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食品罐的密封圈基本要求及迁移能力

2019-02-23 09:50:07

透明食品罐密封圈是以PVC糊树脂为基料,添加环保增塑剂、发泡剂、稳定剂等助剂制备而得的液体密封胶,并通过离心滴塑工艺加热塑化而成的弹性体。其中,液体密封胶应具备以下要求:

(1)无害,其组分不能含有对人体有害的物质,能够满足相关卫生指标要求;

(2)具有合适和稳定的勃度,能够满足自动的机械化注胶工艺。热加工塑化后的密封圈符合以下基本要求:

(1)密封圈除了应有良好的外观外,还应具有优良的可塑性和弹性,便于瓶盖和瓶身的紧密接合,使其具备良好的密封性;

(2)密封圈应具有良好的耐热、耐水、耐油及抗氧化性能。由于密封圈接触食品包装物,所以除符合上述密封圈基本使用要求外,还要保证其具有良好的、卫生性。因为密封圈加工过程中,需要添加大量的增塑剂,所以增塑剂品种选择和制品中增塑剂迁移性分析是保证密封圈食品应用的重点,也是本项目的研究重点。

增塑剂迁移是指含有增塑剂的塑料与其他物质接触时,增塑剂会从塑料制品内部向表面移动,再向相接触的物质由表到里渗透、扩散的现象。食品包装材料中增塑剂对人体产生直接危害的是迁移到食品中的那部分,测定增塑剂在各类模拟液中的迁移量,了解不同因素影响食品包装材料的耐迁移能力,及增塑剂在食品中的富集、迁移机制才有可能准备评价含有增塑剂的包装材料对人类生态和人体健康的风险情况和潜在威胁程度。

邻苯二甲酸醋类增塑剂是PVC树脂中应用多的一类增塑剂,但是也是造成环境激素效应的主要来源。用邻苯二甲醋类增塑剂制备的密封胶已被证明其增塑剂进入人体后会破坏人体生殖健康并有致癌风险。因此研究制备非邻苯二甲酸醋类环保食品罐密封圈有非常重要的意义。本文以PVC糊树脂、Dinch增塑剂、聚醋增塑剂等其他助剂制备低迁移量环保密封圈。研究了PVC糊树脂的聚合度、发泡剂含量、加工温度和胶料存放时间对密封圈耐迁移性能的影响。

PVC糊树脂是制备密封圈的主体原料,不同聚合度的PVC糊树脂对迁移量有的影响,因此在制备环保食品罐密封胶时应选择合适的PVC糊树脂原料。本研究选择PB1202(聚合度900),PB1302(聚合度1100),PB1702(聚合度1760),PB1704(聚合度2050)4种PVC糊树脂进行迁移量的研究。不同聚合度PVC在不同模拟液中增塑剂的迁移量的柱状。

PVC糊树脂对增塑剂吸收的主要形式是增塑剂在PVC颗粒内通过毛细管效应而进行物理吸附,同时PVC糊树脂对增塑剂吸收量的大小也是PVC糊树脂颗粒内孔隙率的间接反映。PVC糊树脂聚合度的提高,形成的树脂颗粒膨松,表观密度减小,增塑剂吸收能力越强。PVC糊树脂凝胶化是树脂吸收增塑剂失去流动性的过程。在相同条件下塑化后,在聚合方法相同,颗粒形态相近的条件下,聚合度高的PVC糊树脂体系游离的增塑剂也相应较少。

PVC糊树脂聚合度越高其密封圈迁移量越小,耐迁移能力越强。

由于实际生产中不会将制备好的胶料立刻使用完,使用时间一般持续5~7d,因此需要考虑到一个胶料的存放时间对其性能的影响。食品包装罐随着存放时间的延长密封圈的耐迁移性能降低,随着时间的延长,一方面影响PVC密封胶料的均一性,方面增塑剂与树脂结合力不强部份开始出现相分离,而导致整个体系的稳定性降低,进而使其耐迁移性能降低。

结论

(1)在聚合方法相同,颗粒形态相近的条件下,使用聚合度高的PVC糊树脂制备得到的密封圈对增塑剂吸收的量大,因此耐迁移能力较强;为了适应实际生产工艺,要求糊树脂戮度小,可选择PB-1302PVC糊树脂或与其他聚合度树脂复配;

(2)在添加发泡剂含量过高的密封圈其孔隙较大,导致增塑剂迁移到模拟液中的能力变强,又同时考虑到密封圈需要的弹性和密封要求,选择2份发泡剂;

(3)pet透明食品罐不同的加工温度对密封圈的塑化状态有较大影响,在195℃时密封圈的塑化较合适;

(4)随着胶料的存放时间延长,密封胶的稳定性降低,进而在实际生产中应尽快使用胶料,不宜存放时间过久。