聚对苯二甲酸乙二醇酯结晶度对容器理化性能影响的研究
赵晶丽
(山西省工业产品生产许可证审查中心,山西太原 030002)
1前言
食品用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)容器(以下简称:PET容器)具有成本低、外观及使用性能优良等特点,在饮料包装领域中得到广泛的应用。由于PET容器是由PET瓶坯吹制而成,而不同种类PET瓶坯的配方及吹制过程中工艺参数控制的不同,所吹制成型的PET容器的结晶度也不同。本项目通过在相同试验条件下,对不同结晶度容器的耐高温性能、耐寒性能及乙醛含量等主要理化性能指标测试的研究,进一步阐明结晶度对PET容器理化性能指标有着重要的影响。
2试验原理及计算方法
PET容器的结晶度的测定方法从理论上有X射线衍射法、红外吸收光谱法、核磁共振法、差热分析、反相色谱和密度梯度法等,本项目研究是选用密度梯度法对不同种类PET容器的结晶度进行测试。PET容器结晶度检测原理及计算方法,在浙江大学《高分子物理》实验讲义“密度梯度管法测定聚合物的密度和结晶度”章节中已做详细阐述。
3实验
3.1试验用PET容器的选取
由于灌装不同种类饮料,对能够满足灌装需求的PET容器种类的要求也不同。根据PET容器使用方式和生产方法的不同,一般可分为PET吹塑容器及PET热成型容器两大类型。在PET吹塑容器中,根据生产方式不同分为PET直接挤出吹塑容器和PET双向拉伸吹塑容器两种类型;在PET热成型容器中,根据灌装饮料温度和灌装工艺的不同,又分为热灌装和无菌灌装两种类型。
本项目对PET容器种类的选用,是选取了消费量大面广、比较有代表性的五种瓶型,这5种瓶型
3.2 试验用PET容器的结晶度
本试验采用密度梯度管法分别对所选取的5种类型PET样瓶的结晶度进行测定。经测定发现,不同种类的PET容器结晶度是不同的,热灌装类容器的结晶度明显高于非热灌装类容器的结晶度,检测结果见表1。
表1
测试项目 | 蓝色水瓶 | 无色水瓶 | 热灌装1# | 热灌装2# | 碳酸饮料瓶 | |
密度 g/mL | 1.302 | 1.301 | 1.313 | 1.312 | 1.300 | |
结晶度 % | 29 | 28 | 40 | 39 | 27 |
表2.1
测试项目 | 蓝色水瓶 无色水瓶 热灌装1# 热灌装2# 碳酸饮料瓶 |
20℃高度(mm) | 224.60 227.00 211.00 258.00 241.00 |
80℃高度(mm) | 220.00 222.00 211.00 258.00 240.00 |
80℃高度收缩率(%) | 2.05 2.20 0 0 0.41 |
沸水高度(mm) | 212.00 213.00 210.00 257.00 222.00 |
沸水高度收缩率(%) | 5.61 6.17 0.47 0.39 7.88 |
表2.2
测试项目 | 蓝色水瓶 无色水瓶 热灌装1# 热灌装2# 碳酸饮料瓶 |
20℃腰部直径(mm) | 60.00 62.00 57.46 49.70 45.84 |
80℃腰部直径(mm) | 59.80 59.98 57.46 49.70 45.78 |
80℃腰部直径收缩率(%) | 0.33 3.26 0 0 0.13 |
沸水腰部直径(mm) | 53.40 57.14 54.16 49.50 39.90 |
沸水时腰部直径收缩率(%) | 11.00 7.84 5.22 0.40 5.94 |
表2.3
测试项目 | 蓝色水瓶 | 无色水瓶 | 热灌装1# | 热灌装2# | 碳酸饮料瓶 |
20℃底部直径(mm) | 63.38 | 62.00 | 63.82 | 63.52 | 58.58 |
80℃底部直径(mm) | 61.46 | 62.00 | 63.82 | 63.52 | 57.40 |
80℃底部直径收缩率(%) | 3.03 | 0 | 0 | 0 | 2.01 |
沸水底部直径(mm) | 56.48 | 62.00 | 62.08 | 63.10 | 51.00 |
沸水底部直径收缩率(%) | 10.89 | 0 | 2.73 | 0.66 | 14.86 |
测试项目 | 蓝色水瓶 | 无色水瓶 | 热灌装1# | 热灌装2# | 碳酸饮料瓶 |
耐寒性 | 无变化 | 无变化 | 无变化 | 无变化 | 无变化 |
表4
测试项目 | 蓝色水瓶 | 无色水瓶 | 热灌装1# | 热灌装2# | 碳酸饮料瓶 |
垂直载压(N) | 108 | 112 | 270 | 270 | 207 |
测试项目 | 蓝色水瓶 | 无色水瓶 | 热灌装1# | 热灌装2# | 碳酸饮料瓶 | |
跌落试验 | 无破裂 | 无破裂 | 无破裂 | 无破裂 | 无破裂 |
表6
测试项目 | 蓝色水瓶 | 无色水瓶 | 热灌装1# | 热灌装2# | 碳酸饮料瓶 | |
密封性能 | 无渗漏 | 无渗漏 | 无渗漏 | 无渗漏 | 无渗漏 |
表7
测试项目 | 蓝色水瓶 | 无色水瓶 | 热灌装1# | 热灌装2# | 碳酸饮料瓶 | |
密度(g/ml) | 1.302 | 1.301 | 1.313 | 1.312 | 1.300 | |
透光率(%) | 87.3 | 88.1 | 85.6 | 85.9 | 87.3 |
测试项目 | 蓝色水瓶 | 无色水瓶 | 热灌装1# | 热灌装2# | 碳酸饮料瓶 | |
透氧率(ppb/48h) | 212 | 226 | 208 | 224 | 233 | |
透氧率(ppb/72h) | 325 | 330 | 298 | 312 | 331 | |
透氧率(ppb/96h) | 406 | 418 | 388 | 401 | 429 |
(注;原文有删减)