加工历史对食品级塑料结构与性能影响的研究

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塑料包装因其质轻、价廉、易于加工等优点而被广泛应用到食品、药品包装行业。常见的食品包装材料有聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚碳酸酯(PC)、聚苯乙烯(PS)等。我国在1993年制订的《食品用塑料制品及原材料卫生管理办法》规定:“凡加工塑料食具、容器、食品包装材料,不得使用回收塑料”。但食品用塑料制品中添加回收料的乱象依旧屡禁不止,这将会严重危害公众食品安全,影响人们的身体健康。因此,对食品级塑料掺杂回收料的鉴别,具有重要意义。本课题以PE,PC,PP,PS等食品级塑料为原材料,采用双螺杆挤出机对其进行多次挤出加工,用于模拟食品级再生塑料的加工历史。此外,通过高速混合机分别将新料与六次再生料和从市场所获得的回收料进行不同比例的掺杂,然后熔融挤出制得试样。采用熔融指数仪(MFI)、凝胶渗透色谱仪(GPC)、热重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)以及万能试验机等仪器对各种试样进行表征,系统分析加工历史对多种塑料结构与性能的影响。分析大量测试数据可以得出:(1)PE经反复熔融挤出和回收料掺杂后,熔融指数明显降低,分子量增加,分子量分布变宽,氧化诱导时间(OIT)出现降低,拉伸强度增高,而断裂伸长率降低。重复挤出后PE热初始分解温度出现增加,结晶度降低。回收料掺杂达到一定比例后出现双峰。(2)PC经反复熔融挤出后,断裂伸长率、抗冲强度、热分解温度、玻璃化转变温度和分子量均降低,分子量分布变宽。回收料掺杂后,出现两个玻璃化妆变温度。(3)对于PP、PS而言,随着加工次数的增加,PP熔融指数出现了明显的增高,结晶度出现降低,氧化诱导时间出现降低。PS随加工次数的增加,熔融指数呈增大趋势,分子量呈降低趋势,玻璃化转变温度呈降低趋势。通过TGA测试发现PP和PS回收料中含有不易热分解的物质。由于在新料中掺杂回收料与当前市场上包装材料掺杂回收料的现象很类似,本课题所应用的系统检测手段,对食品塑料包装材料中是否添加回收料的鉴别提供了检测依据,因此本课题具有很强的实际应用价值。
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