunderdifferenttemperature

2　PET与脱氧剂(OS)共混

活性包装是通过包装使被包装食品与环境相互协调而产生所需的效果,其作用就是改善包装物条件的体系(释放物质、排除或抑制),而延长包装物使用寿命、提高卫生安全性、改善气味和口感特、保证品质不变[5]。活性包装材料的阻隔性主要取决于包装外表面与容积之比,大的表面积或有限的体积比才会有好的效果。因此,脱氧剂主要用于瓶装产品。PET/脱氧剂复合材料是一种活性包装材料,脱氧剂不仅能去除进入

PET瓶中的氧气,还能去除容器顶部的氧气。受气体浓度梯

机筒温度/℃

T1T2T3

O2透过系数/(cm3 mm m-2 d-1 MPa-1)

0.5580.4230.608

表2说明:相容剂含量对共混体系的阻隔性能有较大的影响。当相容剂占MXD6质量分数的10%时,共混体系的氧气透过率明显低于其它共混体系;而当相容剂量占MXD6质量分数低于5%或20%时,氧气透过率明显增高。

表3说明:高转速下氧气透过率比低转速下的氧气透过率要大,这说明由于螺杆转速的增加,剪切速率增大,分散相

MXD6液滴破碎成细小的液滴,剪切速率越大越明显,并且随

度的影响,材料中的溶解氧会逐渐释放到容器中,同样也会被脱氧剂吸收。因此,它能有效防止果汁中维生素C的氧化并抑制果汁褐变,通常保质期内果汁的最大吸氧值为6×10-6～

30×10-6g/g,温度为23℃,相对湿度为50%下,16盎司(1盎

司=31.10g)473mL瓶放置1年后的氧气进入量见图1。

脱氧剂一般由两种成份组成,一种是可氧化的树脂(如

ECHA,EMCM),另一种是引发剂(如钴盐,过渡金属等)[6]。

着剪切速率的增加,体系分散相与连续相的黏度比减小,分散相也容易破裂成小液滴,导致阻隔性能下降。因此,可以根据共混物组分的流变性能,设计相应的剪切速率得到所需的分散

它的反应机理大致有3种:(1)通过食品的湿度而活化;(2)在

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