食品罐的密封圈基本要求及遷移能力
透明食品罐密封圈是以PVC糊樹脂為基料,添加環(huán)保增塑劑、發(fā)泡劑、穩(wěn)定劑等助劑制備而得的液體密封膠,并通過離心滴塑工藝加熱塑化而成的彈性體。其中,液體密封膠應(yīng)具備以下要求:
(1),其組分不能含有對人體的物質(zhì),能夠滿足相關(guān)衛(wèi)生指標(biāo)要求;
(2)具有合適和穩(wěn)定的勃度,能夠滿足自動的機械化注膠工藝。熱加工塑化后的密封圈符合以下基本要求:
(1)密封圈除了應(yīng)有良好的外觀外,還應(yīng)具有優(yōu)良的可塑性和彈性,便于瓶蓋和瓶身的緊密接合,使其具備良好的密封性;
(2)密封圈應(yīng)具有良好的耐熱、耐水、耐油及性能。由于密封圈接觸食品包裝物,所以除符合上述密封圈基本使用要求外,還要其具有良好的、衛(wèi)生性。因為密封圈加工過程中,需要添加大量的增塑劑,所以增塑劑品種選擇和制品中增塑劑遷移性分析是密封圈食品應(yīng)用的,也是本項目的研究。
增塑劑遷移是指含有增塑劑的塑料與其他物質(zhì)接觸時,增塑劑會從塑料制品內(nèi)部向表面移動,再向相接觸的物質(zhì)由表到里滲透、擴散的現(xiàn)象。食品包裝材料中增塑劑對人體產(chǎn)生直接危害的是遷移到食品中的那部分,測定增塑劑在各類模擬液中的遷移量,了解不同因素影響食品包裝材料的耐遷移能力,及增塑劑在食品中的富集、遷移機制才有可能準(zhǔn)備評價含有增塑劑的包裝材料對人類生態(tài)和人體健康的風(fēng)險情況和潛在威脅程度。
鄰苯二甲酸醋類增塑劑是PVC樹脂中應(yīng)用多的一類增塑劑,但是也是造成環(huán)境效應(yīng)的主要來源。用鄰苯二甲醋類增塑劑制備的密封膠已被證明其增塑劑進(jìn)入人體后會破壞人體生殖健康并有致癌風(fēng)險。因此研究制備非鄰苯二甲酸醋類環(huán)保食品罐密封圈有非常重要的意義。本文以PVC糊樹脂、Dinch增塑劑、聚醋增塑劑等其他助劑制備低遷移量環(huán)保密封圈。研究了PVC糊樹脂的聚合度、發(fā)泡劑含量、加工溫度和膠料存放時間對密封圈耐遷移性能的影響。
PVC糊樹脂是制備密封圈的主體原料,不同聚合度的PVC糊樹脂對遷移量有的影響,因此在制備環(huán)保食品罐密封膠時應(yīng)選擇合適的PVC糊樹脂原料。本研究選擇PB1202(聚合度900),PB1302(聚合度1100),PB1702(聚合度1760),PB1704(聚合度2050)4種PVC糊樹脂進(jìn)行遷移量的研究。不同聚合度PVC在不同模擬液中增塑劑的遷移量的柱狀。
PVC糊樹脂對增塑劑吸收的主要形式是增塑劑在PVC顆粒內(nèi)通過毛細(xì)管效應(yīng)而進(jìn)行物理吸附,同時PVC糊樹脂對增塑劑吸收量的大小也是PVC糊樹脂顆粒內(nèi)孔隙率的間接反映。PVC糊樹脂聚合度的提高,形成的樹脂顆粒膨松,表觀密度減小,增塑劑吸收能力越強。PVC糊樹脂凝膠化是樹脂吸收增塑劑失去流動性的過程。在相同條件下塑化后,在聚合方法相同,顆粒形態(tài)相近的條件下,聚合度高的PVC糊樹脂體系游離的增塑劑也相應(yīng)較少。
PVC糊樹脂聚合度越高其密封圈遷移量越小,耐遷移能力越強。
由于實際生產(chǎn)中不會將制備好的膠料立刻使用完,使用時間一般持續(xù)5~7d,因此需要考慮到一個膠料的存放時間對其性能的影響。食品包裝罐隨著存放時間的延長密封圈的耐遷移性能降低,隨著時間的延長,一方面影響PVC密封膠料的均一性,方面增塑劑與樹脂結(jié)合力不強部份開始出現(xiàn)相分離,而導(dǎo)致整個體系的穩(wěn)定性降低,進(jìn)而使其耐遷移性能降低。
結(jié)論
(1)在聚合方法相同,顆粒形態(tài)相近的條件下,使用聚合度高的PVC糊樹脂制備的密封圈對增塑劑吸收的量大,因此耐遷移能力較強;為了適應(yīng)實際生產(chǎn)工藝,要求糊樹脂戮度小,可選擇PB-1302PVC糊樹脂或與其他聚合度樹脂復(fù)配;
(2)在添加發(fā)泡劑含量過高的密封圈其孔隙較大,導(dǎo)致增塑劑遷移到模擬液中的能力變強,又同時考慮到密封圈需要的彈性和密封要求,選擇2份發(fā)泡劑;
(3)pet透明食品罐不同的加工溫度對密封圈的塑化狀態(tài)有較大影響,在195℃時密封圈的塑化較合適;
(4)隨著膠料的存放時間延長,密封膠的穩(wěn)定性降低,進(jìn)而在實際生產(chǎn)中應(yīng)盡快使用膠料,不宜存放時間過久。