Сделай Сам Свою Работу на 5

Полиэтилентерефталатная пленка





Таблица 1.1 – Справочные показатели и нормы для майонезов и кетчупов

Наименование показателя Норма
рН 4,0 – 4,7
Эффективная вязкость, Па* С 5,0 – 20,0
Массовая доля поваренной соли, % В соответствии с техническим описанием для данного наименования майонеза.
Массовая доля сорбиновой кислоты, % То же

 

Майонез и кетчуп рекомендуется хранить при температуре не ниже 0°С и не выше 18 °С.

При минусовых температурах вода превращается в лед, кристаллы которого разрушают эмульсию и вызывают отделение жира.

Не допускается хранение майонезов на прямом солнечном свете, что ускоряет, прогоркание жира.

Дату выработки продукта наносят на крышку при фасовании в стеклянную банку или на наружной поверхности полимерной тары. [1, c.26]

Требования к упаковке майонеза и кетчупа

Майонез, кетчуп - продукты содержащие агрессивные компоненты: уксусную и лимонную кислоты, растительные масла, жиры и т.д.Упаковка майонеза, кетчупа и соусов должна обладать стойкостью к воздействию этих соединений.

В связи с этим, предъявляются дополнительные требования к упаковочному материалу для упаковки майонезов.



А так как соусы фасуются в горячем виде, упаковка кетчупа должна

выдерживать высокую температуру. Основной тарой для упаковки майонеза и кетчупа служат: стеклянные банки или бутыли, пластмассовые ведра и баночки. Третьей и самой распространенной категорией, на сегодняшний день, считается упаковка из многослойных полимерных материалов. Наиболее популярной формой пакета для упаковки майонеза и кетчупа - является дой пак. Привлекательность дой пак, в качестве упаковки майонезаи кетчупа складывается из его внешнего вида и удобства использования.

Итак, требования, предъявляемые к упаковке майонеза и кетчупа следующие: механическая прочность, термопрочность, влагонепроницаемость, жиронепроницаемость, сопротивляемость кислородному проникновению.

ПЭТФ пленка обеспечивает: барьер по газопроницаемости и жиро проницаемость. А внутренний слой из ПЭ обеспечивает: отличную герметичность, морозостойкость, формоустойчивостьупаковки майонеза.

ПЭТФ/ Al-я фольга /ПЭ композиция на основе алюминиевой фольги - это материал стойкий к воздействию температур (до 105 °С - пастеризация), что обеспечивает стойкостьупаковки майонеза и кетчупа при горячей фасовки.[3]



 

1.2 Обоснование выбора материала, конструкции и технологии упаковочного средства

1.2.1 Выбор упаковочного материала

Для реализации своей основной функции - обеспечить защиту содержимого от действия комплекса разрушающих факторов - упаковка должна иметь высокие барьерные свойства, т.е. обладать достаточной механической прочностью, герметичностью, химической стойкостью, иметь оптимальные показатели проницаемости (по отношению к газам, воде и ее парам, жирам и другим средам, в том числе агрессивным).

Серьезную защиту продукции от воздействия факторов внешней среды

(в основном влага и кислород воздуха) обеспечивают многослойные и комбинированные материалы, рассмотрим основные из них.

 

1)БОПП прозрачный + ПП прозрачный

а) прозрачная полипропиленовая плёнка с термосваривающими слоями
b) печать
c) адгезив
d) прозрачная полипропиленовая плёнка с термосваривающими слоями

Данный комбинированный материал производится методом сухого каширования (склеиваются две готовые плёнки, причём на одну из них предварительно наносится контрпечать). Упаковка из этого материала имеет отличный внешний вид. Нахождение краски между двумя слоями полипропиленовой плёнки исключает её контакт с упакованным продуктом и механическое повреждение красящего слоя при транспортировке и в процессе хранения и продажи. [6]

Применение:
Чаще всего в такой комбинированный материал упаковываются крупы и макаронные изделия.



 

2) БОПП прозрачный + БОПП металлизированный

а) прозрачная полипропиленовая плёнка с термосвариваемыми слоями
b) печать
c) адгезив
d) металлизация
e) прозрачная полипропиленовая плёнка с термосвариваемыми слоями

Двуосноориентированная полипропиленовая соэкструзионная пленка толщиной 20 - 40 мкм, имеет специальные добавки, придающие пленке непрозрачность и жемчужный цвет. Может отлично применяться для эстетичной и одновременно защитной упаковки. Сополимерный слой обеспечивает хорошую свариваемость, что позволяет ее переработку на вертикальных и горизонтальных упаковочных машинах типа "формование - заполнение - запечатка", оберточных машинах. [6]
Применение:

Для упаковки: мороженого, шоколадных батончиков, картофеля и хрустящих закусок; парфюмерии.

Особое признание пленка получила для упаковки мороженого на горизонтальных упаковочных автоматах.

Применение такой плёнки для упаковки картофельных чипсов позволяет повысить срок хранения продукта в два раза (с трёх до шести месяцев).

 

3) БОПП прозрачный + ПЭ

а) прозрачная полипропиленовая плёнка с термосвариваемыми слоями

b) печать
c) адгезив
d) прозрачная либо белая полиэтиленовая плёнка

Данный материал обеспечивает превосходную морозостойкость и отличную прочность сварных швов. Межслойная печать позволяет сохранить товарный вид упаковки после длительного хранения и многочисленных перемещений. К недостаткам данного материала относится некоторая замутненность, которую придает полиэтилен. [6]
Применение:
Замороженные продукты, крупы, молотые пылящие продукты.

4)ПЭТФ + ПЭ

а) ПЭТФ
b) печать
c) адгезив
d) прозрачная либо белая полиэтиленовая плёнка

Лавсан (полиэтилентерефталат) - представитель полиэфиров. Это продукт поликонденсации двухатомного спирта этиленгликоля HO-CH2CH2-OH и двухосновной кислоты - терефталевой (1,4-бензолдикарбоновой) кислоты HOOC-C6H4-COOH (обычно используется не сама терефталевая кислота, а ее диметиловый эфир). Полимер относится к линейным полиэфирам. Наличие регулярно расположенных по цепи макромолекулы полярных групп -О-СО- приводит к усилению межмолекулярных взаимодействий, придавая полимеру жесткость.

Биаксиально ориентированный полиэтилентерефталат обладает прекрасными барьерными, прочностными и оптическими свойствами, хорошо воспринимает цветную печать, но без слоя полиэтилена или полипропилена упаковочные материалы на его основе сварить обычными термическими методами сварки практически невозможно. [6]
Применение:
Вакуумная упаковка, жиросодержащие продукты: майонез, орешки, продукты бытовой химии.

 

5) ПЭТФ + ПП

а) ПЭТФ
b) печать
c) адгезив
d) прозрачная полипропиленовая плёнка

Биаксиально ориентированный полиэтилентерефталат обладает прекрасными барьерными, прочностными и оптическими свойствами, хорошо воспринимает цветную печать, но без слоя полиэтилена или полипропилена упаковочные материалы на его основе сварить обычными термическими методами сварки практически невозможно. [6]
Применение:
Барьерная упаковка, к которой не предъявляются высокие требования по механической прочности.

 

6) ПЭТФ + БОПП металлизированный + ПЭ

а) ПЭТФ плёнка
b) печать
c) адгезив
d) металлизация
e) прозрачная полипропиленовая плёнка с термосвариваемыми слоями
f) адгезив
g) полиэтиленовая плёнка

Данный комбинированный материал имеет весьма привлекательный внешний вид и хорошие прочностные свойства. Применение такого материала вполне оправдано, если в состав продукта входят окисляемые жиры, чувствительные к кислороду порошки с высокоразвитой поверхностью, интенсифицирующие процессы окисления. [6]
Применение:
Ароматонепроницаемая упаковка кофе, какао, сухого молока.

В масложировой промышленности активно используется комбинация ПЭТФ и ПЭНП. ПЭТФ пленки характеризуются высокой прозрачностью, высокой прочностью при растяжении, надрыве и раздире, морозостойкостью, устойчивостью к стерилизации, пастеризации, малой газо-, паро- и водопроницаемостью, устойчивостью к маслам, жирам, многим кислотам и растворителям, безупречными санитарно- гигиеническими свойствами.

ПЭТФ пленка выполняет функцию несущего слоя, на нее накладываются печатные краски, клей и ПЭВД пленка. Кроме того ПЭТФ пленка защищает красочный слой от внешних повреждений, придает глянец упаковке и обеспечивает устойчивость к сварным элементам. Слой клея скрепляет ПЭТФ и ПЭВД пленки, гарантируя термостабильность и целостность упаковки.[2, c.154]

Пленки полиэтиленовые устойчивы к низким температурам, практически влагонепроницаемы, обладают высокой устойчивостью к надрыву и разрыву, химической стойкостью, хорошей свариваемостью. ПЭВД повышает механическую прочность, жесткость, свариваемость, устойчивость к жирам, герметичность упаковки.

 

Свойства пленок и адгезивов:

Полиэтиленовая пленка

Основная часть производимого полиэтилена идет на производство пленочных материалов.

В настоящее время имеются три группы полиэтиленов:

1) низкой плотности (0,918 ÷ 0,930 г/см3);

2) средней плотности (0,930 ÷ 0,945 г/см3);

3) высокой плотности (0,945 ÷ 0,970 г/см3).

Наиболее распространенным материалом для производства пленок является полиэтилен низкой плотности.

Для получения полиэтиленовой пленки практически единственным техническим методом является экструзионный способ переработки. Это объясняется узким интервалом температур, при которых полиэтилен обладает оптимальной пластичностью, а также плохой растворимостью полиэтилена, вследствие чего получение пленок из раствора не может быть осуществлено. [2,c.61]

Поведение полиэтилена в производственных условиях пере­работки методом экструзии довольно точно характеризуется величиной текучести расплава — индексом расплава, который выражается как массовое количество полимера, проходящего при 190°С в течение 10 мин через стандартное сопло. Индекс расплава зависит от относительной молекулярной массы полимера и ряда других факторов.

Пленка из полиэтилена может быть получена тремя методами:

1) экструзией через кольцевое сечение с последующим раздувом фиксированным объемом воздуха до получения пленки нужной толщины;

2) экструзией через щелевое сечение с последующим контактированием полотна, выходящего из головы экструдера, с охлажденными высокополированными вальцами;

3) экструзией через щелевое сечение с быстрым охлажде­нием пленки в закалочной ванне с холодной водой.

Широкое распространение для получения пленки из полиэти­лена получил первый метод — метод раздувания горячего цилиндрического рукава, выдавливаемого из кольцевой щели экструзионной головки червячного экструдера. При раздувании пленка приобретает необходимую толщину, охлаждается, после чего рукав складывается в двойную плоскую ленту, направляемую на тянущие валики, которыми пленка непрерывно с постоянной скоростью вытягивается и подается на обрезку кромок и смотку. Тянущие валики одновременно плотно сжимают раздутый рукав пленки, не допуская утечки воздуха из внутренней части участка рукава между головкой экструдера и тянущими валиками.

Пленка, полученная методом раздува, почти одинаково ориентируется в продольном и поперечном направлениях, что обусловливает некоторое повышение механической прочности и практически одинаковые свойства пленки во всех направлениях. В то же время пленка, полученная этим методом, отличается мутностью, что связано с повышенной кристалличностью пленки, наблюдающейся вследствие медленного охлаждения полимера. Пленка, полученная по второму методу, обладает хорошими оптическими свойствами (низкая мутность, хороший блеск), но вследствие того, что ориентация пленки происходит в основном в одном направлении, механические свойства материала в поперечном и продольном направлениях значительно отличаются. [2,c.62]

Полиэтилен, получаемый по методу высоких давлений (полиэтилен низкой плотности), в процессе полимеризации кото­рого не вводится никаких дополнительных соединений (кроме кислорода), получил разрешение санитарных органов всех стран для использования в пищевой промышленности. [2,c.63]

Пленка из полиэтилена низкой плотности полупрозрачная, эластичная, без запаха и вкуса. Отличается высокой паро- и водонепроницаемостью, морозостойкостью (-70°С), легко сваривается при нагревании до 110 - 140°С, образуя, прочные швы, не плесневеет. Пленка проницаема для углекислого газа и кислорода, что дает возможность использовать ее в качестве упаковки «дышащих» продуктов (требующих газообмена при хранении) и не позволяет применять пленку для вакуум-упаковки. Наряду с высокой химической стойкостью полиэтилен низкой плотности мало устойчив к жирам: пленка набухает в жире, особенно при повышенных температурах, из полиэтилена экстрагируется жиром низкомолекулярная фракция полимера. [2,c.64]

Недостатками полиэтилена низкой плотности являются также низкая теплостойкость (+90°С), что не позволяет использовать его для стерилизации продуктов, и неспособность воспринимать печать.

Печать на пленку можно наносить только после обработки ее поверхности различными окислителями: хлором, озоном, двухромовокислым калием и др.

Благодаря появлению на поверхности полиэтилена полярных групп в результате такой обработки увеличивается адгезия красок к полимеру. [2,c.65]

Полиэтиленовая пленка может служить упаковочным материалом для многих видов пищевых продуктов. Пленка сваривается при температурах от 135°С до 260°С. Прочный шов получается при сварке под давлением и быстром охлаждении.

На проектируемом производстве будут использоваться коэструзионные трехслойные пленки на основе ПЭВД, полученные выдувным (рукавным) способом.

 

Рисунок 2 - Структура пленки на основе ПЭВД, применяемой в качестве термосвариваемого слоя в ламинатах ПЭТ/ПЭВД, ПЭТ/AL/ПЭВД и т. д.

 

Слой А (25%) - обработанный слой (обработка коронным разрядом) под печать или ламинацию.

Необходимая функция- обеспечение высоких адгезионных свойств при ламинировании с другим материалом (ПЭТ, БОПП, фольга, бумага и. т.д ), достигается:

- путем применения сополимеров на основе LDPE с присутствием полярных групп, усиливающих адгезионную совместимость как с полиуретановыми клеями, так и с другим пленочным материалом.

- минимальное содержание скользящих добавок и пигментов

- введение термостойких марок полиэтилена, которые не расплавятся под воздействием температуры и не нарушат структуру ламината.

Слой Б (50%) - внутренний слой

Необходимая функция - придание пленке необходимых физико-механических свойств (прочность, эластичность), оптических характеристик-(глянец, блеск, прозрачность), для пакетов типа Doy-pack устойчивость

 

формы упаковки. Барьерные свойства – прежде всего влагостойкость.

Пути достижения:

- введение смеси LDPE/LLDPE

- для придания формы и особой прочности и влагостойкости обычно используют полипропилен (PP) или полиэтилен высокой плотности (низкого давления) ПЭНД

Слой С (25%) - термосвариваемый слой.

Функция:

- обеспечение прочности и герметичности сварного шва, как при фасовке, так и при хранении, транспортировке;

- обеспечение высокой производительности фасовочного оборудования.

Высокое качество сварного шва достигается путем применения специальных сополимеров этилена.

Полиэтилентерефталатная пленка

Полиэфирная пленка не имеет запаха, вкуса, прозрачная, очень прочная, химически неактивная, с низкой паропроницаемостью. Основными физическими свойствами этого ряда пленок является устойчивость к разрыву в 1500 кгс/см2, причем у ПЭНП она составляет 150 кгс/см2, а у целлофана – около 500 кгс/см2.

Большой диапазон температур, при которых полиэфирные пленки сохраняют свои свойства: устойчивость ко многим растворителям и другим химикалиям, стабильность, устойчивость к износу и общая устойчивость, - очень важны для широкой сферы их применения.

Концентрированные щелочи при длительном воздействии разрушают полимер; такое же действие оказывает азотная кислота. Серная кислота растворяет и деструктирует полиэтилентерефталат. Он нерастворим в обычных широко применяемых органических растворителях. Растворяется при нагревании в феноле, м-крезоле, диметилформамиде, о-дихлорбензоле,

нит­робензоле и некоторых других соединениях. Вследствие нерастворимости полиэтилентерефталата в ши­роко распространенных растворителях формование пленок по­лимера из раствора не применяется. В настоящее вре­мя указанные пленки полу­чают тем или иным методом формования только из рас­плава.

Вследствие высокой температуры стеклования (80°С) получение прозрачных аморфных пленок из полиэтилентерефталата не вызывает каких-либо технологических трудностей. Од­нако такие пленки обладают небольшим сопротивлением разрыву (400÷500 кг/см2),малой жесткостью и высо­кими эластическими свойст­вами (500÷600%). Вытяж­ка аморфных пленок резко повышает прочностные свой­ства пленок в направлении растяжения; однако прочность таких пленок в направлении, пер­пендикулярном растяжению, очень мала. Если аморфную плен­ку закристаллизовать, она теряет свою прозрачность и становится очень хрупкой, что связано с образованием крупных сферолитных структур. Если же кристаллизацию проводить под натяжением — в условиях силового поля — прозрачность пленки сохраняется, и улучшаются ее механические характеристики. [12,c.153]

При формовании пленки методом раздувания полученный из кольцевой фильеры рукав после охлаждения пропускают через протягивающие валики, а затем в процессе раздувания вытягивают в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

Характерной особенностью плоскоориентированных и закри­сталлизованных полиэтилентерефталатных пленок являются их высокие физико-механические характеристики. Эта особенность пленок позволяет изготовлять пленочные материалы малой толщины, обладающие хорошими прочностными свойствами.

Полиэтилентерефталатная пленка применяется без введения добавок (пластификаторы, стабилизаторы и др.), не имеет запаха, отличается блеском, прозрачностью, хорошей хи­мической стойкостью, не подвержена действию бактерий, мо­жет выдерживать стерилизацию.

Благодаря такому комплексу ценных свойств полиэтилентерефталатные пленки за последние несколько лет начали широ­ко применяться для упаковки пищевых продуктов. Большое распространение получили пленки под фирменным названием мелинекс (английская фирма I.C.I.) и американская пленка майлар (фирма Du Роnt). Толщина пленки мелинекс 0,00635 - 0,254 мм, пленки майлар 0,00381- 0,3556 мм. [2,c.154]

Полиэфирные пленки обладают высокой химической устой­чивостью в кислотах, щелочах, растворителях, маслах, жирах и лаках, хорошо сопротивляются действию плесени.

Пленки разрушаются горячими фенолами и некоторыми производными фенола, полярными ароматическими соединения­ми, горячими концентрированными щелочами, концентрирован­ными кислотами. [2,c.156]

Пленка, полученная экструзией, аморфна; она находит при­менение в тех случаях, когда требуется термоформирующийся нетоксичный материал с низкой газопроницаемостью. Она ис­пользуется также для ячеистых упаковок.

Пленка, подвергнутая ориентации, но не закристаллизован­ная, сокращается при нагревании до температуры 80°С - 100°С. Такие пленки используются в США для упаковки ветчины и ин­деек, а в европейских странах — для изготовления некоторых колбас и других целей.

Недостатком пленок является трудность сваривания обычным электродным, термоимпульсным или высокочастотным способом. Поэтому чаще всего для получения шва полиэфирные пленки по­крывают термосваривающимися полимерами. [2,c.156]

В основном используются два типа покрытий: тонкие — сополимеры поливинилиденхлорида и относительно толстые — полиэтиленовые. Сополимеры винилиденхлорида наносятся в виде лаков и латексов,

полиэтилен — методом экструзии или путем склеивания пленок полиэтилена и полиэфира (наиболее распространено). Иногда применяется двойное ламинирование с полиэтиленом и поливинилиденхлоридом. При этом преследуются две цели: тонкая пленка поливинилиденхлорида уменьшает проницаемость материала, а толстые полиэтиленовые покрытия сообщают пленке термосвариваемость. Распространена тройная комбинация: полиэфир толщиной 0,0127 мм + поливинилиденхлорид толщиной 0,0025 мм + полиэтилен толщиной 0,0508 мм.

Чаще всего в упаковке используется полиэфирная пленка, покрытая одним слоем полиэтилена. Прочность сварного шва такого материала исключительно высока. Полиэтиленовый слой обеспечивает, кроме того, более высокую ударную прочность. [2,c.157]

Высокая термостабильность полиэтилентерефталата позволяет в пакетах из пленки замораживать пищевые продукты, а затем в этих же пакетах без размораживания варить продукты (так называемый способ кипячения в пакете).

Полиэфиры ламинируют с бумагой и картоном для изготовления различной тары. На полиэфирной пленке можно печатать большинством обычных методов с использованием специальных чернил. Применяется также металлизация пленок тонким слоем алюминия. Такую пленку применяют в основном для обертки конфет, шоколада и для декоративных целей.

Формование полиэфирной пленки под давлением — сравнительно простой процесс. Аморфная пленка формуется при 80°С ÷ 100°С; ее можно подвергать также вакуумному формованию. Вакуумформованием и прессованием пленки в сочетании со склеиванием и термоформованием изготовляют различные упаковки для жидкостей.

Кристаллическая пленка формуется хуже аморфной, но полученные изделия отличаются устойчивостью формы. [2,c.157]

 

Структура ПЭТФ придает материалу поистине уникальные свойства:

- высокую прозрачность в аморфном состоянии;

- низкую газопроницаемость, а следовательно, отличные барьерные свойства;

- стойкость к воздействию жиров и минеральных кислот;

- высокую ударопрочность (90 кДж/м2) в широком диапазоне температур;

- низкий коэффициент влагопоглощения;

- легкое окрашивание в массе;

- великолепное «восприятие» цветной печати;

- хорошую перерабатываемость методами экструзии, литья под давлением, термоформованием.

Подобный набор свойств обусловливает широкое применение ПЭТФ в упаковочной промышленности.

Для производства гибких упаковочных материалов используют ориентированные пленки (ОПЭТФ). Их получают также методом плоскощелевой экструзии с последующей вытяжкой пленки в продольном и поперечном направлении. Пленки ОПЭТФ отличаются высокой прочностью, прозрачностью, способностью к металлизации и производятся толщиной от 8 до 30 мкм.

Ламинированные ОПЭТФ-пленки используют для вакуумной упаковки мясных и рыбных продуктов. ОПЭТФ-пленка хорошо металлизируется в вакууме, что дополнительно улучшает ее барьерные свойства. Ламинирование такого материала слоем ПЭ увеличивает стойкость к растрескиванию, проколам и знакопеременным нагрузкам. Из такого материала изготавливают пакеты для чипсов, кофе, шоколада, бисквитов.

Недостатки: невысокая термостабильность расплава, чувствительность к воздействию влаги, а также способность кристаллизоваться при температуре выше 80°С, что создает определенные технологические трудности при переработке ПЭТФ в изделия. ПЭТФ химически недостаточно стоек к длительному воздействию щелочей, что ограничивает его применение для упаковки некоторых видов косметической (шампуни, жидкое мыло) и пищевой продукции, содержащей щелочную среду.

 

Алюминиевая фольга

Пищевая алюминиевая фольга - один из популярных материалов для упаковки продуктов питания. Ее особая прочность, жаростойкость позволяет обеспечить срок хранения продуктов, который не "под силу" ни одному синтетическому материалу (не случайно оборонная промышленность широко использует алюминиевую фольгу для хранения солдатских пайков). Кроме того, фольга незаменима для упаковки полуфабрикатов, рынок которых имеет во всем мире стойкую тенденцию к расширению. При этом фольга безвредна для здоровья. Ослабление популярности фольги можно объяснить двумя причинами: во-первых, экономическими (пленочные материалы дешевле, позволяют снизить вес упаковки, имеют высокие печатно-технические свойства); во-вторых, экологическими (полимеры можно вторично перерабатывать).

Поскольку политика здорового питания предопределяет повышенные требования к упаковочным средствам, в перспективе возможно создание группы материалов нового поколения с уникальным прогнозируемым комплексом свойств. Перспективным направлением является создание материалов с антимикробными добавками. Первые шаги в этом направлении сделаны совместно Троицкой бумажной фабрикой и ОАО "Технобум", был разработан пергамент "Троицкий", в состав которого входит такая добавка. Проведенные исследования показали, что за счет поверхностной модификации пергамента удалось достигнуть выраженного ингибирующего эффекта по отношению к плесени. Материал предназначен для расфасовки и увеличения срока хранения в нем творога, сырково-творожных изделий, сливочного масла. Разработанный материал является хорошей альтернативой кашированной фольге и металлизированным бумагам, будучи в три раза

 

дешевле. Безусловно, работы в данном направлении будут углубляться, и развиваться на других видах упаковочных систем. Упомянутые направления создания материалов нового поколения не являются единственными. Проблем в этой области много, основная из которых – максимальное адаптирование упаковки к конкретным видам вновь разрабатываемой фасуемой молочной продукции.

Перейдем к основным функциональным характеристикам фольги как упаковочного материала.

Самое основное - непроницаемость. Фольга практически не пропускает газы и пары, несмотря на ее незначительную толщину. Она имеет упорядоченную сетку из атомов металла, расположенных так плотно, что никакой газ помимо водорода проникать через нее не может. Синтетические же материалы имеют в основе своей цепочкообразные макромолекулы, удерживаемые вместе благодаря силам сцепления. Однако в структуре вещества при этом остаются весьма существенные полые пространства. При разности давлений водяного пара на двух сторонах синтетической пленки создается парциальное давление. В результате происходит проникновение водяного пара с более влажной стороны пленки сквозь сетку макромолекул на более сухую и повторное испарение.

Естественная поверхностная окись, которой покрывается алюминиевая фольга в воздушной среде, служит своего рода барьером и в значительной степени предотвращает возникновение коррозии и воздействие химически активных веществ. Это говорит о такой качественной характеристике фольги, как сопротивляемость коррозии.

Алюминиевая фольга совместима с любыми пищевыми продуктами. Она не токсична. Она не придает пищевым продуктам какого-либо постороннего запаха или привкуса, не пропускает воду и другие жидкости, не впитывает смазывающие вещества. В процессе производства фольга приобретает стерильность, что препятствует созданию благоприятной среды для жизни бактерий. Она является материалом, инертным практически для любых пищевых продуктов, напитков, а также косметики и т. д. Этим объясняется и широкое применение фольги для упаковки медицинских препаратов, к условиям, хранения которых предъявляются особенно жесткие требования.

Фольга - это, пожалуй, единственный материал, которому с такой легкостью можно придать требуемую конфигурацию. Ее можно изгибать и складывать как угодно. Едва ли удастся упаковать во что-нибудь кроме фольги, например, шоколадного Деда Мороза или зайца, точно повторив форму изделия.

Еще одно интересное наблюдение: фольга в упаковке создает ощущение престижного, дорогого, экологически чистого и качественного продукта. И упаковка с качественной фольгой внутри вызывает больше доверия: не подделка! У нас осталась добрая традиция непременно обертывать фольгой что-то лучшее, неординарное, праздничное: шоколадные конфеты в отличие от карамели, горлышки бутылок с шампанским и лучшими сортами пива. Последнее совершенно не функционально, но весьма эстетично.

 

Полиуретановые клеи

Полиуретановые клеи принадлежат к двухкомпонентным клеевым композициям. Одним из компонентов является полиизоционат, а другим – многоатомный спирт или гидроксилсодержащий полиэфир, которые при взаимодействии (иногда в присутствии инициаторов) превращаются в полиуретаны. В состав полиуретановых клеев входят алифатические или ароматические изоцианаты, содержащие в молекуле две или более изоцианатные группы (2,4- и 2,6-толуилендиизоцианаты, трифенилметантриизоцианат и др.).

Полиуретановые клеи характеризуются высокой адгезией к большинству материалов, что обусловлено высокой полярностью NCO-групп. Кроме того, эта функциональная группа может вступать в химические реакции с реакционноспособными группами на поверхности склеиваемых тел,

например гидроксильными. С этими клеями следует работать без воды и кислот, так как изоцианаты, вступая в реакцию с этими соединениями, образуют углекислый газ.

Жизнеспособность клея 1-3 часа, поэтому клеевую полиуретановую композицию рекомендуется применять сразу после смешения компонентов, поскольку прочностные свойства клеев ухудшаются за счет повышения вязкости композиции по мере хранения. Максимальная прочность – до 20 МПа (200 кгс/см²) – клеевых соединений дуралюмина для полиуретановых клеев получается при толщине клеевого шва от 50 до 150 мкм.

ПУ-клеи устойчивы к действию воды и растворителей, имеют хорошую эластичность и термостойкость. Однако из-за токсичности изоцианатов и их способности взаимодействовать с влагой воздуха требуется специальная технология склеивания и тщательный контроль содержания исходных компонентов.

Полиуретаны содержат в макромолекулах уретановые группы HNCOO, отличающиеся высокой энергией когезии. Кроме уретановых в макромолекулах могут быть амидные, мочевинные, аллофанатные, эфирные и другие функциональные группы, что обусловливает исключительное разнообразие структуры и свойств полимеров. Свойства полиуретанов в большой степени зависят от природы, числа и распределения межмолекулярных, а также водородных связей между уретановыми группами, уретановой и сложноэфирной группами, а также между уретановой группой и кислородом простой эфирной связи.

В процессе исследования связи между строением и адгезионными свойствами полиуретанов было установлено, что хорошие клеящие свойства имеют полимеры, в которых чередуются алифатические и ароматические звенья, например, продукт взаимодействия гидроксилсодержащего эфира на основе себациновой кислоты, гликоля и глицерина с толуилендиизоцианатом.

Физико-механические свойства клеев на основе сшитых полиуретанов зависят не только от природы олигомера и изоцианата, но и от плотности пространственной сетки, а также молекулярной массы олигомера. Наличие сеток изменяет физико-механические и реологические свойства полиуретанов, приближая их к свойствам блок-сополимеров.

Полиуретановые клеи могут быть трех типов. Наиболее распространены двухкомпонентные составы, состоящие из изоцианата и диола (полиэфира). Такие клеи готовят перед применением; образование полиуретана происходит непосредственно в клеевом шве в процессе отверждения клея. В зависимости от природы изоцианата и диола клеи могут содержать или не содержать растворитель.

Второй путь – получение полиуретана и приготовление раствора этого продукта в органическом растворителе. Полиуретан может быть синтезирован непосредственно в растворе, в неактивном по отношению к изоцианату растворителе, например в этилацетате. Для прекращения реакции и удаления непрореагировавшего изоцианата используют этиловый спирт. Склеивание такими клеями проводят при повышенных температурах.

Повышение адгезии полиуретановых клеев достигается при увеличении содержания уретановых групп и степени разветвленности полимера. Для этого в раствор клея непосредственно перед использованием вводят форполимер со свободными изоцианатными группами. Использование форполимера позволяет предотвратить преждевременное отверждение клеевого раствора, так как содержание в форполимере реакционноспособных изоцианатных групп незначительно. Такие клеи сохраняют жизнеспособность в течении нескольких месяцев, а окончательное отверждение протекает чрезвычайно быстро.

К полиуретановым клеям третьего типа относят однокомпонентные составы, отверждаемые водой. Такие клеи могут длительно сохранять клеющую способность при отсутствии контакта с влагой, но сравнительно

быстро отверждаться при комнатной температуре после нанесения на субстрат, абсорбируя влагу из него и окружающего воздуха. Скорость отверждения возрастает с увеличением концентрации воды в клее и повышением температуры.

К недостаткам клеев, отверждаемых водой, относятся чрезмерно высокая вязкость, осложняющая использование клея, неудовлетворительное смачивание склеиваемой поверхности, сложность нанесения тонкого слоя клея. Нагреванием клея до 90°С или введением незначительного количества растворителя эти недостатки устраняются, так как вязкость при этом может быть снижена до 0,3 Пас.

Преимуществами полиуретановых клеев являются: высокая адгезия к большинству материалов, влагостойкость, термостойкость, эластичность. Недостатками являются: токсичность, в жидком состоянии реагируют с водой и кислотами. Применяются полиуретановые клеи для склеивания металлов и неметаллов, стекла, ткани, кожи, керамики и т.д.

При выборе клея следует учитывать природу склеиваемых материалов, условия эксплуатации клеевых соединений (рабочая температура, действующие нагрузки, продолжительность эксплуатации, окружающая среда и т.п.), условия склеивания, стоимость клея, его цвет, токсичность, горючесть, и т.д.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.