一种完全可降解聚已内酯薄膜及其生产方法与它的用图_2

文档序号:9428852阅读:来源:国知局
70%与温度23°C的测试条件下 测定,它的氧气透过率为345_1460cm3 ·ηι2 ·d S氧气透过系数为4. 65-8. 63X 10 13Cm3 ·ηι ·ηι2 *s 1,Pa S水蒸汽透过率为384_840g ·ι? 2 .d S水蒸气透过系数为2· 08-3. 61 X 10 1Qg ·ι? ·ι?2 · s 1 · Pa S
[0039] 采用压差法在相对湿度0%与温度5-23Γ的测试条件下测定,它的二氧化碳透过 率为5028_11204cm3 · m 2 · d %氧气透过率为492_1501cm 3 · m 2 · d S二氧化碳/氧气透过 比为 8. 1-10. 2。
[0040] 本发明根据 ASTM 1434-82 使用由 UKSystech Illinois Instruments, Inc.公司 以商品名Lyssy L100-5000销售的压差法透过仪在温度5-23°C温度条件下测定了 PCL薄膜 的氧气通透性能,其结果列于表3中。
[0041] 表3 :单轴拉伸PCL薄膜的氧气通透性能
[0044] 由表3的数据知道,未拉伸PCL薄膜的氧气透过系数(OP)值,在RH = 40 %时为 7. 34 X 10 13Cm3 Pa \ 在 RH = 70% 时,OP 值增大到 8. 10 X 10 13Cm3 Pa 1,3倍拉伸和5倍拉伸PCL薄膜的OP值也呈现相同的变化趋势,说明相同拉伸倍数的PCL 薄膜,湿度越大则薄膜的阻氧性能越弱。
[0045] 在相同的相对湿度下,PCL薄膜的OP值随着拉伸倍数的增加先减小后急剧增大。 当RH = 40%时,3倍拉伸PCL薄膜的OP值为4. 65X 10 13Cm3 · m · m 2 · s 1 · Pa \明显低于 1倍拉伸和5倍拉伸的PCL薄膜。其余三种湿度的测试同样有此变化规律,说明3倍拉伸 PCL薄膜的阻氧性能最强。其原因是在一定拉伸倍数下,PCL薄膜的分子链段取向程度和结 晶度得到提高,此时薄膜的阻氧性能也得到提高;而当拉伸倍数过大时,结晶区被破坏,分 子链段之间的结合比未拉伸时还要松散,薄膜缺陷增多,氧气可以通过的路径增多,导致阻 氧性能降低。且在测试过程中湿度越大,薄膜的阻氧性能越弱。
[0046] 本发明根据ASTM 1434-82使用由美国,MOCON公司以商品名Permatran-w3/61销 售的透湿仪在温度5-23Γ温度条件下测定了 PCL薄膜的水蒸汽通透性能,其结果列于表4 中。
[0047] 表4 :单轴拉伸PCL薄膜的水蒸气通透性能
[0049] 表4的结果表明,对于相同拉伸倍数的PCL薄膜,其水蒸气透过系数(WVP)值随湿 度增加而减小。对于未拉伸的PCL薄膜,相对湿度(RH) = 40%时,WVP值为3. 36 X 10 · m ·ηι2 .s 1 .Pa \ 而 RH 增大到 70%时,WVP 值反而减小到 2. 41 X 10 1Qg ·ηι ·ηι2 .s 1 .Pa、对 于3倍拉伸和5倍拉伸PCL薄膜,它们的WVP值也呈现相同的变化规律。由此说明测试环 境中湿度越大,PCL薄膜的阻湿性能越强,这是因为PCL亲水性较差,随着湿度增加,PCL与 水蒸气结合的能力降低,因此湿度越大,WVP值越低,从而体现出PCL良好的阻湿性能。
[0050] 在相同的湿度下,PCL薄膜的WVP值随着拉伸倍数的增加先上升后下降,当RH = 40%时,未拉伸和3倍拉伸?(^薄膜的1¥?值都较高,分别为3.36\101°8*111*111 2*81斤&1和 3. 61 X 10 1Qg ·ι? ·ι? 2 · s 1 *Pa \ 而 5 倍拉伸 PCL 薄膜的 WVP 值仅为 2. 59 X 10 1Qg ·ι? ·ι? 2 · s 1 *Pa \远远低于其余两种薄膜的WVP值,其余三种湿度符合这种变化规律。由此可知,取 向后高拉伸倍数PCL薄膜的阻湿性能优于低拉伸倍数PCL薄膜。这种现象是由于拉伸过程 中分子链段取向程度和结晶度的提高,使薄膜的阻湿性能提高。
[0051] 按照与上述氧气通透性能测试方法相同的方式,在相对湿度0%与温度5-23Γ 的测试条件下测定了二氧化碳透过率为5028-11204(^3*1112*(1 1;氧气透过率为 492_1501cm3 · m 2 · d S二氧化碳/氧气透过比为8. 1-10. 2
[0052] 优选地,所述的完全可降解聚已内酯薄膜具有下述特性:
[0053] A、热学性能
[0054] 熔融温度 1":62· 8-64. 1°C ;热焓 AHn^S. 0-68. 4J/g ;单轴拉伸比:3_5 ;
[0055] B、力学性能
[0056] 薄膜纵向机械性能:
[0057] 屈服强度 σ s:30_70MPa ;断裂伸长率 Δ :90-150% ;
[0058] 杨氏模量 Y :290-3 IOMPa ;
[0059] 薄膜横向机械性能:
[0060] 屈服强度 σ s: 17. 5-18. 7MPa ;断裂伸长率 Δ :400-520% ;
[0061] 杨氏模量 Y :290_405MPa ;
[0062] C、气体通透性能
[0063] 采用库伦电量法在厚度50-103微米、相对湿度40-70%与温度23°C的测试条件测 定,它的氧气透过率为650_1160cm3 ·ι? 2 ·(! S氧气透过系数为4. 90-8. 20X 10 13Cm3 ·ι? ·ι? 2 · s 1,Pa S水蒸汽透过率为480_740g ·ι? 2 .d S水蒸气透过系数为2. 40-3. 20Χ 10 1Qg ·ι? ·ι? 2 · s1 · Pa S
[0064] 采用压差法在相对湿度0%与温度5-23Γ的测试条件下,二氧化碳的透过率为 6000-10200cm3 · m 2 · d S氧气透过率为692_1200cm 3 · m 2 · d S二氧化碳/氧气透过比为 8. 8-9. 5 〇
[0065] 本发明还涉及所述的具有自发性气调功能的完全可降解聚已内酯薄膜的生产方 法。该方法的步骤如下:
[0066] 让聚己内酯母粒在真空干燥箱中在温度35-45Γ与真空度0. 1-0. 5MPa的条件下 干燥6-10小时;然后,干燥的聚己内酯母粒注入双螺杆挤压机中,将双螺杆组温度依次调 整为60°C~150°C,模头挤出温度为150°C,在这种条件下熔融挤出,在流延辊上形成铸片, 通过调节固定辊与移动辊的转速以达到单轴拉伸比3-5时,在温度40°C的条件下进行纵向 拉伸,于是得到单轴纵向拉伸的完全可降解聚已内酯薄膜。
[0067] 其中,单轴纵向拉伸的完全可降解聚已内酯薄膜的拉伸比是通过下述公式计算得 到的:
[0069] 式中:
[0070] R代表拉伸比;
[0071] Sni代表移动辊的转速;
[0072] Sf代表固定辊的转速。
[0073] 本发明使用的双螺杆挤压机是目前市场上销售的产品,例如广州市普同实验分析 仪器有限公司以商品名PPT-3/SJ2-20-250双螺杆挤压机销售的产品。本发明使用的聚己 内酯母粒是目前市场上销售的产品,例如是由深圳市易生新材料有限公司以商品名800c 型聚己内酯母粒销售的产品。本发明使用的真空干燥箱是目前市场上销售的产品。
[0074] 本发明还涉及所述的具有自发性气调功能的完全可降解聚已内酯薄膜在生产鲜 果蔬菜包装物中的用途。
[0075] 根据本发明的一种优选方式,所述的鲜果是草莓。
[0076] 根据本发明的一种优选方式,在草莓储藏期间内,在用所述完全可降解聚已内酯 薄膜制成的包装袋中CO2浓度保持在以体计2~5%,O2浓度保持在以体积计3~7%,从 而保持草莓保鲜的理想气氛组成。
[0077] 根据本发明的一种优选方式,使用所述完全可降解聚已内酯薄膜制成的包装袋包 装草莓时,草莓货架期达到20-28天。
[0078] 本发明基于新鲜草莓保质期短,易腐败的生产状况结合环境保护的目的研究出一 种具有自发气调功能的草莓保鲜袋。通过对薄膜水蒸气,二氧化碳(CO2)和氧气(CO2)等通 透性测试,选定拉伸比例为5的PCL膜制备自发气调保鲜袋。通过感官评价、理化指标测定, 包装袋内气氛组成等综合评估包装袋的保
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