熱分析法快速評估食品接觸材料的使用壽命.pdf

1、生活中常用的高分子食品接觸材料長時(shí)間貯存或使用后會發(fā)生老化，老化之后不僅性能降低而且會產(chǎn)生一些對人體有害的物質(zhì)，引起了人們的普遍關(guān)注。本課題選擇微波爐專用PP食品碗、硅橡膠烤盤墊、PET礦泉水瓶這三種常用的高分子食品接觸材料，采用熱分析中常用的DSC和TG分析法，對其進(jìn)行熱氧老化壽命評估及熱氧降解動(dòng)力學(xué)參數(shù)研究。主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）通過TGA進(jìn)行聚丙烯的老化加速實(shí)驗(yàn)，測得恒溫下聚丙烯失重率和時(shí)間的關(guān)系，推測聚丙烯餐盒在微

2、波爐中的使用次數(shù)約為2.46萬次。通過DSC加速老化實(shí)驗(yàn)測得聚丙烯老化時(shí)間和氧化誘導(dǎo)期的關(guān)系，推測聚丙烯餐盒在微波爐中的使用次數(shù)約為6千次。對比采用傳統(tǒng)物理性能熱氧加速老化實(shí)驗(yàn)方法，推測聚丙烯餐盒在微波爐中的使用次數(shù)約為1.28萬次。
　?。?）聚丙烯三種壽命評估方法研究結(jié)果表明：DSC老化加速實(shí)驗(yàn)所測得的壽命實(shí)際為材料中所含有的抗氧劑消耗殆盡所經(jīng)歷的時(shí)間，測得壽命最小。熱空氣老化實(shí)驗(yàn)法測得壽命為材料某一性能下降至原來的50%時(shí)經(jīng)

3、歷的時(shí)間，測得壽命居中。TGA加速老化實(shí)驗(yàn)測得壽命為材料整體降解失重5%時(shí)的壽命，測得壽命最長。
　?。?）采用TGA分析法對硅橡膠烤盤墊進(jìn)行老化加速實(shí)驗(yàn)，測得恒溫下硅橡膠失重率和時(shí)間的關(guān)系，通過阿倫尼烏斯方程推測硅橡膠在烤箱的使用次數(shù)約為1.66千次。
　?。?）通過TGA進(jìn)行PET的老化加速實(shí)驗(yàn)，推測PET常溫下的使用壽命約為4.3×109年。對PET進(jìn)行了傳統(tǒng)物理性能熱空氣老化加速實(shí)驗(yàn)，推測PET礦泉水瓶的使用壽命約為

4、22.6年。兩種實(shí)驗(yàn)方法結(jié)果差別很大，分析認(rèn)為TGA加速老化法測試的是高溫?zé)嵫鯒l件下的高分子鏈結(jié)構(gòu)的降解失重，而常溫使用中 PET的物理性能降低除了受分子鏈的降解影響之外，結(jié)晶形態(tài)的變化等因素對其影響很大，從而使兩種結(jié)果之間的差異極大。結(jié)果表明在高分子材料的壽命評估過程測試方法仍然存在很多問題需要改進(jìn)。
　?。?）依據(jù)熱分析方法，采用Freeman-Carroll法與Kissinger法推導(dǎo)熱氧降解動(dòng)力學(xué)參數(shù)。研究結(jié)果表明：PP，