熱分析法快速評(píng)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(zhǎng)時(shí)間貯存或使用后會(huì)發(fā)生老化，老化之后不僅性能降低而且會(huì)產(chǎn)生一些對(duì)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(duì)其進(jìn)行熱氧老化壽命評(píng)估及熱氧降解動(dòng)力學(xué)參數(shù)研究。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）通過(guò)TGA進(jìn)行聚丙烯的老化加速實(shí)驗(yàn)，測(cè)得恒溫下聚丙烯失重率和時(shí)間的關(guān)系，推測(cè)聚丙烯餐盒在微

2、波爐中的使用次數(shù)約為2.46萬(wàn)次。通過(guò)DSC加速老化實(shí)驗(yàn)測(cè)得聚丙烯老化時(shí)間和氧化誘導(dǎo)期的關(guān)系，推測(cè)聚丙烯餐盒在微波爐中的使用次數(shù)約為6千次。對(duì)比采用傳統(tǒng)物理性能熱氧加速老化實(shí)驗(yàn)方法，推測(cè)聚丙烯餐盒在微波爐中的使用次數(shù)約為1.28萬(wàn)次。
　?。?）聚丙烯三種壽命評(píng)估方法研究結(jié)果表明：DSC老化加速實(shí)驗(yàn)所測(cè)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(cè)得壽命最小。熱空氣老化實(shí)驗(yàn)法測(cè)得壽命為材料某一性能下降至原來(lái)的50%時(shí)經(jīng)

3、歷的時(shí)間，測(cè)得壽命居中。TGA加速老化實(shí)驗(yàn)測(cè)得壽命為材料整體降解失重5%時(shí)的壽命，測(cè)得壽命最長(zhǎng)。
　?。?）采用TGA分析法對(duì)硅橡膠烤盤墊進(jìn)行老化加速實(shí)驗(yàn)，測(cè)得恒溫下硅橡膠失重率和時(shí)間的關(guān)系，通過(guò)阿倫尼烏斯方程推測(cè)硅橡膠在烤箱的使用次數(shù)約為1.66千次。
　?。?）通過(guò)TGA進(jìn)行PET的老化加速實(shí)驗(yàn)，推測(cè)PET常溫下的使用壽命約為4.3×109年。對(duì)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(cè)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(cè)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(duì)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(píng)估過(guò)程測(cè)試方法仍然存在很多問(wèn)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，