納米SiO2降低LDPE溶劑殘留的研究.pdf

1、聚乙烯因其質(zhì)優(yōu)價(jià)廉而占據(jù)了廣大的市場(chǎng)資源，在我們的日常生活以及工業(yè)生產(chǎn)中隨處可見(jiàn)，是軟包裝材料的重要來(lái)源。隨著“PVC保鮮膜”、“毒奶粉”、“廢塑料飲用水桶”、“一次性發(fā)泡飯盒”等一系列事件的發(fā)生，由食品包裝材料引發(fā)的食品安全問(wèn)題也不容小覷。目前企業(yè)廣泛使用的酯溶性油墨以及聚氨酯膠黏劑是造成材料溶劑殘留的重要來(lái)源，而使用水性油墨和無(wú)溶劑復(fù)合工藝在目前市場(chǎng)上難以推廣。本文在滿足包裝印刷性能的前提下，僅從改變印刷承印物本身的微觀結(jié)構(gòu)來(lái)降低溶

2、劑殘留，既避免了復(fù)雜的生產(chǎn)工藝，還節(jié)省了生產(chǎn)成本。
　　本文以不同比例的自制納米二氧化硅與低密度聚乙烯樹(shù)脂進(jìn)行熔融共混擠出所獲得的復(fù)合材料為研究對(duì)象,研究了復(fù)合薄膜的結(jié)晶性能、自由體積、力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性以及阻隔性能等，并深入探究了有機(jī)溶劑乙酸乙酯在LDPE薄膜中的吸附擴(kuò)散過(guò)程。
　　首先,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)通過(guò)熔融共混擠出制備的改性薄膜中，納米二氧化硅分散均勻，與基體形成牢固的界面結(jié)合,提高了LDPE的力學(xué)性能，改性LDPE的復(fù)合強(qiáng)

3、度、油墨附著力也得到了改善。當(dāng)納米SiO2添加量為0.21％時(shí),其力學(xué)性能最佳。另外，自制納米二氧化硅起到了異相成核、誘導(dǎo)結(jié)晶、細(xì)化晶粒的作用，使得LDPE的熔融溫度、玻璃化溫度以及初始分解溫度也逐漸升高。復(fù)合材料的綜合性能得到提高。
　　然后，正電子湮滅測(cè)試結(jié)果表明自制納米二氧化硅使得薄膜自由體積逐漸減小,導(dǎo)致小分子氧氣通過(guò)LDPE薄膜微孔道擴(kuò)散到更加微細(xì)的鏈段間隙之間變得緩慢，而鏈段間隙（自由體積）分?jǐn)?shù)降低，造成最終氧氣透過(guò)量

4、減少。
　　為進(jìn)一步探究溶劑殘留機(jī)理，分析高聚物與溶劑分子的溶度參數(shù)發(fā)現(xiàn)：自制納米二氧化硅的加入提高了LDPE的溶度參數(shù)，增加了其極性，使其與弱極性溶劑之間的相容性減小，從而降低了溶劑在薄膜中的溶劑殘留值。油墨溶劑殘留中，乙醇?xì)埩糁到档?%-25%，丙酮?dú)埩糁到档?%-27%，乙酸乙酯殘留值降低22%-42%，甲苯殘留值降低18%-84%。膠黏劑溶劑殘留中，乙醇?xì)埩糁到档?7%-36%，丙酮?dú)埩糁到档?%-17%，乙酸乙酯殘留值降

5、低30%-33%，甲苯殘留值降低12%-30%。改性劑的添加，大大降低了乙酸乙酯、甲苯的殘留量，尤其是甲苯，高達(dá)84%。
　　最后，采用吸附動(dòng)力學(xué)模型來(lái)探究溶劑分子在薄膜中的浸漬吸附擴(kuò)散。發(fā)現(xiàn)一級(jí)速率模型與二級(jí)速率模型都能擬合吸附過(guò)程，但是二級(jí)速率模型擬合的理論平衡吸附量與實(shí)驗(yàn)值更接近，擬合決定系數(shù)均大于0.999，說(shuō)明二級(jí)速率模型能更好地模擬吸附過(guò)程。改性低密度聚乙烯薄膜吸附乙酸乙酯的過(guò)程前期存在多層吸附，后期發(fā)生化學(xué)吸附，為后