新版GB/T 1038《塑料制品薄膜和薄片气体透过性试验方法》内容解读

本文系统解读新版GB/T1038《塑料制品薄膜和薄片气体透过性试验方法》的相关内容,对生产企业的出厂检验和检验机构的产品检测具有一定的参考意义。

三甲基硅烷基丙炔与五甲基二硅烷基丙炔共聚物膜及其气体透过性

研究了三甲基硅烷基丙块与五甲基二硅烷基丙块共聚物〔poly(TMSP-co-PMDSP)〕的成膜特点。poly(TMSP-co-PMDSP)膜的气体透过系数分别为:P_(O2):4×10~3～12×10~3,P_(N2):3×10~3～8×10~3和P_(CO2):2×10~4～4×10~4barrer,气体透过稳定性低,透过行为偏离第二Fick定律,过系数下降,其中溶解系数降低的比例远大于扩散系数的增加比例,在含有凝聚性气体的环境里,膜的气体透过出现表面吸附控制的特征。

聚(4-三甲基硅基)苯乙炔膜的气体透过性

合成了4-三甲基硅基苯乙炔(SPA)单体,采用核磁共振谱(1H-NMR)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对其进行了表征。在Pd(PPh3)2Cl2和金属共催化剂催化下制备了聚4-三甲基硅基苯乙炔(PSPA)。PSPA易溶于氯仿、甲苯等有机溶剂,成膜性较好,具有较高的强度和热稳定性。热重分析(TGA)表明其5%失重温度为300～310℃。PSPA膜对CO2气体透过系数达到848 Barrer,并具有较高的透过选择性,分离系数达到12.68,摆脱了"Robeson"上限的限制。

端羟基聚二甲基硅氧烷嵌段对聚(L-乳酸)气体透过性的影响及气调功能

以端羟基聚二甲基硅氧烷(PDMS)为引发剂,丙交酯为单体,开环聚合制备PLLA-PDMS-PLLA(PLDL)三嵌段共聚物,旨在改善聚(L-乳酸)(PLLA)的柔韧性和气体透过性使其更适合果蔬保鲜包装。通过控制嵌段的比例调控PLDL薄膜的力学性能、气体透过及选择透过性能。采用核磁共振氢谱、凝胶渗透色谱、衰减全放射傅里叶变换红外光谱表征共聚物的结构、组成和相对分子质量;并对薄膜的热性能、气体阻隔性能及力学性能进行了研究。结果表明,PDMS的引入降低了PLLA的结晶度,显著提高了PLLA的柔韧性,其断裂伸长率增加约2.5倍;PLLA的CO2、O2透过率及透过比也显著提高;而水蒸气透过率则随着疏水PDMS链段含量的增加而略微减小。将经改性后的嵌段共聚物薄膜用于蔬菜包装,可将货架期延长至18 d以上。

富马酸二异丙酯-富马酸二正庚酯共聚物的合成与气体透过性能

自Bengough等用自由基引发聚合的方法首次得到了较高分子量的聚富马酸二乙酯后,有关富马酸酯(DRFs)类单体的聚合反应及其结构性能已进行了许多研究。结果表明,这类单体的聚合物在聚合反应活性、聚合物结构及性能等方面均有某些独特的性质,如聚富马酸二异丙酯(PDiPF)和聚富马酸二特丁酯(PDtBF)两种聚合物具有良好的氧氮透过性。我们曾研究十几种DRFs单体的聚合反应,得出非正烷基酯基的单体如富马酸二异丙酯(DiPF)。

食品用塑料包装材料气体透过性试验方法(压差法与等压法)差异性比较

气体透过性是食品用塑料包装材料的一项关键性能,测试方法主要有压差法和等压法两大类。本文从原理和试验两方面对两种方法进行了比较,考察了两种方法在原理、数据、过程、效率及成本等方面的差异性。

两亲性化合物1,3,5-三取代苯的合成及气体透过性质的研究

合成了新型苯乙炔衍生物EODHPA。在温和条件下,通过聚合,光环化(SCAT)等反应,高效合成了两亲性化合物1,3,5-三取代苯(T-EO),并通过1HNMR确认化合物结构。以T-EO为添加物,PVA为基质膜制备混合膜,并对其氧气选择透过性能进行研究,结果表明,此混合膜T-EO/PVA具有气体透气量高,氧气选择透过性强等优点。

P（ET－EPC）共聚酯的结构及气体透过性机理研究

通过对不同组成的共聚酯的热分析（ＤＳＣ）及密度测定，并推导出它们的ＷＬＦ自由体积分数，分析了共聚酯的基本结构以及极性对它们的影响；研究了结构、极性对共聚酯的气体透过性能的影响。

聚乳酸/SiO_X薄膜的制备及对气体的透过性和选择性

采用等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)在聚乳酸(PLLA)薄膜表面沉积SiO_X层,以改善PLLA薄膜对气体的透过性和选择性。通过红外光谱仪和压差法透气仪分别对沉积效果和薄膜透气性进行测试。结果表明,PLLA/SiO_X复合膜相比纯PLLA膜,其对气体的透过性有所下降,而选择性有所提高。在25℃时,40μm的PLLA/SiO_X膜对O_2、CO_2、N_2和水蒸气的透过性分别降低了58.9%,48.6%,67.8%和52.3%,透气比α(CO_2/O_2)、α(O_2/N_2)和α(CO_2/N_2)则分别平均提高了20.0%,21.8%和37.5%;25℃时,60μm的PLLA/SiO_X膜对O_2、CO_2、N_2和水蒸气的透过性分别降低了23.8%,14.5%,46.7%和49.5%,透气比α(CO_2/O_2)、α(O_2/N_2)和α(CO_2/N_2)则分别提高了10.7%,30.7%和38.2%。

PMLG/PDMS三嵌段共聚膜的气体透过与分离特性

对L -谷氨酸 -γ -甲酯 (MLG)与聚二甲基硅氧烷 (PDMS)合成的PMLG/PDMSA -B -A型三嵌段共聚膜的CO2 吸附特性、扩散与透过特性及O2 /N2 的分离特性进行了系统的考察。研究结果表明 :MSiM膜的CO2 吸附行为受PMLG成份中无规区域的影响较大 ,无规区域对CO2 的吸附有一定的抑制作用 ;共聚膜中PDMS成份较高时其CO2 的扩散与透过性能为优 ;在B组份聚合度较低时 ,该膜的O2 /N2 的透过系数比随PMLG含率的减少而增加 ,显示出较好的O2 /N2 分离性能。

成膜溶剂对聚4-甲基戊烯-1膜的形态结构和透过行为的影响——Ⅰ.膜的结晶性质与表面形态

以聚4-甲基戊烯-1(PMP)为膜材质,分别以环己烷、三氯乙烯、四氯乙烯、环己烷/三氯乙烯及环己烷/四氯乙烯为溶剂,研究了这些溶液浇铸膜的结晶性质和表面形态。结果表明,溶剂对PMP的相对溶解能力和挥发速度同所成膜内PMP的结晶形式和结晶度密切相关;不同溶剂体系的PMP溶液浇铸膜的表面形态也不尽相同。并发现以四氯乙烯(或三氯乙烯)为溶剂或溶剂组分之一的PMP溶液浇铸膜存在未见报道的Ⅵ型结晶。

TMSP-PMDSP共聚物膜的氧、氮透过性

研究了三甲基硅丙炔(TMSP) 和五甲基二硅丙炔(PMDSP) 的共聚物膜对O_2、N_2气体的透过行为。发现 TMSP-PMDSP共聚物膜对O_2、N_2气体的透过活化能为负值,透过系数随温度升高而下降;受热历程不同,气体在膜中的透过行为也不相同。膜两侧气体压差不同时,气体在膜中的透过系数亦发生变化。用氟化物HFBM对共聚物膜表面进行了化学改性,改性膜的P_(O_2)/PN_2值达到3.52。

有机肥基可降解膜成膜助剂的优选及膜性能研究

研发可降解膜对于缓解由传统塑料膜引起的土壤环境污染具有重要意义.在不同的生物可降解材料中,利用有机肥中丰富的纤维素、半纤维素和腐殖酸为骨架材料制备生物可降解膜成为一种新的选择,而成膜助剂是有机肥制备可降解膜的关键.为了探究膜制备过程中成膜助剂对膜性能的影响,分析成膜助剂对有机肥可降解膜的作用机理以及膜的降解规律,以海藻酸钠、丙三醇、戊二醛和羧甲基纤维素钠为成膜助剂,通过正交设计试验,以拉伸强度、断裂伸长率与气体透过性为指标,对成膜助剂最佳浓度进行优化.结果表明:当海藻酸钠、丙三醇、戊二醛和羧甲基纤维素钠添加量(以质量分数计)分别为0.70%、1.00%、0.20%和1.00%时,有机肥可降解膜的综合性能最佳,其中机械性能中的拉伸强度为16.88 MPa、断裂伸长率为28.47%,氨气和二氧化碳透过系数分别为1.23×10^(−11)和1.03×10^(−11)g·m/(m^(2)·d·Pa).光谱学分析结果表明,成膜后羟基、羧基、醛基等官能团含量和结晶度均有增加,因而实现了松散有机肥成为稳定性的可降解膜材料.土壤掩埋试验结果表明,膜材料降解过程符合二级降解动力学模型,降解速率常数为0.004,32 d降解失重率为58.97%,具有较好的降解性.因此,成膜助剂对有机肥制备的可降解膜机械性能和气体透过性影响显著,且降解性良好,在农业生产领域具有一定的实用价值.

微相分离结构对聚乳酸薄膜性能的调控及其在巨峰葡萄保鲜中的应用

为改善聚乳酸(PLLA)性能并增加其在果蔬保鲜领域应用的可能性,本研究将聚三氟丙基甲基硅氧烷(PTFPMS)和聚乙二醇(PEG)分别与L-丙交酯进行开环反应制备出PLLA-PTFPMS-PLLA(PLTL)和PLLA-PEG-PLLA(PLEL)三嵌段共聚物,进一步以75∶25、50∶50、25∶75的质量比将PLTL和PLEL进行共混得到PLTL/PLEL共混薄膜。实验结果表明,PTFPMS和PEG嵌段的引入提高了PLLA的热学和力学性能,PLLA的T_(g)分别变为57.8℃和43.9℃,其薄膜的断裂伸长率分别达到108.7%和199.7%。将PLTL和PLEL共混成膜后,PLLA的T_(g)变为52.3~46.2℃,PLTL/PLEL共混膜的断裂伸长率可达142.5%~295.8%。在5℃测试环境下,PLTL和PLEL薄膜的CO_(2)透过率分别是PLLA的2.12倍和3.51倍,O_(2)透过率分别是PLLA的1.97倍和0.87倍,其CO_(2)/O_(2)透过比分别为3.3和12.2,另外20℃测试条件下其H_(2)O透过率是PLLA的0.87倍和3.29倍,说明PEG能够大幅度提升CO_(2)和H_(2)O透过率,但对O_(2)透过率贡献不大;而PTFPMS既能够提升CO_(2)透过率也能提升O_(2)透过率,但其自身的疏水性减弱了H_(2)O透过率。两者共混后,PLTL/PLEL薄膜的CO_(2)透过率为PLLA的2.55~3.33倍,O_(2)透过率为PLLA的1.15~1.46倍,CO_(2)/O_(2)透过比达到5.3~8.8,H_(2)O透过率为PLLA的0.92~2.66倍,并且随着测试温度的升高,PLTL/PLEL薄膜的CO_(2)和O_(2)透过率明显提升,说明PLTL/PLEL共混膜在保持优异气体透过性能的同时,拥有适宜生鲜果蔬包装的CO_(2)/O_(2)透过比。将改性后的材料及市售PE保鲜膜应用于巨峰葡萄保鲜,PLTL-PLEL50组在贮藏第10 d已达到巨峰葡萄最适宜的5%O_(2)+8%CO_(2)浓度,可将巨峰葡萄的货架期延长至30 d。

Bi_(2)Te_(3)/PLA复合薄膜的制备与性能研究

采用熔体法制备了高质量的拓扑绝缘体Bi_(2)Te_(3)单晶,将研磨后的微米量级的Bi_(2)Te_(3)单晶粉末与聚乳酸(PLA)溶融共混制成Bi_(2)Te_(3)/PLA复合薄膜。为探究Bi_(2)Te_(3)单晶粉末含量差异对复合薄膜性能的影响,分别对复合薄膜的力学性能和气体透过性进行测试。结果表明,随Bi_(2)Te_(3)含量的增加Bi_(2)Te_(3)/PLA复合薄膜的拉伸强度先减小后增大,当Bi_(2)Te_(3)的含量在0.5%时,复合薄膜的拉伸强度最大达到75.00 MPa;随Bi_(2)Te_(3)含量的增加复合薄膜的气体透过系数先增大后减小,当Bi_(2)Te_(3)的含量为7.5%时,N_(2)、O_(2)和CO_(2)的气体透过系数均最大,三者的最大透过系数分别为1.017×10^(-7)、8.626×10^(-8)和1.139×10^(-7)cm^(3)·cm/cm^(2)·s·cm Hg,远超纯PLA薄膜气体透过性。研究结果为拓扑绝缘体共混改性可生物降解PLA基复合薄膜材料的研究提供思路。

PLLA-r-PCL无规共聚物的结构调控及热学性能、力学性能和气体阻隔性能

文中制备出不同组分比的PLLA-r-PCL无规共聚物薄膜,研究了其热学性能、力学性能和气体阻隔性能,探讨气体阻隔性能与共聚物结构之间的关系。通过红外光谱仪和差示扫描量热仪测试了材料的结晶性能。研究表明,随着PCL组分的增加,材料的结晶度呈降低趋势,薄膜材料几乎完全处于无定形态。采用拉力试验机对薄膜的力学性能进行测定,相较于纯PLLA,PLLA-r-PCL30的断裂伸长率达到了611%,为PLLA的70倍。同时,采用压差法透气仪对薄膜的透气性能进行了全面的分析,相较于纯PLLA,在40℃时,PLLA-r-PCL30的CO2和O2透过系数分别提高了801%和523%;在5℃时,PLLA-r-PCL30的CO2/O2的透过比(α(CO2/O2))达到7.0,提高了115%;此外,20℃时PLLA-r-PCL30的H2O蒸汽透过率提高了354%。

电泳沉积法所制γ-Al_2O_3微孔膜的结构和性能的研究

以制得的Al(OH)_3溶胶为电泳液,用电泳沉积法制备了平均孔径为4.6nm的γAl_2O_3微孔膜。采用SEM、孔径分布等测定方法考察了γ-Al2O_3膜的微观形貌和孔结构,并研究了其气体透过性。结构表明,γ-Al2O_3膜表面是平整的,未见明显开裂,且膜上有气孔存在。随着焙烧温度的升高,γ-Al_2O_3晶粒长大,形状变得更加规整,粒径大小均匀;孔径分布集中性降低,大孔比例、孔容及孔隙率都有显著增大,表明控制焙烧温度可调控孔大小及其分布。气体H_2/N_2和O_2/N_2可充分透过γ-Al_2O_3膜,其气体透过机理应为努森扩散为主。

含聚二甲基硅氧烷短支链的聚酰亚胺的合成及其透氧性的研究

介绍了在甲撑二苯胺的亚甲基上接上聚二甲基硅氧烷短链，并用含二甲基硅氧烷短链的二苯胺单体和均苯四甲酸二酐反应制取聚酰亚胺的方法。实验结果表明，在含三硅量相同的情况下，支链型的改性聚酰亚胺的机械强度高。氧的透过系数随支链长度的增加而增加，当二甲基硅氧烷短链的硅原子由１增加到４时，透氧系数由３．６５Ｂａｒｒｅ增加到１２．０Ｂａｒｒｅ，而Ｏ２／Ｎ２分离系数则由６．４降到３．５。

气调性包装材料的制备及其性能研究

采用单体六甲基二硅氮烷(HMDS)和氧气作为反应气体,采用等离子体增强化学沉积的方法在壳聚糖、PET等基材上沉积薄膜。在薄膜的制备工艺中,改变各种工艺参数制备了阻隔薄膜,通过分析沉积薄膜厚度、傅里叶红外光谱、水蒸气和氧气的透过率,探讨了薄膜性能的变化。实验证明:等离子体输入功率以及单体的比例对薄膜的选择透过性有很大的影响,利用这种工艺可以很好地改善薄膜的气体透过性。最后对薄膜的选择透过性的机理进行了初步的探讨。

用于气体分离的碳膜

1前言 混合气体分离用的膜技术发展显著。同现有的聚合物膜相比，气体选择性、热及化学稳定性更为优良的气体分离膜受到越来越大的关注，特别是高性能的非聚合物系膜和无机膜令人瞩目。氧化硅、沸石和碳那样的分子筛材料便是这类膜的材料。正在改进分子筛材料气体透过性与选择性相互对立的关系。其中，碳分子筛对平面状分子气体具有形状选择性，疏水性和耐热、耐蚀性。制作也容易。