高阻氧性PET果汁饮料瓶的研究发展趋势(3)

阻隔性树脂

张卉子等　高阻氧性PET果汁饮料瓶的研究发展趋势

李小俊[13]等人采用熔融插层法制得均匀的PET/MMT纳米复合材料。首先将充分干燥的PET树脂、大分子分散剂、有机化MMT按一定比例在高速搅拌机中混合均匀,再用双螺杆挤出机熔融共混、造粒,制得母料;然后将充分干燥的母料、PET树脂混匀,再经过双螺杆挤出机熔融共混、造粒,制得PET/

MMT纳米复合材料。MMT对PET阻隔性能的影响见表7。

表7　加入不同量MMT材料PET的氧气透过系数

图1　PET瓶放置1年后的氧气进入量

Tab.7Oxygenpermeationcoefficientunder

differentPET/MMTratios

Fig.1OxygenpermeationofPETin1year

试样组成(质量分数)

O2透过系数/(10-3 cm3 m-2 Pa-1 d-1)

4.063.622.632.25

杀菌过程中综合湿度和温度而活化,从而发挥作用;(3)利用紫外线辐射激发而活化。脱氧剂不能无限期地发挥吸氧作用,其寿命有一定的期限,当维持氧化反应的催化剂全部消耗,就丧失了吸氧性[7]。

AmocoPolymers公司生产了添加氧清除剂Amosorb3000树脂,目前,PET瓶上[8]。Honeywell,2%(质量分数),,阻隔性能

100%PET99%PET/1%MMT97%PET/3%MMT955T

“新型改性PET树脂系列的研制和应用”的资助下,北京崇高纳米科技有限公司开发了一项专利技术,完成了商标为纳米马牌的蒙脱土改性PET树脂的批量生产,现已投放市场。这种新型的层状硅酸盐/

PET改性纳米树脂,主要用于PET工程塑料、高阻隔性包装

可达到玻璃的水平

[9]

。M&G的产品ActiTUF树脂添加有氧

清除剂,应用时无须对现有的PET瓶生产设备改装或者增加新的投资[10]。Constar公司已经制造了单层阻隔体系塑料瓶,商品名为Monoxbar,可作为食品及饮料的包装容器,如包装果汁、茶水等[11]。目前开发出来的脱氧性树脂见表6。

表6　脱氧剂产品及生产商

Tab.6Deoxidizerproductsandproducers

瓶、功能纤维的制造等。用纳米PET所生产的阻燃增强PET工程塑料,结晶速度快,注塑模具温度低;熔体强度好、稳定性高,易于加工和使用;力学性能好。纳米PET用于包装瓶的阻氧渗透性能比PET高30%,耐热、耐压、可再生,可延长啤酒、乳品、果汁的货架期。纳米PET还具有阻挡紫外线、发射红外线的作用,可用于功能纤维[14]。

美国Eastman公司与Nanocor公司合作开发基于PET的用于包装的纳米复合材料。Eastman公司为了改良PET包装材料,自1995年以来一直在开发热塑性塑料纳米复合材料技术。纳米复合材料含有被粉碎得极细微的黏土颗粒,将它们应用于PET树脂,使其成为整个高分子的一部分。这些颗粒分散到树脂中后,它们能够阻塞分子间隙,使气体难以扩散渗透,从而提高PET树脂瓶的阻隔性,也会使树脂的强度、耐热性得到加强,同时保持其透明性。由于加入的纳米材料数量非常少,这种材料可以在现有的各种制瓶机上直接应用,不需要更新设备,产品保持PET瓶无色透明的外观[15]。

脱氧剂产品

Aomosorb Aegis OXOxbar Valor Bindox Polyshield

生产商

ColorMatrixHoneywellConstarValsparAmcorInvista

网站

3　PET与纳米材料共混

现在国内对聚合物纳米复合材料的研究极为活跃,制备方法各具特色,所添加的填料品种很多,大致分为两大类:一类是聚合物层状纳米复合材料,其中的填料包括蒙脱土、水辉石、云母、滑石、绿土、高岭土等;一类是聚合物无机刚性粒子纳米复合材料,其中的填料包括CaCO3,SiO2,Al2O3,SiC,Si3N4等。

蔡佑星[12]等人将PET与MMT共混,对所制材料进行阻氧性能测试,实验结果表明:加入MMT能有效降低PET材料的氧气透过系数,其原因是改性蒙脱土的加入使PET的结晶速度提高,在拉伸取向时,有可能产生大量的诱导取向结晶,使结晶度提高,从而使PET的阻隔性提高。

4　PET与PEN共混

聚对萘二甲酸乙二酯(PEN)相比PET有较高的玻璃化转变温度和优异的氧气和二氧化碳阻隔性,PEN的氧气渗透性约为PET的1/4～1/5,是热灌装和高阻隔性包装原料的理想选择[16]。苗迎春[17]用双螺杆挤出机研究了熔融挤出工艺、原料的选择及配比对PET/PEN共混物耐热性和阻隔性的影响,并利用差示扫描量热仪、核磁共振仪进行了性能表征。其实验结果见表8。

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