Ruben J. Hernandez 8 Vật liệu đóng gói thực phẩm

Ruben J. Hernandez
8 Vật liệu đóng gói thực phẩm,
8.1.1 Các yếu tố kinh tế chính của bao bì nhựa
8.3.2 PVC
8.1.1.1 Chi phí phát triển
8.1.1.2 Chi phí một lần
8.1.1.3 Chi phí vật liệu đóng
gói 8.1.1.4 Chi phí máy đóng gói ngoài một lần 8.1.1.5 Chi
phí quy trình đóng gói 8.1.1.6
Chi phí phân phối
8.3.2.1 Khái quát
8.1.2 Phân tích chi phí của thùng nhựa cứng
8.1.2.1 Ép phun (IM)
8.1 Giới thiệu
8.1.2.2 Đúc thổi 8.1.2.3
Định hình nhiệt 8.1.2.4
Bao bì linh hoạt 8.2 Nhựa
trong bao bì thực phẩm 8.2.1 Đặc
tính của nhựa nhựa 8.2.2 Đặc tính
của tấm và màng dùng cho bao bì linh hoạt 8.2.3 Nhựa và FDA
8.3 Các loại nhựa chính
8.3.1 Polyolefin
8.3.1.1
Polyethylene 8.3.1.1.1
Polyethylene mật độ thấp 8.3.1.1.2
Ethylene Vinyl Acetate 8.3.1.1.3
Axit Ethylene Acrylic 8.3.1.1.4
Ionomer
8.3.1.3 Metallocene
8.3.1.1.5 Polyethylene mật độ cực thấp
8.3.1.1.6 Polyethylene mật độ thấp tuyến
tính 8.3.1.1.7 Polyethylene mật độ cao
8.3.1.2 Polypropylene
8.3.1.2.1 PP Homopolymer
8.3.1.2.2 PP Random Copolymer
Thuộc tính rào
cản và lựa chọn
NỘI DUNG
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Machine Translated by Google

8.3.2.2 Thuộc tính
8.3.2.3 Ứng dụng
8.3.2.4 Mối quan tâm về PVC và FDA
8.3.2.5 Các nhà cung cấp PVC (Không chiết rót linh hoạt)
8.5 Chuyển khối lượng trong hệ thống đóng gói
8.3.3 Copolyme vinylidene clorua 8.3.3.1
Khái quát 8.3.3.2
Các dạng Saran 8.3.3.3
Ứng dụng 8.3.4
Polystyrene
8.4.6.1 Thuốc
nhuộm 8.4.6.2 Chất màu hữu
cơ 8.4.6.3 Chất màu vô cơ
8.4.6.4 Chất màu hồ
8.4.6.5 Chất tạo màu ngọc trai
8.4.6.6 Chất tạo màu và FDA 8.4.7
Chất ổn định nhiệt 8.4.8
Chất hóa dẻo 8.4.9
Chất ổn định tia cực
tím 8.4.10 Các chất phụ gia khác
8.5.1 Truyền khối lượng qua các lỗ vi mô
8.3.4.1 Polystyrene mục đích chung
8.3.4.2 Polystyrene tác động cao
8.3.4.3 PS có thể mở rộng
8.3.4.4 Nhà cung cấp Homopolymer PS 8.3.5
Rượu Ethylene Vinyl 8.3.5.1
Chung 8.3.5.2
Thuộc tính 8.3.5.3
Ứng dụng 8.3.5.4 Nhà
cung cấp 8.3.6
Nylon 8.3.6.1
Thông tin chung
8.3.6.2 Tính chất
8.3.6.3 Ứng dụng
8.3.6.4 Nhà cung cấp Nylon 6
8.3.7 Polyethylene Terephthalate
8.3.7.1 Thông tin
chung 8.3.7.2 Tính
chất 8.3.7.3 Ứng dụng
8.3.7.4 Copolyesters dẻo nhiệt 8.3.7.5
Polyethylene Naphthalate 8.3.7.6 Nhà
cung cấp 8.3.8 Nhà
cung cấp Polycarbonate
8.3.8.1 8.3.9 Màng
phủ silica và phủ nhôm 8.4 Phụ gia nhựa 8.4.1 Chất
chống mờ 8.4.2 Chất
chống chặn 8.4.3 Chất kháng
khuẩn 8.4.4 Chất
chống oxy hóa 8.4.5
Chất chống tĩnh điện
8.4.6 Chất tạo màu
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Machine Translated by Google

8.1.1 CÁC YẾU TỐ KINH TẾ CHÍNH CỦA BAO BÌ NHỰA
8.5.2.7 Áp dụng tính thấm cho phần vật liệu và ước tính thời hạn
sử dụng
8.5.1.1 Khuếch tán qua lỗ siêu nhỏ trên màng chắn 8.5.1.2 Khuếch tán
Knudsen
Thị phần nhựa trên thị trường bao bì đang tăng trưởng với tốc độ đáng kể, thay thế một phần giấy,
thủy tinh và kim loại. Do sự kết hợp các đặc tính độc đáo của chúng, nhựa đã mở rộng ngành công
nghiệp đóng gói đến mức độ phức tạp. Hộp nhựa có trọng lượng nhẹ, chống vỡ, trong suốt, dẻo, có
thể ép được, có thể đúc thành các hình dạng phức tạp, dễ tô màu và in, có thể vặn lại, khử trùng,
tái sử dụng và tái chế. Nhựa có nhiều sự cân bằng tích cực trong phạm vi các đặc tính linh hoạt
của chúng, bao gồm xử lý dễ dàng, tính chất cơ học tốt, phạm vi nhiệt độ xử lý lớn, mật độ thấp
nhất trong số các vật liệu đóng gói và (dù tốt hay xấu) chúng là vật liệu có khả năng thấm. Ngoài
ra, nhựa có khả năng cạnh tranh kinh tế về chi phí với giấy, thủy tinh, thép và nhôm. Một phân
tích ngắn gọn về chi phí của bao bì nhựa hiện được trình bày.
So sánh chi phí của nhựa giữa năm 1980 và 1996 được trình bày trong
Bảng 8.1.
Mặc dù giá nhựa
biến động lên tới 40% trong một thời gian ngắn nhưng so với giá năm 1980 thì chúng vẫn khá ổn
định. Nhu cầu về nhựa từ năm 1993 đến năm 1988 được trình bày trong
Bảng 8.2.
8.5.1.2.1 Đường tự do trung
bình 8.5.1.3 Dòng chảy trong lỗ rỗng
trung gian 8.5.1.4 Dòng chảy qua lỗ
rỗng lớn 8.5.1.5 Dòng khí thủy động lực học (Dòng Poiseuille)
Giá bao bì đóng gói phụ thuộc vào loại chất liệu và hình dáng bao bì mong muốn. Các quy trình
chuyển đổi phức tạp (ví dụ: đúc thổi, phủ và cán mỏng) sẽ làm tăng thêm chi phí của gói thành
phẩm. Giá sản phẩm bao bì bị ảnh hưởng bởi chi phí nguyên liệu thô, cạnh tranh công nghệ, hội nhập
dọc và cơ hội thay thế nguyên liệu. Giá cả bị ảnh hưởng bởi điều kiện kinh tế trong nước, suy
thoái dẫn đến cung vượt cầu và chu kỳ tăng trưởng làm căng thẳng năng lực sản xuất. Nhu cầu quốc
tế về hàng hóa và vật liệu đóng gói cũng ảnh hưởng đến giá cả. Các gói hàng có thể được sản xuất
tại nhà hoặc mua trực tiếp từ các nhà đúc khuôn và chuyển đổi hoặc từ các nhà phân phối độc lập.
Mặc dù vật chứa có thể được lấy từ bất kỳ nguồn nào trong số này nhưng hiếm khi có thể lấy được
tất cả các thành phần đóng gói từ một nguồn duy nhất. Thông thường, chai, nắp, màng, nhãn, pallet
và màng bọc được sản xuất bởi các nguồn độc lập.
8.6 Kết luận Nhận xét Tài
liệu tham khảo
8.5.1.5.1 Phát hiện rò rỉ
8.5.2 Độ thấm 8.5.2.1
Vật liệu rào cản 8.5.2.2
Cơ chế thẩm thấu 8.5.2.3 Độ thấm,
WVTR và tốc độ truyền khí 8.5.2.4 Các biến ảnh hưởng đến độ
thấm 8.5.2.4.1 Ảnh hưởng của nhiệt độ 8.5.2.5
Đo độ thấm 8.5.2.6 Cấu trúc nhiều
lớp 8.5 .2.6.1 Độ thẩm thấu
8.5.2.6.2 WVTR
8.1 GIỚI THIỆU
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
(Số lượng xe tải) năm 1980 và 1996
5. Chế tạo mẫu để kiểm tra gói hàng trong tình huống thực tế.
được phân loại như sau.
ý tưởng.
10. Dụng cụ sản xuất bao gồm nhưng không giới hạn ở khuôn, tấm thạch cao làm mũ,
và thùng chứa.
1. Xác định các đặc điểm của gói hàng có tính đến bản chất của gói hàng
6. Có thể cần có một chương trình đánh giá mẫu để đánh giá các quá trình và
sản phẩm, yêu cầu của FDA và nhu cầu của khách hàng.
điều kiện thị trường, tức là xử lý thô bạo hoặc nhiệt độ cao.
7. Chuẩn bị phân tích chi phí và thông số kỹ thuật có tính đến kết quả của
2. Tìm kiếm khái niệm; khi một số loại vật liệu đóng gói có thể phục vụ như nhau
3. Thiết kế để mang lại sự kết hợp tốt nhất giữa chất liệu, hình dạng, kích thước, hình thức, màu sắc,
cùng một mục tiêu thì phải xem xét ít nhất hai gói khác nhau.
tính năng đặc biệt và thời hạn sử dụng của sản phẩm.
chương trình lấy mẫu.
sản xuất bao bì đến hậu cần và sự hài lòng của người tiêu dùng.
8. Thử nghiệm tiếp thị để đánh giá ở quy mô nhỏ toàn bộ kế hoạch phát triển từ
BẢNG 8.1
8.1.1.1 Chi phí phát triển
4. Chuẩn bị các mô hình trọn gói để làm cơ sở đánh giá và đánh giá của khách hàng
9. Những cải tiến về thiết kế và thông số kỹ thuật có thể cần thiết để cải tiến bản gốc
Giá so sánh của các loại nhựa thông dụng
Theo Leonard (1980), các yếu tố chính quyết định chi phí của một gói hàng có thể là
nghiên cứu.
0,55
LDPE, ép đùn
0,64
LLDPE, đùn
$/lb
0,52
0,41
HÔNG
0,45
0,55
Polystyrene
Hợp chất PVC
0,55
Acrylic
0,940–0,965
0,65
Ni-lông 6,
0,915–0,942
1,35–1,41
0,92
0,46
1.220–1.400
0,33
Lưu ý: Giá Resin có thể dao động tới ±40% so với giá thị trường
chất đồng trùng hợp PVC
polyetylen mật độ; LLDPE = LDPE tuyến tính; HIPS = cao
1,42
0,57
HDPE, đúc thổi
1,90
0,895–0,910
va chạm polystyrene; PET = polyetylen terephthalat; PVC =
0,47
0,55
Polypropylen
0,54
Mật độ (g/ml) 1980 1996
Nhựa
0,47
1.120–1.140
1,05–1,06
0,50
giá nhất định. HDPE = polyetylen mật độ cao; LDPE = thấp
0,918–0,940
THÚ CƯNG
polyvinyl clorua.
0,46
1h30
Polycarbonate
1h30
Machine Translated by Google

b
giới hạn có thể.
2. Nhà cung cấp khuôn hoặc khuôn cho bao bì, nắp, bao bì thứ cấp.
4. Thiết bị dây chuyền đóng gói hoặc phụ tùng thay thế.
3. Tấm in, khuôn dập hoặc ống trụ.
5. Lắp đặt thiết bị.
12. Chi phí khởi động sẽ phát sinh khi bắt đầu sản xuất.
trong việc ước tính chi phí đóng gói.
8.1.1.2 Chi phí một lần
8.1.1.3 Chi phí vật liệu đóng gói
Chi phí một lần là những khoản chi tiêu chỉ được thực hiện một lần trong thời gian dự kiến
1. Nhựa hoặc màng để làm thùng chứa.
Trong nhiều trường hợp, chi phí của nhựa là thành phần chi phí trọn gói chính và giá của nó
bưu kiện.
1. Máy làm đồ chứa, có thể bao gồm, ví dụ, máy tạo hình túi hoặc máy thổi
có thể được sử dụng để ước tính giá của container. Các yếu tố số liên quan
BẢNG 8.2
giá nhựa và giá hộp đựng có thể là hướng dẫn hữu ích cho kỹ sư thực phẩm
thợ đúc.
Nhu cầu về nhựa trong thùng chứa linh hoạt và cứng nhắc
11. Một chương trình kiểm soát chất lượng để quy định các yêu cầu, thuộc tính chất lượng và cho phép
2.4
LLDPE
Tốc độ tăng trưởng trung bình hàng năm dự kiến từ năm 1993 đến năm 1988.
Nhựa
Nylon
—
4.1
1.4
Lưu ý: LDPE = polyetylen mật độ thấp; LLDPE = LDPE tuyến tính; PP = polypropylen; HDPE = cao
6,7
–3.6
—
PVC
3,9
8,7
0,6
Phỏng theo Shroeder, GO, Bách khoa toàn thư về nhựa hiện đại, McGraw-Hill, NY, 1995, A-35.
100,0
–2.6
Khác
0,7
1.2
a Phần trăm nhu cầu giữa năm 1993 và 1988.
Nhu cầu (%)a Tăng trưởng (%)b Nhu cầu (%)a Tăng trưởng (%)b
9,8
LDPE
43,9
EVA
—
3.2
—
4.0
2.9
3.6
HDPE
5707 c
25,7
5,4
Tổng cộng
0,9
19.3
Polyurethane
9,0
—
Bao bì cứng nhắc
4,7
= polyvinyl axetat.
4.4
10.7
TP polyester
2.3
—
3,5
9,9
4.3
c Dự kiến tổng nhu cầu năm 1988.
3.3
PP
100,0
38,3
PVA
3.0
0,9
15,5
polyetylen mật độ; PVC = polyvinyl clorua; PS = polystyren; EVA = etylen vinyl axetat; PVA
2.7
—
Bao bì linh hoạt
–2.1
3,9
12.2
3.3
Tái bút
8,4
—
Tổng nhu cầu nhựa, tính bằng Mkg 4426 c
0,5
4.1
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Machine Translated by Google

2. Vận chuyển hàng hóa xuất khẩu.
5. Hệ số lãng phí do hư hỏng, mất mát trong quá trình sản xuất, đóng gói hoặc in ấn
container 6. Lấy mẫu và kiểm tra
Nhựa cấp thực phẩm đắt hơn loại nhựa thông dụng vì chúng yêu cầu các điều kiện quy trình hợp vệ
sinh, các chất phụ gia của Cơ quan Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) cũng như các hạn
chế trong việc sử dụng phế liệu và các điều kiện làm lại. Trong trường hợp polyvinyl clorua
(PVC), việc bổ sung chất ổn định nhiệt, màu sắc và chất làm dẻo khiến giá nhựa thô gần như tăng gấp đôi.
Cm X Cm
Mật độ nhựa ảnh hưởng trực tiếp đến giá thành của hộp nhựa. Đối với một vùng chứa nhất định,
8.1.1.4 Chi phí máy đóng gói không phải chi phí một lần
=
trong đó X = d1r1/d2r2, và d1 và d2 là mật độ tương ứng của nhựa. Ví dụ: nếu d2 = 0,953 g/cm3, r2 =
0,385 USD, d1 = 1,257 và r1 = 0,63 USD thì X = 2,157, tức là hộp đựng làm bằng nhựa 1 sẽ có giá bằng
2,157 so với nhựa 2.
1. Cho thuê hoặc cho thuê thiết bị, máy móc 2.
Dịch vụ và bảo trì 3. Khấu hao
máy móc, thiết bị phụ trợ đã mua 4. Năng lượng và tiện ích
Giá vật liệu trong thùng, Cm, là
Cm A dr W r
8.1.1.5 Chi phí quá trình đóng gói
1. Lao động trực
tiếp 2. Lao động
gián tiếp 3.
Chi phí chung 4. Vật liệu phụ
=
=
8.1.1.6 Chi phí phân phối
Trong đó A là diện tích gói hàng, l là độ dày trung bình của nó, d là mật độ nhựa và r là chi phí
nhựa trên một đơn vị khối lượng.
2. Đóng gói cho lô hàng nhập vào 3. Vận
chuyển hàng hóa nhập
vào 4. Bảo quản và xử lý vật liệu đóng gói từ nhà cung cấp đến khâu đóng gói của nhà đóng gói
Nếu thùng chứa có thể được làm bằng hai loại nhựa khác nhau có giá r1 và r2 khi độ dày của thùng
chứa không đổi thì chi phí của thùng chứa 1 liên quan đến giá trị mật độ của chúng.
1. Xử lý lưu trữ và lưu kho.
dòng
1
2
8.1.2 PHÂN TÍCH CHI PHÍ CONTAINER NHỰA CỨNG
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Machine Translated by Google

Nắp phân phối cho chai chất tẩy rửa và nắp nút đẩy khí dung được làm từ nhiều bộ phận. Điều
này đòi hỏi sự kết hợp giữa nhiều khuôn và lắp ráp khiến giá thành của những mảnh này cao hơn
nhiều so với quy định 50%. Một số yếu tố làm tăng chi phí bao gồm:
1. Hạt nhựa
4. Kích thước lô vài triệu chiếc sẽ tiết kiệm chi phí hơn so với số lượng nhỏ
vài chục nghìn
2. Nấm mốc và sâu răng; chi phí khuôn được khấu hao trên một triệu chiếc
3. Quy trình đúc (nhân công, năng lượng và chi phí chung)
4. Phế liệu bỏ đi hoặc nghiền nát để tái sử
dụng 5. Lắp ráp, hoàn thiện và/hoặc trang trí
5. Quyền sở hữu khuôn (Nếu nhà sản xuất hộp đựng là chủ sở hữu của khuôn, thì thợ ép phun
sẽ bán các sản phẩm đó dưới dạng hàng tồn kho thay vì sử dụng khuôn của khách hàng.)
8.1.2.2 Đúc thổi
Vì vậy, sản phẩm đúc càng đơn giản thì giá thành càng thấp.
Ví dụ, các chốt đúc đơn giản, tức là các chốt cài, được làm trên hai mảnh.
Như được chỉ ra trong
Bảng 8.2 ,
các loại nhựa phổ biến nhất dùng làm vật chứa đúc thổi là:
polyetylen mật độ cao (HDPE), polyeste dẻo nhiệt, polystyrene và PP. Họ chiếm 90% thị trường.
Hộp đựng đúc thổi cứng, chủ yếu là chai, được sử dụng rộng rãi trong đồ uống, thực phẩm, dược
phẩm, sản phẩm tẩy rửa và nhiều ứng dụng khác.
khuôn và tuân theo quy tắc 50%.
So với hộp đựng bằng thủy tinh, tỷ lệ chi phí của nhựa polyolefin so với thủy tinh là 1,4 trên
1. Nhưng trọng lượng thấp hơn của hộp nhựa giúp giảm chi phí vận chuyển và có thể cân bằng chi phí
nguyên liệu thô giữa polyolefin và hộp đựng bằng thủy tinh. Theo nguyên tắc chung, giá vận chuyển số
lượng lớn đóng hộp lớn đựng chai nhựa HDPE tự nhiên gấp khoảng 3,2 lần so với giá vận chuyển hàng rời.
8.1.2.1 Ép phun (IM)
Cần có các thao tác đúc phức tạp hơn đối với nắp vặn có ren không lót dùng cho chai thủy
tinh. Trong trường hợp này, sợi chỉ ngăn không cho nắp bị tháo ra khỏi khuôn bằng một cú đẩy đơn
giản, giống như các chốt. Điều này đòi hỏi một khuôn có giá cao gấp đôi so với khuôn lắp vào.
Tác động thực tế đến chi phí của nắp rất khó ước tính vì có nhiều biến số, tức là số khung,
khoang, dụng cụ và thời gian đạp xe, ảnh hưởng đến thiết kế và vận hành của khuôn. Nắp ren không
lót có thể đắt gấp 3,4 lần giá nhựa. Nếu lắp thêm lớp lót bằng ván sợi và lớp nhựa vào nắp, giá
thành có thể tăng từ 25 đến 30% so với nắp không có lớp lót.
IM được sử dụng để sản xuất các thùng chứa và các bộ phận, tức là các nắp đậy, đòi hỏi độ chính
xác cao về kích thước của chúng. Nguyên tắc chung cho các hoạt động sản xuất lớn và hình dạng
sản phẩm đơn giản là chi phí của một thùng chứa hoặc một bộ phận cao gấp đôi chi phí của nhựa -
nhựa chiếm 50% chi phí của thùng chứa - (Leonard, 1980). Ví dụ: 1000 bao bì polypropylene (PP)
có giá 0,46 USD/lb. và mỗi chiếc nặng 10 g sẽ có chi phí sản xuất khoảng C = 2 × 1000 × 10 ×
0,46/454 = 20,2 USD/1000 chiếc. Các thành phần chi phí chính của các sản phẩm đúc phun là
1. Độ phức tạp của chi tiết đúc 2.
Nhiều chi tiết cần được lắp ráp thủ công bổ sung 3. Thực hành
kiểm kê của nhà đúc độc quyền (Một thợ đúc tùy chỉnh sản xuất dựa trên các đơn đặt hàng
hiện có có chi phí thấp hơn so với một thợ đúc dự trữ hàng tồn kho và duy trì số lượng
hàng tồn kho kho.)
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Machine Translated by Google

Bao bì định hình nhiệt được làm từ các tấm vật liệu nhựa nhiệt dẻo. Polyethylene, PVC, Ionomers,
PETG, polystyrene và cellulose acetate là những loại nhựa phổ biến được sử dụng làm bao bì định
hình nhiệt. Các tấm được chuẩn bị bằng cách ép đùn hoặc cán.
ít tốn kém hơn so với khuôn thổi và khuôn ép phun.)
8.1.2.4 Bao bì linh hoạt
Các thùng chứa linh hoạt hoặc không cứng được làm từ màng nhựa và cấu trúc nhiều lớp kết hợp
nhựa, giấy, giấy bạc và nhôm oxit, màng phủ silica hoặc kim loại. Cấu trúc có thể trong suốt,
mờ đục, có màu hoặc được kim loại hóa. Những vật liệu này được tạo thành túi, túi đứng, lớp lót
và giấy gói. Hầu hết mọi yêu cầu đều có thể đạt được bằng cách kết hợp vật liệu thích hợp trong
một trang web linh hoạt. Bao bì linh hoạt có thể được sử dụng cho nhiều sản phẩm, có nhiều
phương pháp đóng gói khác nhau và có nhiều phương pháp phân phối khác nhau để lấy sản phẩm ra
khỏi túi. Chất rắn, chất lỏng, bột, thực phẩm, hóa chất và thuốc có thể được đóng gói trong
chân không hoặc điều kiện khí quyển đặc biệt. Độ tuổi đóng gói linh hoạt có thể được đông lạnh,
vặn lại, đun sôi, đun nóng hoặc chiếu xạ. Với các chất dẻo polyolefin mới (POP), có thể đạt
được giá trị cao hơn về độ thấm O2 và CO2 , tạo điều kiện thuận lợi cho việc đóng gói các sản
phẩm tươi cắt (Young, 1996). Mặt khác, cấu trúc rào cản oxy cực cao được sản xuất cho các sản
phẩm nhạy cảm với oxy. Bao bì linh hoạt có thể được trình bày với các bề mặt chất lượng cao
được in bằng quy trình flexo, ống đồng, offset hoặc in chữ. Từ đó
Có nhiều biến thể của quy trình ép nóng, trong số đó quan trọng nhất là (Gruenwald, 1987)
tạo hình cuồn cuộn, tạo hình chân không khoang, tạo hình chân không treo, tạo hình có hỗ trợ
phích cắm, tạo hình cuộn sóng, tạo hình gấp lại, kéo ngược, tạo hình áp suất tấm bị mắc kẹt,
tạo hình đôi tạo hình tấm, tạo hình nhiệt cơ học, tạo hình khuôn phù hợp, đệm cao su và áp suất
chất lỏng. Chi phí của gói ép nhiệt bao gồm:
7. Các chi phí khác liên quan đến xử lý chất thải, ví dụ như nghiền lại và ép đùn lại
(Cấu trúc cán mỏng được loại bỏ hoặc được đưa vào như lớp nghiền lại; tạo hình nhiệt
không phế liệu giúp giảm đáng kể chất thải.)
Bảng 8.3
minh họa phân tích chi phí để sản xuất các thùng chứa polyethylene terephthalate
(PET) đúc phun (Albrant, 1996).
8.1.2.3 Tạo hình nhiệt
8. Chi phí sau tạo hình bao gồm xếp hàng, đóng gói và vận chuyển
giá nhựa tại nhà máy đúc. Các thùng chứa nhỏ hơn, 12 oz (360 ml) có hệ số cao hơn một chút trong
khi các thùng chứa lớn hơn 1 gal (3,75 l) thì thấp hơn. Hộp đựng màu có giá cao hơn tùy thuộc
vào công thức và số lượng sản phẩm được sản xuất.
5. Các hoạt động ép nóng bao gồm gia nhiệt tấm, tạo hình thùng chứa,
Các nhà sản xuất container đúc thổi lớn ở Bắc Mỹ là: Constar International, Inc. (Atlanta,
GA); Johnson Controls, Inc., Bộ phận Thùng nhựa (Manchester, MI), Sản phẩm nhựa Owens-Brockway
(Toledo, OH); Công ty TNHH Bao bì Graham (York, PA); Công ty Bao bì Plastipak (Plymouth, MI);
Công ty Công nghệ PET lục địa (Florence, KY); Công ty Container Nhựa Lục địa (Norwalk, CT); Tập
đoàn nhựa Silgan (Chesterfield, MO); Sản phẩm nhựa Wheaton (Millville, NJ); và Đông Nam
Container, Inc. (Enka, NC).
và cắt tỉa nó đi
6. Trong trường hợp gói vỉ, dán nhiệt vỉ vào bìa giấy, thường dày 0,015 in (380 µm)
1. Chi phí nhựa
2. Chi phí chế tạo tấm 3. Ngoài
ra, giá mua tấm 4. Thiết bị ép nóng, khuôn và
dụng cụ cắt tỉa (Khuôn ép nóng là
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Machine Translated by Google

b
Phân tích chi phí của chai PET
BẢNG 8.3
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Làm nhạt màu (0,5)
Cài đặt
95
Số giờ hoạt động/năm
Nhà cung cấp là Bekum American Corporation (Williamston, MI)
0,07 USD
$511.250,00
30
Trị giá
Bờ biển nhựa
0,00 USD
Chi phí hàng giờ khác
$7,50
$7,50
Thùng chứa mỗi giờ
13.680.000
$1.102.913,13 $1.102,913,13
0,00 USD
4145
Sản xuất mỗi năm
$5,00
Thời hạn khấu hao
THÚ CƯNG
Chi phí lao động gián tiếp
Linh tinh. giá cố định
$71.313,25
$15.337,50
$75.000,00
$45.000,00
$0,00
$5,00
0,00 USD
$/giờ
1.0
Chi phí hàng giờ
188.060,75 USD
804.152,38 USD 804.152,38 USD
0,07 USD
Trị giá
Thất thoát phế liệu
$5,00
a Chi phí nhựa = chi phí mua phôi.
$/giờ
2280
$30.000,00
$0,00
$35.700,00 $35.700,00
Thanh tra/Gói (0,5)
0,00 USD
8,0
$/giờ
THÚ CƯNG
0,00 USD
84
Thời gian chu kỳ
kW/h
0,00 USD
Khuôn/dụng cụ
4
30.000,00 USD
Tiêu thụ năng lượng
7
Tiện ích
Tổng cộng
Thiết bị phụ trợ
3.3
$/giờ
1.10
Ngăn chặn việc bảo trì/bộ phận
Lưu ý: PET = polyetylen terephthalate.
0,00 USD
$511.250,00
$30.000,00
$163.620,00 $
5.000,00 $0,00
13.680.000
$188.060,75
$73.035,71
$4.285,71
$714,29
$5,00
Trị giá
Loại nhựa
Chi phí năng lượng
8,0
Hiệu suất máy thổi
6000
Tháng
Gram
$75.000,00
0,00 USD
Tháng Chín. chi phí cố định linh tinh
Lãi suất hàng năm
Chi phí trên 1000 container
0,00 USD
Phần trăm
1,0 l
$714,29
5.000,00 USD
Tổng cộng
1.0
Chi phí hàng giờ khác
Lãi hàng năm
$/giờ
3
Lao động gián tiếp
6000
24
$45,000.00
0,00 USD
$/giờ
59
Năm
Khối lượng tịnh
Tổng cộng
Chi phí nhựa
84
Tỷ lệ %
Chi phí năng lượng phụ trợ
Chi phí nhân công trực tiếp
Phần trăm
Trên không
Toán tử (0,5)
0,00 USD
RBU-225b
$2,50
Máy thổi khuôn
Loại thùng chứa
73.035,71 USD
Chi phí năng lượng
Chi phí trên không
Điều khoản lãi suất
7
Giá cố định
$/giờ
RBU-225b
Lao động trực tiếp
85
Tổng chi phí mfg
30.000,00 USD
85
Trị giá
Loại máy
$71.313,25
$2,50
0,5 l
4.285,71 USD
0,07 USD
Trị giá
$/lb
Tháng Chín. máy thổi
khuôn Depr. công cụ
khuôn mẫu Depr. Thiết bị phụ trợ
0,00 USD
Giây
Tổng cộng
$80,62 $95,38
0,07 USD
$ 163.620,00
1.10
Số lượng sâu răng
$15.337,50
0,00 USD
$/giờ
2
Machine Translated by Google

8.2.1 TÍNH CHẤT CỦA NHỰA NHỰA
=
mil Mylar được ép thành 0,0003 trong lá nhôm và được ép đùn thành hỗn hợp gồm 50% polyetylen
mật độ thấp (LDPE) và 50% metallicocene.
Bảng 8.4
cho thấy các thành phần chi phí chính của cơ
cấu này.
,
Các nhà sản xuất phim và tấm lớn ở Bắc Mỹ là: DuPont Co. (Wilmington,
cao. Từ quan điểm sử dụng cấu trúc linh hoạt, chi phí vật liệu có liên quan đến
diện tích 3000 cm2 (465 in2) và dày 125 µm (5 triệu) có chi phí vật liệu là
.
(Danbury, CT); Phòng Cryovac (Duncan, SC); Công ty Can National Can (Chicago, IL);
đơn vị hóa học mô tả đầy đủ cấu trúc polymer chính được gọi là cấu trúc hiến pháp
đơn vị. Ví dụ, đơn vị cấu thành của polyetylen là CH2. Những tính chất đặc biệt của
ảnh hưởng của số lượng lớn mer là tính chất của polyme không thay đổi rõ rệt
Thành phần - Thành phần cuối cùng của nhựa dẻo bao gồm các đại phân tử được tạo ra
$. .
chi phí cuối cùng là khoảng 0,14 USD mỗi túi.
Inc. (Wilmington, DE); và James River Co., Kinh doanh Bao bì (Milford, OH).
điều kiện bảo quản và vận chuyển cũng như các yêu cầu về thời hạn sử dụng. Chi phí của vật liệu lão
hóa bao bì linh hoạt thường được biểu thị trên diện tích kết cấu, m2 hoặc 1000 in2. Chi phí có thể là
Trong hoạt động chuyển đổi, chi phí của cấu trúc nhiều lớp được xây dựng từ các phần tử
và các lĩnh vực liên quan polyme nhiệt dẻo được gọi là nhựa. Chúng tôi sẽ xem xét ngắn gọn
các đặc tính quan trọng nhất đặc trưng cho vật liệu nhựa thường được sử dụng trong thiết kế,
được biểu thị bằng đơn vị đóng gói hoặc “lặp lại”.
3 000 125 10 Cm
= ×× × 0 95 0 47 454 0 004 8138
của một monome (hoặc các monome) cụ thể cũng như các chất phụ gia được kết hợp trong quá trình
vật liệu làm túi làm từ polyme đơn giản được cho bởi
×
của phân tích chi phí, một cấu trúc khả thi có thể được tạo ra bằng cách kết hợp 100% được in ngược 0,6-
Trong đó A là diện tích, l độ dày, mật độ d và r giá nhựa mỗi pound. Ví dụ, một
phương pháp điều trị, số lượng các cấu trúc linh hoạt là rất lớn.
loài hoặc nhóm nguyên tử gọi là mer và liên kết với nhau bằng liên kết cộng hóa trị. Nhỏ hơn
Tổng mức đầu tư cho sản xuất lưới vật liệu bao gồm cả in ấn là rất lớn.
Túi chịu lực nặng 50 cm × 30 cm không in làm bằng nhựa HDPE (mật độ = 0,95 g/cm3) với tổng trọng lượng
.
Đ Đ); Công ty Hóa chất Di động (Pittsford, NY); Công ty Bemis (Minneapolis, MN); Công ty Thương hiệu đầu tiên
polyme được xác định bởi số lượng lớn các đơn vị cấu tạo trong phân tử. Các
thành phần cấu trúc linh hoạt, do đó được xác định bởi các đặc tính của sản phẩm,
với mức tăng ước tính là 60% khi thổi vào màng và 50% khi chuyển nó thành túi,
Printpack, Inc. (Atlanta, GA); Công ty Bao bì Huntsman (Thành phố Salt Lake, UT); ICI Châu Mỹ,
với việc bổ sung hoặc loại bỏ vài trăm đơn vị hiến pháp. Trong lĩnh vực kỹ thuật
xử lý. Ví dụ, PP được tạo thành từ kết quả propylene và PVC từ quá trình trùng hợp
Polyme tổng hợp hoặc tự nhiên là các đại phân tử được tạo thành từ sự lặp lại của một hoặc nhiều
đánh giá, đặc điểm kỹ thuật và chế tạo hộp nhựa thực phẩm.
Một trong những loại bao bì linh hoạt ít tốn kém hơn là túi polyetylen không in. Chi phí
kết hợp trong đó. Hãy xem xét việc chế tạo một tấm laminate cho túi cà phê xay. Như một minh họa
là một số vật liệu nhựa có thể được kết hợp với giấy bạc, giấy và nhiều loại bề mặt khác nhau
Cm A=
dr 454
4
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
8.2 NHỰA TRONG BAO BÌ THỰC PHẨM
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
tính rộng rãi của nó. Hai trọng lượng phân tử trung bình thường được sử dụng: số lượng trung bình
mà nhựa có thể được làm nóng trước khi nó tan chảy. Hầu hết tinh thể và bán tinh thể
phân bố trọng lượng phân tử (MWD) được tính bằng tỷ lệ Mw/Mn. Đây được gọi là
trọng lượng phân tử, Mn; và trọng lượng phân tử trung bình, Mw. Độ rộng của
polyme có nhiệt độ nóng chảy được đưa ra dưới dạng một phạm vi nhiệt độ phụ thuộc vào
trọng lượng phân tử của polymer thực sự là sự phân bố trọng lượng phân tử. Các
ASTM (Hiệp hội Thử nghiệm và Vật liệu Hoa Kỳ) D 3593.
sự phân bố trọng lượng phân tử của polyme được xác định bởi trọng lượng phân tử trung bình và
cường độ, nhiệt độ nóng chảy và nhiệt độ hàn nhiệt. Một phương pháp phổ biến để xác định
BẢNG 8.4
Trọng lượng phân tử - Không giống như các hợp chất có trọng lượng phân tử thấp được tạo thành từ cùng loại
Nhiệt độ nóng chảy, Tm - Nhiệt độ nóng chảy đánh dấu nhiệt độ tối đa tại
Mn, Mw và MWD là sắc ký thẩm thấu gel được mô tả trong tiêu chuẩn
Phân tích chi phí của quá trình cán màng có rào cản cao cho cà phê
phân tử, polyme được tạo thành từ các đại phân tử có chiều dài khác nhau. Vì lý do này
monome vinylclorua. Nhựa PP có chứa chất chống oxy hóa và chất làm dẻo được thêm vào PVC như
chỉ số phân tán (DI). Đối với hầu hết các polyme thương mại, DI nằm trong khoảng từ 2 đến 8. DI thấp
MWD và thành phần của chúng. Nhựa cho thấy Tm thấp tới 275 K đối với polyisobutylene và
chất hỗ trợ xử lý.
giá trị cho thấy sự phân bố hẹp của polyme, trong khi DI lớn cho thấy sự phân bố rộng, (Progelhof và
Throne, 1993). Mn, Mw và MWD xác định các thuộc tính như
cao tới 728 K trong trường hợp PET (Van Krevelen, 1990). Nhựa bán tinh thể trở nên mềm
Tổng chi phí vật liệu
Tỷ lệ cán mỏng hàng giờ
Lãng phí 10%
Tổng chi phí chuyển đổi
Túi đựng cà phê lót giấy bạc
0,100
0,85 USD/lb
$200,00 96.000 m2/giờ $600,00
96.000 m2/giờ
Tỷ suất lợi nhuận gộp 18%
Tổng chi phí vật liệu linh hoạt
0,529
$2,50/lb
0,030
0,066
$3,00/lb
0,360
0,088
b In ngược bằng máy ép 8 màu.
Màng Mylar 0,6-mil, 20 g/m2 Mực,
1,5 g/m2 (chất rắn 30%)a Chất
kết dính acrylic, 5 g/m2 (chất rắn 50%) $2,00/lb Giấy nhôm
0,3-mil, 21 g/m2 $2,25/lb Lớp phủ đùn 16 g/m2 50% LDPE
0,63 USD/lb
0,00187 USD/g
50% kim loại
Tỷ lệ in hàng giờ
0,030
0,081
Chi
phí ($/m2)
0,040
Tổng chi phí vật liệu
Chi phí vật liệu linh hoạt
Lưu ý: LDPE = polyetylen mật độ thấp.
0,020
Chi phí vật liệu
0,330
0,022
a Mực trắng @ độ phủ 100%.
0,448
0,00661 USD/g
$0,00551/g
$0,00441/g
$0,00496/g
$0,00138/g
$0,00088/g
0,40 USD/lb
Chi phí chuyển đổi
0,130
Machine Translated by Google

8.2.2 ĐẶC TÍNH CỦA TỜ VÀ PHIM ĐỂ BAO BÌ LINH HOẠT
Các phương pháp tiêu chuẩn ASTM tương ứng nằm trong ngoặc đơn.
Phân tích nhiệt vi sai (DTA) và đo nhiệt lượng quét vi sai (DSC) được sử dụng để xác định Tm và Tg. Các
phương pháp này được mô tả trong ASTM D 3418.
Đặc điểm kéo - Đặc tính kéo căng ứng suất của cấu trúc linh hoạt bao gồm độ bền kéo cuối cùng để xác
định ứng suất kéo tối đa mà vật liệu có thể duy trì, độ giãn dài và mô đun đàn hồi để xác định lực cần
thiết để làm biến dạng cấu trúc.
• Phương pháp điều hòa nhựa (D 618) • Hệ số giãn
nở nhiệt tuyến tính (D 696) • Nhiệt độ biến dạng nhiệt
định hình nhiệt (D 648) • Độ dẫn nhiệt (C 177) • Tính dễ cháy
(D 1433)
Melt Flow INdex, MFI - MFI cung cấp thông tin về đặc tính ép đùn của nhựa và được sử dụng chủ yếu trong
kiểm soát chất lượng. MFI được biểu thị bằng gam ép đùn trong 10 phút theo tiêu chuẩn ASTM D 1238.
Mô đun đàn hồi hoặc mô đun Young, là thước đo độ cứng của vật liệu tính bằng N/m2 (ASTM D 882). Diện
tích dưới đường cong ứng suất-biến dạng cũng mang lại độ dẻo dai cho vật liệu.
Mật độ - Mật độ của nhựa tỷ lệ thuận với độ kết tinh của nó. Tiêu chuẩn ASTM D 1505 mô tả phương pháp
“gradient mật độ” để đánh giá mật độ của màng và nhựa; đơn vị là kg/m3.
Tính chất cơ học - Các tính chất này của nhựa đo lường độ bền, độ giãn dài, độ cứng, độ bền kéo khi
đứt, độ giãn dài khi đứt, độ bền kéo, mô đun kéo, lực/diện tích, được mô tả trong ASTM D 638. Các đặc
tính quan tâm khác được liệt kê dưới đây .
trước khi đạt tới nhiệt độ nóng chảy của chúng. Đáng chú ý nhất, nhựa vô định hình như poly styrene
không có phạm vi nhiệt độ nóng chảy mà chúng mềm đi khi nhiệt độ tăng, đặc biệt là trên nhiệt độ chuyển
thủy tinh. Các phương pháp đo Tm được mô tả trong ASTM D 2117 và ASTM D 3418.
Độ dày - Đơn vị trong hệ SI là micromet, µm (10–6 m). Đơn vị thông thường được sử dụng ở Hoa Kỳ là mil
(bằng 0,001 inch), thước đo là 0,01 mil (TAPPI [Hiệp hội Kỹ thuật Công nghiệp Giấy và Bột giấy] 411).
Nhiệt độ chuyển tiếp thủy tinh Tg - Tg liên quan đến sự bắt đầu chuyển động quay và chuyển động của các
đoạn chuỗi liên quan đến một số lượng nhỏ đơn phân. Khái niệm về sự chuyển tiếp thủy tinh rất quan trọng
vì dưới Tg polyme cứng và thủy tinh và trên Tg nó có tính chất dẻo và cao su (Progelhof và Throne,
1993). Trong bao bì thực phẩm, Tm và Tg xác định phạm vi nhiệt độ áp dụng của vật chứa. Ví dụ, hộp đựng
PP có thể trở nên giòn ở nhiệt độ đóng băng nếu Tg của nó gần 0°C và polystyrene dễ gãy ở nhiệt độ phòng
vì nó có Tg khoảng 80°C và không chứa chất làm dẻo. Mặt khác, polyme có giá trị Tm thấp như polyetylen
không thể khử trùng bằng hơi nước.
Hệ số diện tích - Còn được gọi là hiệu suất, hệ số này cho biết diện tích của màng trên một đơn vị khối
lượng, m2/kg. Hệ số diện tích được tính bằng nghịch đảo của mật độ nhân với độ dày tính bằng đơn vị mạch
lạc (ASTM D 4321).
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Machine Translated by Google

Độ bền va đập - Độ bền va đập là năng lượng cần thiết để xuyên thủng một cấu trúc linh hoạt
để chịu tải va đập. Điều này cho phép đo độ cứng. Thử nghiệm được mô tả trong tiêu chuẩn
ASTM D 3420 và ASTM D1709.
Như đã chỉ ra trước đó, nhiệt độ tuyệt đối và phạm vi nhiệt độ phải được xem xét. Trọng
lượng phân tử trung bình của polyme xác định mức nhiệt độ và MWD xác định phạm vi của nó.
Độ bền xé - Việc đo độ bền xé có tính đến năng lượng được hấp thụ bởi mẫu màng khi truyền
vết rách. Hiện có hai phương pháp tiêu chuẩn: tiêu chuẩn ASTM D 1004 mô tả phép đo khả năng
chống rách ban đầu và ASTM D 1922 đề cập đến năng lượng được hấp thụ bởi mẫu thử khi lan
truyền vết rách đã được bắt đầu bằng cách cắt một lỗ nhỏ trên mẫu. Giá trị độ bền xé trong
một màng có thể rất khác nhau tùy thuộc vào mức độ định hướng, chẳng hạn như PP định hướng
và phép đo được thực hiện theo hướng máy hay hướng máy chéo. Điều này được mô tả bởi ASTM D
1938.
Hệ số ma sát - Hệ số ma sát (COF) là thước đo lực ma sát giữa hai bề mặt. Các trường hợp
trong đó ma sát đóng vai trò quan trọng bao gồm các màng đi qua các cuộn chạy tự do, tạo
hình túi, bọc màng quanh sản phẩm và xếp chồng túi. Tốc độ, nhiệt độ, tĩnh điện, độ ẩm, độ
chắn và độ nhẵn bề mặt ảnh hưởng đến COF (TAPPI T 503 và ASTM D 1894).
Kiểm tra độ uốn của lỗ kim - Khả năng chống uốn của lỗ kim là khả năng của màng tránh được
sự hình thành các lỗ kim trong quá trình gấp nhiều lần. Một màng có giá trị kháng uốn cong
lỗ kim thấp sẽ tạo ra các lỗ kim, ở đường gấp, sau khi uốn lặp lại (ASTM F 456). Một bài
kiểm tra liên quan là độ bền gấp.
Chặn - Đây là xu hướng hai màng dính vào nhau khi chúng tiếp xúc với nhau. Hiệu ứng này
được tăng cường nhờ bề mặt nhẵn và khi màng được đặt dưới áp lực, như trường hợp các tấm
phim xếp chồng lên nhau hoặc cuộn phim được nén chặt. Sự chặn có thể được đo bằng lực cần
thiết để tách hai tấm khi lực tác dụng vuông góc với chúng, (ASTM D 1893 và D 3354, hoặc
Quy trình của Viện Bao bì T 3629).
Độ bền gấp - Thử nghiệm này đo lường khả năng chống uốn hoặc nhăn của vật liệu. Quy trình
khuyến nghị của ASTM được mô tả trong tiêu chuẩn D 2176 được sử dụng để xác định số lần gấp
cần thiết để phá vỡ màng mẫu.
Độ bền nổ - Đây là áp suất thủy tĩnh cần thiết để tạo ra sự vỡ của vật liệu khi áp suất
được áp dụng ở tốc độ tăng có kiểm soát thông qua màng ngăn cao su đến khu vực hình tròn có
đường kính 30,48 mm (1,2 in). “Sức mạnh bùng nổ của điểm” là áp suất tính bằng pound trên
inch vuông. Đây là thử nghiệm tương tự được sử dụng cho độ bền nổ của giấy và sản phẩm
giấy, ASTM D 774. Phương pháp phi tiêu rơi tự do được mô tả trong ASTM D 1709.
Haze - Haze là phần trăm ánh sáng truyền qua, khi truyền qua mẫu, lệch hơn 2,5° so với chùm
tia tới song song. Sự xuất hiện của sương mù là do ánh sáng bị tán xạ bởi các khuyết tật bề
mặt và các vật liệu không đồng nhất (ASTM D 1003).
Nhiệt độ hàn nhiệt - Đặc tính quan trọng để bọc, làm túi hoặc hàn kín một cấu trúc linh
hoạt là đặc tính khả năng bịt kín nhiệt của vật liệu. Để đánh giá mối hàn, hai giá trị
thường được đo: độ bền bong tróc (ASTM F 88) và độ bền dính nóng.
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Độ truyền qua là phần trăm ánh sáng tới đi qua mẫu vật liệu và được xác định bởi hiệu quả hấp
thụ và tán xạ ánh sáng của vật liệu. Trong hầu hết các polyme, sự hấp thụ ánh sáng là không
đáng kể, do đó, sự tán xạ sẽ kiểm soát sứ mệnh truyền ánh sáng. Sự phân tán năng lượng của
polyme là kết quả của sự không đồng nhất về hình thái và/hoặc sự hiện diện của tinh thể và chất
độn. Polymer càng ít kết tinh thì càng trong suốt. Polyme đồng nhất vô định hình, chẳng hạn
như polystyrene “tinh thể”, thể hiện rất ít hoặc không có khả năng tán xạ, là trong suốt. Một
loại polymer có độ tinh thể cao như HDPE sẽ hầu như mờ đục.
Độ ẩm - Hoạt động bám dính và in trên bề mặt nhựa phụ thuộc vào giá trị sức căng bề mặt nhựa.
Thước đo độ căng bề mặt của vật liệu được tính bằng độ thấm ướt (ASTM D2578).
Nhưng hệ số thấm thực sự phụ thuộc vào tác động tổng hợp của quá trình khuếch tán và hòa tan.
Mối quan hệ nổi tiếng P = DS trong đó D là hệ số khuếch tán và S là độ hòa tan theo định luật
Henry áp dụng tốt cho các giá trị nồng độ tương đối thấp của chất thẩm thấu, trường hợp này
được tìm thấy trong nhiều hệ thống thực phẩm. Một số yếu tố ảnh hưởng đến D, S và P của polyme:
(1) thành phần hóa học của polyme và chất thấm; (2) độ kết tinh polyme; quá trình khuếch tán
và hấp phụ xảy ra chủ yếu qua pha vô định hình của polyme; (3) nhiệt độ, khi nhiệt độ tăng độ
thẩm thấu tăng; và (4) sự hiện diện của chất hóa dẻo và chất độn trong polyme. Trong hệ thống
thực phẩm, các giá trị về tính thấm của nước, khí cũng như các thành phần hương liệu và hương
vị. ASTM 1434 mô tả phương pháp tiêu chuẩn để đo độ thấm khí của màng và tấm nhựa. Độ thấm oxy
của màng sử dụng cảm biến điện lượng được mô tả trong ASTM D 3985 và đối với gói hàng trong
ASTM F 1307. Phương pháp thấm hơi nước cho vật liệu rào cản linh hoạt được mô tả trong ASTM
372, đối với màng/tấm sử dụng cảm biến hồng ngoại trong F 1249, và đối với các gói hàng theo
tiêu chuẩn ASTM D 895, D 1251 và D 3079.
Các nhà sản xuất bao bì thực phẩm quan tâm đến các thành phần ban đầu có trong vật liệu đóng
gói có thể tiếp xúc với thực phẩm qua quá trình di chuyển. Khi những điều này
Độ truyền qua được đo theo tiêu chuẩn ASTM D 1003.
Tốc độ truyền hơi nước (WVTR) đối với băng nhạy áp suất nằm trong ASMT D 3833. Khả năng thấm
của các hợp chất hữu cơ, hương vị và mùi thơm được mô tả bởi Hernandez et al. (1986).
Độ bóng - Độ bóng là phần trăm ánh sáng tới được phản xạ ở một góc bằng góc tới (thường là
45°). Nó là thước đo khả năng của một bề mặt phản xạ ánh sáng tới. Độ bóng cao tạo ra hình ảnh
sắc nét của bất kỳ nguồn sáng nào và mang lại sự lấp lánh dễ chịu (ASTM D 2457).
Ổn định kích thước - Ổn định kích thước đề cập đến khả năng của cấu trúc để duy trì kích thước
của nó trong các điều kiện thay đổi về nhiệt độ và độ ẩm. Hướng máy và hướng ngang có thể tạo
ra những thay đổi khác nhau về độ ổn định kích thước. Độ ổn định kích thước rất quan trọng
trong bất kỳ quy trình chuyển đổi vật liệu linh hoạt nào, đặc biệt là trong in ấn, vì ngay cả
những thay đổi nhỏ về kích thước trong quá trình in cũng có thể dẫn đến các vấn đề nghiêm
trọng trong việc giữ mẫu in (ASTM D 1204).
Kháng hóa chất - Việc đánh giá khả năng kháng hóa chất của nhựa như sau: đối với axit, ASTM D
543; đối với chất kiềm, ASTM D 543; mỡ và dầu, ASTM D 722; dung môi, ASTM D 543; và ánh sáng
mặt trời, ASTM D 1435.
Độ trong suốt và Độ mờ - Vật liệu trong suốt có độ truyền qua trên 90%.
Độ thấm - Đặc tính rào cản của vật liệu nhựa thường được biểu thị bằng giá trị hệ số thấm P.
Khi độ thấm tăng, giá trị rào cản giảm.
8.2.3 NHỰA VÀ FDA
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
được mô tả trong
Phần 8.3.1.3.
Polyetylen phân nhánh và tuyến tính được mô tả trong Phần 8.3.1.1 và metallicocen là
Ngày nay, các polyolefin mới và phức tạp đang được sản xuất bằng quy trình dựa trên các chất xúc
tác metallicocene đơn vị được gọi là polyme xúc tác metallicocene. Không giống như các loại nhựa
xúc tác đa vị trí, các polyolefin metallicocene có sự phân bố thành phần và MWD hẹp hơn nhiều.
Tiêu đề 21 của Bộ luật Quy định Liên bang (CFR) bao gồm tất cả các chất phụ gia gián tiếp
cũng như các chất phụ gia trực tiếp. Phần 174 xem xét các khía cạnh chung của chất phụ gia gián
tiếp trong thực phẩm liên quan đến thực hành sản xuất tốt. Phần 175 bao gồm một danh sách dài các
chất phụ gia gián tiếp bị xử phạt trong chất kết dính và các thành phần của lớp phủ, Phần 176 dành
cho các thành phần giấy và bìa, Phần 177 bao gồm các polyme và Phần 178, chất bổ trợ, chất hỗ trợ
sản xuất và chất khử trùng. Vì tất cả các thành phần trong vật liệu đóng gói phải tuân thủ CFR nên
nhà sản xuất bao bì phải thông báo cho nhà đóng gói thực phẩm về điều đó. Ví dụ, lớp lót bên trong
bằng lá cảm ứng nhiệt cho các thùng chứa cứng là loại cán mỏng có chứa lá nhôm, màng PP, bìa và
chất kết dính làm thành phần chính. Trạng thái FDA đối với tất cả các thành phần, tham chiếu đến
21CFR, như sau: 175.105 đối với chất kết dính, 175.300 đối với lớp phủ nhựa và polyme, 175.320
đối với lớp phủ màng polyolefin, 176.170 đối với các thành phần giấy và bìa tiếp xúc với thực phẩm
chứa nước và chất béo, 176.180 cho các thành phần giấy và bìa tiếp xúc với thực phẩm khô, 176.300
cho thuốc diệt nấm, 177.1210 cho việc đóng kín bằng gioăng kín, 177.1520 polyolefin. Giấy nhôm
được quy định trong Mục 409 của sửa đổi Phụ gia Thực phẩm của Đạo luật Thực phẩm, Dược phẩm và Mỹ
phẩm Liên bang.
Thông tin chung - Polyethylene (PE) là một họ polyme bổ sung dựa trên ethylene (CH2CH2). PE có
thể là tuyến tính hoặc phân nhánh, homopolyme hoặc copolyme. Trong trường hợp copolyme, comonome
còn lại có thể là anken, tức là propene, butene, hexene, hoặc octene, hoặc hợp chất có nhóm chức
phân cực, tức là vinyl axetat (VA), axit acrylic (AA),
Polyethylene, polyme olefinic hữu ích đầu tiên trong bao bì thực phẩm, được giới thiệu vào
những năm 1940. Polyetylen mật độ thấp lần đầu tiên được sản xuất bằng phản ứng trùng hợp gốc tự
do ở áp suất và nhiệt độ cực cao. Cấu trúc của polyme này phân nhánh khá ngẫu nhiên. Các polyolefin
tốt hơn, các chuỗi polyme tuyến tính (ví dụ, HDPE), trở nên khả thi nhờ sự phát triển của quá
trình trùng hợp áp suất thấp dựa trên các alyst mèo Ziegler-Natta đa vị trí vào những năm 1960.
Chất xúc tác đa vị trí xử lý các polyme có các phân tử ngắn, trung bình và dài và có nhiều nhánh
comonomer. Sau đó, những loại nhựa này được đặc trưng bởi MWD rộng và phân bố thành phần rộng. Sự
cải tiến về tính tuyến tính của chuỗi xuất hiện vào những năm 1970 với công nghệ pha dung dịch và
pha khí để sản xuất polyme mật độ thấp tuyến tính.
8.3.1.1 Polyetylen
thành phần được tìm thấy trong thực phẩm chúng được gọi là chất phụ gia gián tiếp. Vì vậy, tất cả
bao bì nhựa tiếp xúc gián tiếp với thực phẩm đều phải được FDA chấp thuận. Điều đáng chú ý là việc
sử dụng các thành phần được thực hiện tuân thủ hoặc phù hợp với các thành phần “được phê duyệt”
hoặc “được chứng nhận” chứ không phải “được FDA chấp thuận”.
Olefin, có nghĩa là tạo dầu, là từ đồng nghĩa cũ của anken. Ban đầu, thuật ngữ olefin là tên được
đặt cho ethylene. Anken là những hydrocacbon có chứa liên kết đôi cacbon-cacbon, tức là etylen và
propylen. Trong ngành nhựa, olefin là một thuật ngữ phổ biến để chỉ họ nhựa dựa trên ethylene và
propylene. Thuật ngữ polyolefin nên áp dụng nghiêm ngặt cho các polyme làm từ anken, cho dù là
chất đồng trùng hợp hay chất đồng trùng hợp. Điều này bao gồm họ polyetylen và họ polypropylen.
8.3.1 Polyolefin
8.3 NHỰA CHỦ YẾU
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
HÌNH 8.1 Họ polyetylen. EVOH = rượu etylen vinyl; LLDPE = polyetylen mật độ thấp tuyến tính;
ULDPE = Polyetylen mật độ cực thấp.
PE tuyến tính có thể được sản xuất dưới dạng nhựa HDPE đồng nhất, hoặc polyetylen mật độ
thấp tuyến tính copolyme (LLDPE) và polyetylen mật độ cực thấp (ULDPE). Copolyme được sản
xuất bằng butene, hexene hoặc octene. Vị trí được kiểm soát của comonomer trong chuỗi polyme
trong quá trình trùng hợp sẽ tạo ra một loại polyme khá tuyến tính với các sợi rất ngắn và
mật độ thấp. LLDPE được đặc trưng bởi trọng lượng phân tử và MWD tương đối hẹp, đồng thời có
cấu trúc tuyến tính với các nhánh rất ngắn do sự hiện diện của butene, hexene hoặc octene.
Polyetylen tuyến tính và phân nhánh - PE tuyến tính ngụ ý chuỗi dài monome ethylene được
liên kết mà không có sự phân nhánh chính. Tính đều đặn âm thanh nổi tầm xa của phân tử tuyến
tính có xu hướng tạo ra PE có tinh thể cao. Vì lý do này, PE tuyến tính có độ kết tinh từ 70
đến 90%. Mặt khác, tác dụng chính của các nhánh trong chuỗi xương sống là hạn chế sự hình
thành tinh thể PE và tạo ra PE vô định hình hoặc “đóng gói lỏng lẻo”. Vì vùng kết tinh dày
đặc hơn vùng vô định hình nên PE tuyến tính đậm đặc hơn PE phân nhánh. PE mật độ thấp tuyến
tính kết hợp các tính năng chính của cả HDPE và LDPE.
FDA đã cho phép sử dụng nhựa polyolefin để tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm theo quy định
trong 21 CFR, Mục 177.1520.
PE phân nhánh thường có độ kết tinh từ 40 đến 60% và mật độ dao động từ 0,910
8.3.1.1.1 Đặc tính polyetylen mật độ thấp
- LDPE là một chất đồng nhất phân nhánh. Sự phân nhánh của các chuỗi tạo ra polyme có tỷ lệ
kết tinh thấp dựa trên các đặc tính như độ trong, tính linh hoạt, khả năng bịt kín và dễ xử
lý. Giá trị thực tế của các tính chất này phụ thuộc vào sự cân bằng của trọng lượng phân tử,
MWD và sự phân nhánh.
đến 0,950 g/cm3. Ngược lại, HDPE sẽ có tỷ trọng khoảng 0,950 đến 0,970 g/cm3.
Bằng cách bổ sung các comonomer, chẳng hạn như propylene và hexene, số lượng và chiều
dài của các nhánh trong PE có thể được kiểm soát. Nhiều loại PE phân nhánh có sẵn trên thị
trường tùy thuộc vào điều kiện phản ứng, loại và lượng comonomer.
etyl acrylat (EA), metyl acrylat (MA) hoặc rượu vinyl (VOH). Nếu phần trăm mol hoặc comonome
nhỏ hơn 10% thì polyme có thể được phân loại là copolyme hoặc homopolyme. Hình 8.1 minh họa
sơ đồ họ PE. Nhựa PE được sử dụng làm màng, hộp đựng đúc, nắp đậy và trong cán mỏng nhiều
lớp. Chúng có sẵn với nhiều thành phần và MWD xác định nhiều giá trị về độ bền; độ dẻo dai;
đặc tính nhiệt, hàn nhiệt và rào cản; và điều kiện xử lý.
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
VA, AA và VOH. Việc đưa các monome phân cực vào chuỗi chính tạo ra sự phân nhánh
Ứng dụng - LDPE rất linh hoạt về chế độ xử lý. Chế biến đa dạng
Các đặc tính chọn lọc của LDPE được trình bày trong Bảng 8.5.
Polyetylen mật độ trung bình (MDPE), 0,925 đến 0,950, có tính kết tinh cao hơn và do đó
các kỹ thuật phổ biến đối với vật liệu nhựa nhiệt dẻo, tức là màng thổi, màng đúc, lớp phủ ép đùn,
copolyme ethylene có độ kết tinh thấp hơn, linh hoạt hơn, phạm vi hàn nhiệt rộng hơn
mạnh hơn, cứng hơn và ít thấm hơn LDPE. MDPE xử lý tương tự như
đúc đùn và đúc thổi, có sẵn cho LDPE.
giảm oxy, CO2, hơi hữu cơ và hương vị.
So với các loại nhựa khác, LDPE là một trong những loại nhựa có khả năng chống nước cao hơn nhưng là một trong những
Phim là hình thức sản xuất LDPE lớn nhất. Ở Mỹ, 55% tổng khối lượng
LDPE, mặc dù thường ở nhiệt độ cao hơn một chút.
mật độ tương đương Tuy nhiên LDPE vẫn được ưa chuộng hơn trong các ứng dụng đòi hỏi độ rõ nét cao
Một vật liệu cạnh tranh chính của LDPE là LLDPE mang lại sức bền vượt trội ở
được làm thành màng có độ dày nhỏ hơn 300 µm (12 mils). Sản phẩm làm từ LDPE bao gồm
hoặc để phủ một chất nền.
Bảng 8.6
trình bày xu hướng tính chất của nhựa PE.
BẢNG 8.5
hộp đựng và túi đựng thực phẩm (ví dụ: đóng gói các mặt hàng bánh mì, đồ ăn nhẹ và nông sản), quần áo,
Copolyme phân nhánh của PE - Các PE phân nhánh khác được sản xuất bằng cách đồng trùng hợp
Thuộc tính nhựa và màng phân nhánh LDPE
màng lót công nghiệp, màng nông nghiệp, sản phẩm gia dụng, màng co, màng căng.
ethylene với các hợp chất anken hoặc các monome chứa các nhóm chức phân cực, nghĩa là,
25–41 kpsi
17–25.5c
35–48 kpsi
500đ
Độ bền xé ban đầu Độ
bền xé lan truyền Độ thấm
25,1–222 kN/m
65–575 g/triệu
180 ngày
Tốt
Nghèo
Lưu ý: LDPE = polyetylen mật độ thấp.
Newyork.
208–239°F
66–99a
chất kiềm
98–115°C
1940b
Dầu mỡ
b Đơn vị tính bằng cc(STP)·µm/m2·d·kpa.
–25°C
–13°F
c Đơn vị tính bằng g·mil/100 in2·d·atm.
Phỏng theo Modern Plastic, Guide to Plastics, 1987, McGraw-Hill,
8,3–31,8 kPa
1,2–4,6 kpsi
700b
242–331 kPa
Tốt
Nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh
Trọng lượng
riêng Độ bền kéo khi đứt
Mô-đun kéo, độ cứng Mô-đun
uốn, 23°C Độ bền kéo,
mil (Mullen)
10–12
10–12
2700đ
Tốt
Nước, ở 37,8°C
Oxy, ở 25°C CO2,
ở 25°C N2, ở
25°C Khả
năng chống chịu
87,5–52,5 kN/m
50–300 lb/năm
Axit
a Đơn vị tính bằng g·µm/m2·d·kPa.
Nước
d Đơn vị tính bằng cc(STP)·mil/100 in2·d·atm.
0,917–0,942
—
10490b
172–283 kPa
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Màng bao bì PP định hướng cho các ứng dụng như màng bọc phô mai và màng y tế. EVA là
một lựa chọn tốt khi cần độ dẻo dai ở nhiệt độ thấp, chẳng hạn như trong trường hợp túi đựng đá
tính chất rào cản khác với homopolyme ban đầu.
Thuộc tính - EVA là một chất đồng trùng hợp ngẫu nhiên có đặc tính phụ thuộc vào hàm lượng VA
Ứng dụng - Do độ bám dính tuyệt vời và dễ gia công, EVA có sẵn
mặc dù đối với các ứng dụng thực phẩm tối ưu, copolyme chính có phạm vi từ 5 đến 20% là
Hàm lượng VA trong chất đồng trùng hợp dao động từ 5 đến 50% và có sẵn trên thị trường,
(CH2CHOCOCH3) và trọng lượng phân tử. Khi hàm lượng VA tăng lên thì
là sự gia tăng cường độ bám dính và độ bám dính. Khi trọng lượng phân tử tăng lên,
dưới dạng màng, hữu ích như lớp bịt kín nhiệt trong quá trình đồng đùn và nó kết hợp tốt với PE đồng nhất.
Etylen vinyl axetat
nhiệt độ và vật liệu dày đặc hơn. Một số copolyme này, như EVOH, về cơ bản có
LDPE rất khác nhau tùy theo việc lựa chọn điều kiện phản ứng cũng như loại và lượng
BẢNG 8.6
8.3.1.1.2
vô định hình (trong suốt) khi hàm lượng VA đạt 50%. Vì nhóm axetat là
comomer.
Xu hướng thuộc tính trong Polyethylene
cực, khi hàm lượng VA tăng thì độ phân cực của nhựa cũng tăng. Khi độ phân cực tăng lên ở đó
độ nhớt, độ dẻo dai, độ bền nhiệt, độ bám dính nóng và tính linh hoạt đều tăng.
khuyến khích. Nhựa ethylene vinyl acetate (EVA) chủ yếu được công nhận bởi tính linh hoạt của chúng,
độ kết tinh giảm; tuy nhiên, trái ngược với LDPE, mật độ tăng ở cùng mức
thời gian. Khi hàm lượng VA tăng lên, độ trong được cải thiện, tính linh hoạt tốt hơn ở nhiệt độ thấp,
Là lớp bịt kín nhiệt, EVA được sử dụng trong lớp phủ ép đùn bằng PET, giấy bóng kính và hai trục
độ dẻo dai và khả năng bịt kín nhiệt trong lớp phủ ép đùn. Các tính chất vật lý sẵn có
dự kiến sẽ có sự gia tăng cường độ va đập và vật liệu sẽ cứng hơn. EVA hoàn toàn
Giảm
Nhiệt độ nóng chảy,
Kéo dài cuối cùng,
Trong trẻo,
Sức căng,
Tăng
Sức mạnh tác động,
Khả năng chống rách,
Giảm
Tăng
Tăng
Giảm
Tăng
Sức mạnh tan chảy,
Chặn,
Sức mạnh tác động
Phạm vi niêm phong nhiệt
Tính thấm khí,
Giảm
Trong trẻo
Giảm
Giảm
Giảm
Giảm
Sức mạnh tan chảy,
Khi sự phân bố trọng lượng phân tử mở rộng
Sức căng,
Nhiệt độ nóng chảy
Giảm
Khi trọng lượng phân tử trung bình tăng
Tăng
Tác động rách,
Kéo dài cuối cùng,
Tăng
Tăng
Tăng
Áp suất tan chảy,
Sức mạnh tác động,
Tăng
Giảm
Giảm
Kéo dài cuối cùng,
Tăng
Khi mật độ tăng
Khả năng chống rách,
Machine Translated by Google

(Công viên Asbury, NJ); Công ty TNHH Hóa chất Novacor (Calgary, AB, Canada); Tập đoàn hóa chất lượng
tử (Cincinnati, OH): Rexene (Dallas, TX); Tập đoàn Union Carbide (Danbury, CT); Công ty Nhựa
Washington Penn (Washington, PA); và Tập đoàn nhựa PVC Westlake (Houston, TX).
Tính chất - Khi hàm lượng AA tăng lên, độ kết tinh giảm, điều này ngụ ý rằng độ trong cũng tăng lên.
Tương tự, cường độ bám dính tăng do độ phân cực tăng và nhiệt độ bịt kín nhiệt giảm do độ kết tinh
giảm. EAA copol ymer là nhựa nhiệt dẻo dẻo có khả năng kháng hóa chất và có đặc tính rào cản tương
tự như LDPE. EAA vượt trội hơn LDPE về độ bền, độ dẻo dai, độ bám dính nóng và độ bám dính, với hai
ứng dụng chính là đóng gói dạng vỉ và làm lớp liên kết ép đùn giữa lá nhôm và các polyme khác.
Ứng dụng - Ionomer được sử dụng trong màng composite cho các loại thịt tươi và chế biến như xúc
xích. Các ứng dụng khác của ionomer bao gồm thực phẩm đông lạnh (cá và gia cầm), pho mát, đồ ăn nhẹ,
nước ép trái cây, rượu vang, nước, dầu, bơ thực vật, các loại hạt và dược phẩm. Ionomer có khả năng
kháng dầu và các sản phẩm ăn mòn cao, đồng thời cung cấp các con dấu đáng tin cậy trên phạm vi rộng
8.3.1.1.4 Máy đo ion
Ứng dụng - Màng EAA được sử dụng trong đóng gói linh hoạt thịt, phô mai, đồ ăn nhẹ, sản phẩm y tế,
trong bao bì da và cán màng dính. Các ứng dụng phủ đùn bao gồm gói gia vị và thực phẩm, bìa tráng,
hộp vô trùng, lon composite và ống kem đánh răng. FDA đã cho phép sử dụng copolyme EAA để tiếp xúc
trực tiếp với thực phẩm như quy định trong 21 CFR, Mục 177.1320. FDA cho phép sử dụng tới 25% AA đối
với chất đồng trùng hợp của ethylene khi tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm (Mergenhagen; 1992).
Việc trung hòa EAA hoặc EMAA (ethylene methyl acrylate), với cation như Na+, Zn++, của Li+, tạo ra
vật liệu có độ trong suốt, độ dẻo dai và độ bền nóng chảy cao hơn so với chất đồng trùng hợp không
được trung hòa. Những vật liệu này được gọi là ionomer vì chúng kết hợp các liên kết cộng hóa trị và
ion trong chuỗi polymer. Surlyn® là tên thương mại của DuPont dành cho thiết bị ionomer.
Nhà cung cấp PE phân nhánh — American Polymers (Worcester, MA); Bamberger Polymers, Inc. (Lake
Success, NY); Công ty Hóa chất Chevron (Houston, TX): Nhựa Down (Midland, MI); Công ty DuPont
(Wilmington, DE); Công ty Hóa chất Eastman (Kingsport, TN); Exxon Chem ical Châu Mỹ (Houston, TX);
Mobil Polymers (Norwalk, CT); Công ty Nhựa Monmouth
và màng bọc căng cho thịt và gia cầm (Landvatter, 1994). FDA đã cho phép sử dụng chất đồng trùng hợp
EVA để tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm như được quy định trong 21 CFR, Mục 177.1350.
Đặc tính - Ionomer được sử dụng trong bao bì trong đó khả năng định hình, độ dẻo dai và hình thức
bên ngoài là quan trọng. Chúng được sử dụng kết hợp với nylon, PET, LDPE, polyvi nylidene clorua
(PVDC), bìa và lá nhôm để tạo thành lớp bịt nhiệt trong màng và cấu trúc nhiều lớp. Ionomer cải
thiện khả năng chống lỗ kim và uốn cong của cấu trúc.
8.3.1.1.3 Axit ethylene acrylic Quá
trình đồng trùng hợp của ethylene với axit acrylic (CH2CHCOOH) tạo ra copolyme chứa các nhóm carboxyl
dọc theo chuỗi chính và chuỗi bên của phân tử. Những copolyme này được gọi là EAA.
Cán ép đùn và phủ đùn là những kỹ thuật phổ biến nhất để xử lý ionomer. Với nhiệt độ xử lý bình
thường trong khoảng từ 175 đến 290°C, ionomer có thể chống lại tác động ở nhiệt độ thấp tới –90°C
(thấp hơn so với LDPE) (Reed và Vaughan, 1965). Đặc tính rào cản của Ionomers khá kém, nhưng khi kết
hợp với PVDC sẽ tạo ra một vật liệu tổng hợp có tính chất rào cản tuyệt vời. Có hơn 50 loại ionomer
thương mại với nhiều đặc tính khác nhau. Nhìn chung, các loại ion natri có khả năng chống quang học,
bám dính nóng và chịu dầu tốt hơn. Zinc ionomer trơ hơn với nước, có đặc tính bám dính tốt hơn trong
quá trình ép đùn và ép đùn trong lá phủ (Statz; 1994).
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
sức mạnh tác động, và minh bạch. Tính thấm oxy của chúng cao hơn các PE khác, tuy nhiên
8.3.1.1.5
Tương tự với EVA Tuy nhiên, giá trị WVTR của ULDPE tương tự như giá trị của PE.
Ứng dụng - Các ứng dụng phổ biến của LLDPE bao gồm màng căng/bám, bao đựng hàng tạp hóa và vật nặng
trong ngành bao bì.
Bảng 8.8
trình bày các đặc tính của màng và nhựa HDPE.
Bảng 8.9
cho thấy
được quy định trong 21 CFR, Mục 177.1330.
Tính chất - Tính chất vật lý của LLDPE được kiểm soát bởi trọng lượng phân tử của nó và
mối quan hệ giữa mật độ PE và khả năng thấm oxy và nước.
8.3.1.1.7 Polyetylen mật độ cao
trống được làm bằng phương pháp đúc thổi. Xô, hộp đựng sữa có thành mỏng và nắp đậy là
Polyetylen mật độ cực thấp
và do đó cứng hơn LDPE. Điều này dẫn đến sự gia tăng nhiệt độ nóng chảy từ 10 đến 15°C
các homopolyme HDPE dài và thẳng, ít phân nhánh. HDPE dạng lớn
hộp đựng khử mùi được làm bằng phương pháp ép phun. Phim thổi và phim đúc được sử dụng
ULDPE là chất đồng trùng hợp của cả ethylene và octene. Nó có mật độ từ 0,880 đến
của LLDPE so với LDPE. LLDPE có độ bền kéo, khả năng chống đâm thủng cao hơn,
các phần của các vùng tinh thể có trật tự khi nó nguội đi dưới mức Tm của nó. Sự đóng gói phân tử chặt chẽ này
trong các ứng dụng đóng gói khả thi. HDPE thay thế glassine cho ngũ cốc, bánh quy giòn và đồ ăn nhẹ
0,965. Nó là một loại polymer đa năng và cùng với LDPE, là một trong những loại nhựa phổ biến nhất
và tính chất quang học. Chúng vượt trội hơn LLDPE về độ bền xé, khả năng chống đâm thủng,
Độ mờ và độ bóng của LLDPE kém hơn LDPE do độ kết tinh cao hơn.
Thuộc tính màng và nhựa LLDPE
của nhiệt độ. FDA đã cho phép sử dụng nhựa ionomeric để tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm vì
8.3.1.1.6 Polyetylen mật độ thấp tuyến tính
bao tải vận chuyển nhiệm vụ. Tóm tắt về LLDPE được trình bày trong Bảng 8.7.
Ứng dụng - Thùng đựng sữa, chất tẩy rửa, thuốc tẩy, nước trái cây, nước và hóa chất công nghiệp
mật độ (0,916 đến 0,940). Do tính tuyến tính của các phân tử, LLDPE có tính kết tinh cao hơn
Nhà sản xuất Ionomer - DuPont và Exxon.
Đặc tính - HDPE là loại nhựa nhiệt dẻo tuyến tính, không phân cực, màu trắng sữa. Các chuỗi phân tử
được làm bằng khuôn ép phun, trong khi hộp đựng mỹ phẩm, chai dược phẩm, dầu gội và
tính chất xé và độ giãn dài hơn LDPE. Tuy nhiên, LDPE có độ trong tốt hơn LLDPE.
sản xuất HDPE với độ kết tinh từ 65 đến 90% và góp phần tạo nên đặc tính chống ẩm tốt, kháng hóa
chất và độ mờ đục của HDPE. Mật độ của nó dao động từ 0,940 đến
0,915 g/cm3. Chất đồng trùng hợp ULDPE cho thấy độ bền kết hợp tốt, khả năng bịt kín, tính linh hoạt,
BẢNG 8.7
Độ bền uốn
Trọng lượng riêng
° F
–kPa –kpsi
13–27,6 MPa 1,9–4,0 kpsi
Độ bền kéo khi đứt
Nhiệt độ nóng chảy
0,910–0,940
Chuyển thể từ Nhựa hiện đại, Hướng dẫn về Nhựa, 1987, McGraw
Hill, New York.
Nhiệt kế thủy tinh
252–255°F
Mô đun uốn, 23°C
276–725 MPa 40–105 kpsi
°C
122–124°C
Lưu ý: LLDPE = polyetylen mật độ thấp tuyến tính.
Mô đun kéo, độ cứng
262–518 MPa 38–75 kpsi
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
BẢNG 8.8
Ảnh hưởng của mật độ đến khả năng thấm
của oxy và nước trong Polyetylen
Thuộc tính màng và nhựa HDPE
BẢNG 8.9
2300b
—
0,940
1440
390
—
Tốt
Độ thấm oxy (g·µm/
m2·d·kPa)
30
–100°C
590đ
d Đơn vị tính bằng cc(STP) ·mil/100 in2·d·atm.
145–225 kpsi
Lưu ý: HDPE = polyetylen mật độ cao.
0,920
20
1070–1090 kPa
chất kiềm
74
450
–148°F
Tốt
Độ thấm nước (g·µm/
m2·d·kPa)
40
Công nghệ, Bakker, M., Ed., John Wiley & Sons, New York.
130–137°C
100–450d
c Đơn vị tính bằng g·mil/100 in2·d·atm.
0,955
880
23
22–31 kPa
Newyork.
Axit
84
490
390–1750b
—
0,935
16 giờ 30
Nước
Mật độ của
polyetylen
50
Chuyển thể từ Smith, MA, 1986, trong Bách khoa toàn thư về Bao bì Wiley
Nước, ở 37,8°C
Oxy, ở 25°C CO2,
ở 25°C N2, ở
25°C Khả
năng chống chịu
4–23.5c
b Đơn vị tính bằng cc(STP) ·µm/m2·d·kPa.
0,950
1050
155–158 kpsi
Tốt
0,915
0,940–0,965
42 ngày
Phỏng theo Modern Plastic, Guide to Plastics, 1987, McGraw-Hill,
94
580
16–94a
0,930
—
1750
266–276°F
Nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ chuyển hóa thủy
tinh Trọng
lượng riêng Độ bền kéo
khi đứt Mô-đun kéo, độ
cứng Mô-đun uốn, 23°C
Độ bền xé lan truyền Độ thấm
160b
a Đơn vị tính bằng g·µm/m2·d·kPa.
0,945
1280
3,2–4,5 kpsi
Tốt
0,910
26
0,960
660
2,6–52,5 kN/m 15–300 lb/in
—
0,925
16
1000–1550 kPa
Dầu mỡ
63
Machine Translated by Google

PP đẳng tĩnh (iso-PP) là dạng thương mại phổ biến nhất của chất đồng nhất PP.
8.3.1.2 Polypropylen
Vị trí của tất cả các nhóm metyl trên cùng một phía của khung polyme tạo ra một cấu trúc dễ dàng
tạo ra vật liệu có độ kết tinh cao. Bản chất tinh thể của iso PP mang lại khả năng chịu nhiệt và
hóa chất tốt nhưng không trong suốt. So với LDPE và HDPE, PP có mật độ thấp hơn, nhiệt độ điểm
nóng chảy cao hơn và độ cứng cao hơn (mô đun kéo cao hơn). Những đặc tính này xác định các loại
ứng dụng khác nhau cho chất đồng nhất PP. Ví dụ, giá trị độ cứng cao hơn và khả năng định hướng
dễ dàng làm cho homopolyme PP phù hợp cho ứng dụng kéo dài, trong khi khả năng chịu nhiệt cao hơn
của chúng cho phép thùng chứa làm bằng vật liệu này có thể hấp được.
PP là một nhóm polyme nhiệt dẻo dựa trên phản ứng trùng hợp monome propylen (CH2CHCH3). PP có sẵn
trên thị trường dưới dạng chất đồng nhất PP và copol ngẫu nhiên PP. Loại thứ hai được tạo ra
bằng cách thêm một lượng nhỏ ethylene (2 đến 5%) trong quá trình trùng hợp. Polyme PP nhiệt dẻo
được đặc trưng bởi mật độ thấp (0,89 đến 0,92 g/cc) và khả năng chống mỏi hóa học và cơ học tốt.
Các ứng dụng của PP trong bao bì bao gồm màng, cốc, khay, nắp và các vật chứa khác. Các nhà sản
xuất PP liên tục cung cấp các loại PP có đặc tính được cải tiến hoặc sửa đổi. FDA đã cho phép sử
dụng nhựa PP để tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm theo quy định trong 21 CFR, Mục 177.1520.
Đặc tính – So với PE, iso-PP nhạy cảm hơn với sự phân hủy oxy hóa do nhiệt và ánh sáng. Sự phân
hủy oxy hóa có thể tạo ra sự phân mảnh chuỗi làm giảm trọng lượng phân tử trung bình và làm phân
hủy polyme về mặt hóa học. Để kiểm soát quá trình này, chất chống oxy hóa được thêm vào trong quá
trình chế biến. Các chất phụ gia xử lý khác cho PP bao gồm chất chống tĩnh điện, thường được sử
dụng trong bao bì để tiêu tán điện tích tĩnh (xem
phần 8.4).
Tính chất của PP được tóm tắt trong
Bảng 8.10.
8.3.1.2.1 Homopolyme PP Tổng quát
– Tùy thuộc vào loại chất xúc tác và điều kiện trùng hợp, cấu trúc phân tử của polyme thu được
bao gồm ba loại cấu hình lập thể khác nhau đối với polyme vinyl: đẳng tĩnh (âm thanh nổi đều),
syndiotactic (xen kẽ âm thanh nổi-thông thường) và atactic (cấu hình ngẫu nhiên) (McCrum và cộng
sự; 1988). Các quy trình công nghiệp được thiết kế để giảm thiểu việc sản xuất PP atactic, một
sản phẩm phụ có giá trị thấp hơn, không kết tinh, được sử dụng chủ yếu trong chất kết dính.
Metallocene polypropylene (mPP) là một thế hệ PP mới trong đó sự cân bằng được kiểm soát giữa tính
đồng vị và tính không hoạt động, loại comonomer, trọng lượng phân tử trung bình, phân bố phân tử,
thực sự được kiểm soát. Thùng chứa bằng nhựa PP có thành mỏng hơn nhiều nhưng vẫn giữ nguyên độ
cứng với giá trị chỉ số dòng chảy rất cao.
bao bì thực phẩm. Nó được sử dụng để gói các sản phẩm đặc sản và sản xuất túi xách. FDA đã cho
phép sử dụng PE để tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm như quy định trong 21 CFR Mục 177.1520.
Sự định hướng của màng PP giúp cải thiện độ bền, độ trong và độ bóng so với màng PP không
định hướng, xem
Bảng 8.11.
Phim PP định hướng (OPP) là một loại vật liệu rất linh hoạt. Nó có thể
được kim loại hóa, ép đùn, ép nhiều lớp, tráng và thậm chí phủ silica và nhôm oxit để đáp ứng các
ứng dụng cụ thể.
Các nhà sản xuất PE tuyến tính và HDPE — Ngoài những công ty được liệt kê là nhà sản xuất PE phân
nhánh, các công ty sau cũng là nhà sản xuất: Federal Plastics Co. (Cranford, NJ); Tập đoàn Hoechst
Celanese (Chatham, NJ); Công ty TNHH Hóa chất Novacor (Calgary, AB, Canada); Công ty Polyme Paxon
(Baton Rouge, LA); Shulman, Inc. (Akron, OH); và Solvay Polymers, Inc. (Houston, TX).
Ứng dụng - OPP phủ acrylic có sẵn cho bao bì kẹo, bánh quy và đồ ăn nhẹ, có khả năng gia công
tốt, hệ số ma sát thấp (0,2 đến 0,3), hình thức hấp dẫn và
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
hiệu quả về mặt chi phí là cần thiết. Để bảo vệ hương vị và các sản phẩm nhạy cảm với mùi, ví dụ
như thanh sôcôla olate, có thể chọn OPP được phủ PVDC. Một OPP kim loại có rào cản cao hơn sẽ mở rộng
Của cải
Phim và nhựa Polypropylene, định hướng hai trục (BOPP)
Ảnh hưởng của định hướng chuỗi đến tính chất màng PP
ứng dụng trong dạng túi trong hộp, ví dụ như ngũ cốc, bánh quy giòn, bao bì hỗn hợp súp, túi đứng, OPP
BẢNG 8.10
BẢNG 8.11
thời hạn sử dụng của các sản phẩm nhạy cảm với oxy, ví dụ như khoai tây chiên ít béo, các loại hạt và trái cây sấy khô. Vì
Tốt
170–250 kpsi
0,902
620
386–579 kN/m
Đề kháng với
Độ thấm nước, g·µm/m2·d·kPa, 37°C
160–175°C
c Đơn vị tính bằng g·mil/100 in2·d·atm.
622b
–4°F
Độ cứng
Dầu mỡ
4,3–6,8c
31–42 MPa
Thấp
1170–1725 MPa
PP định hướng
20 ngày
16,5–26a
Nước, ở 37,8°C
Oxy, ở 25°C CO2,
ở 25°C N2, ở
25°C
b Đơn vị tính bằng cc(STP)·µm/m2·d·kPa.
Không thay đổi
0,895–0,910
78b
Thấp
Chuyển thể từ Bách khoa toàn thư về nhựa hiện đại (1987).
Tốt
6,0–8,0 kpsi
Có, 350–450°F Không, phim bị biến dạng
PP không định hướng
540d
Lưu ý: PP = polypropylen; CD = hướng chéo; MD = hướng máy.
3–10 lb/in
Nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh
Trọng lượng
riêng Độ bền kéo khi đứt
Mô-đun kéo, độ cứng Độ bền
uốn Mô-đun uốn,
23°C Độ bền xé ban đầu
Độ bền xé lan truyền
Độ thấm
Độ thấm oxy, cc(STP)·µm/m2·d·kPa ở 25°C 930
a Đơn vị tính bằng g·µm/m2·d·kPa.
chất kiềm
194–347°F
25
–20°C
Tốt
2100b
d Đơn vị tính bằng cc(STP).mil/100 in2·d·atm.
Tốt
165–225 kpsi
Cao CD rất thấp; MD rất cao
42–55 MPa
1000–1500 g/triệu
Độ bền xé lan truyền Khả
năng bịt kín
nhiệt
Mật độ
Quang học Độ bám dính bề mặt với mực, v.v.
Xuất sắc
Axit
0,53–1,75 kN/m
60
Xuất sắc
4,5–6,0 kpsi
Rất thấp Cao, tương tự như giấy bóng kính
Nước
160 ngày
1140–1550 MPa
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
(không có hydrocacbon thơm).
cho thấy khả năng kháng hóa chất tốt đối với axit, kiềm, rượu và hydrocacbon có nhiệt độ sôi thấp
8.3.1.2.2 Copolyme ngẫu nhiên PP
bao bì khí quyển (MAP) cho các sản phẩm thịt, y tế và dược phẩm.
BẢNG 8.12
bữa ăn, bánh pudding làm sẵn, thức ăn trẻ em dùng được trong lò vi sóng, sốt táo dùng một lần, dinh dưỡng
Việc sử dụng OPP bao gồm bọc màng co cho hồ sơ, đồ chơi, trò chơi, vật dụng phần cứng, thực phẩm đông lạnh và
0,90 g/cc, cho thấy chất đồng trùng hợp ngẫu nhiên nhẹ hơn một chút so với chất đồng trùng hợp. PP ngẫu nhiên
Thùng chứa ép đùn định hình nhiệt - Thùng chứa định hình nhiệt từ vật liệu đúc nhiều lớp
với tư cách là đồng phân tử. Việc bổ sung ethylene được đặt ngẫu nhiên vào trục chính của chuỗi sẽ làm giảm
Drip-lok® của Alcoa là ví dụ về ứng dụng đóng kín đối với PP, (Alcoa, 1993). Màng PP (BOPP) định hướng hai
mặt được phủ acrylic có khả năng bịt kín nhiệt, có độ trong suốt cao,
dễ bịt kín nhiệt.
PP đồng nhất. Như được chỉ ra trong Bảng 8.12, các copolyme có nhiệt độ hàn nhiệt thấp hơn, nhiệt độ lệch
nhiệt thấp hơn để tạo hình nhiệt và chống lại nhiệt độ dưới 0 tốt hơn.
là vật liệu rất phù hợp (Rice, 1995). PP có điểm nóng chảy là 163°C (325°F), do đó,
Nhiệt độ biến dạng trong Ethylene chứa PP
Ứng dụng - Copolyme ngẫu nhiên PP được sử dụng làm màng, thổi và các bộ phận được tiêm. Các ứng dụng bao
gồm bao bì y tế và thực phẩm, sản phẩm bánh mì và nông sản. etylen 7%
Giá trị nhiệt độ hàn nhiệt, Tg và nhiệt
thực phẩm bổ sung cho người già, thậm chí cả thức ăn cao cấp dành cho thú cưng. Các ứng dụng khác bao gồm sửa đổi
thuốc lá (Mobil, 1994).
có độ dẻo dai tốt và tác động nhiệt độ thấp hơn so với PP homopolyme. Những copolyme này
(293°F) với giá trị dính nóng cao. Các màng này cũng cho thấy COF thấp và độ cứng được tăng cường.
và điểm nóng chảy thấp hơn (lên tới 152°F với 7% ethylene). Mật độ cũng thấp hơn từ 0,89 đến
tấm được sử dụng để đóng gói thực phẩm đơn lẻ có thể ổn định và có thể hấp lại, ví dụ như loại có thể dùng được trong lò vi sóng
có độ bóng cao và rào cản hương vị. Nhiệt độ hàn nhiệt dao động từ 93°C (200°F) đến 145°C
độ kết tinh cao của iso-PP. Độ kết tinh thấp giúp cải thiện độ trong và tính linh hoạt,
copolyme được sử dụng làm lớp bịt nhiệt trong bao bì thực phẩm. Phim không định hướng mềm mại và
các ứng dụng vi sóng chỉ giới hạn ở việc hâm nóng. PP cũng là một vật liệu tuyệt vời để đóng khuôn ép phun
cho các chai nước giải khát bằng thủy tinh, nhựa PET và nhựa. Plastic-lug®, Double-lok® và
điều kiện bảo quản. PP copolyme ngẫu nhiên thường chứa 1,5 đến 7% ethylene, tính theo trọng lượng,
Tính chất - Copolyme PP thể hiện tính chất nhiệt khác biệt rõ rệt so với
138
115
–11
(°C)
143
Chuyển thể từ Davis, DS, 1992, J. Tấm phim nhựa
a Nhiệt độ nóng chảy.
(°C)
163
–6
6
Nhiệt độ hàn
nhiệt tối đaa
6
64
95
2
125
0
152
–9
b TẠI 66 psi.
–2
Nhiệt độ lệch
nhiệtb
9
46
số 8
2,5
(°C)
40
4
Phần trăm
trọng
lượng ethylene
120
80
8(4):101–108.
Tg
Machine Translated by Google

8.3.2 POLYVINYL CLORUA
(Cranford, NJ); Công ty Dầu & Hóa chất Fina (Dallas, TX); Công ty Nhựa Monmouth (Asbury Park, NJ);
Montell Polyolefin (Wilmington, DE); Công ty Hóa chất Phillips (Bartlesville, TX); Tập đoàn hóa
chất lượng tử (Cincinnati, OH); Rexene (Dallas, TX); A. Shulman, Inc. (Akron, OH); Hóa chất Shell
(Houston, TX); Công ty Solvay Polymers (Houston, TX); và Công ty Nhựa Washington Penn (Washington,
PA).
1. Loại bỏ các thành phần trọng lượng phân tử thấp tạo ra nhựa có tỷ lệ chiết xuất cao.
Điều này có lợi ích là trở thành một loại nhựa tinh khiết hơn nhiều cho các ứng dụng
tiếp xúc với thực phẩm. Nó cũng làm giảm mùi hôi và hương vị khó chịu.
Thông thường, các cấu trúc ép đùn được tạo thành từ 5, 7 hoặc 9 lớp. Chúng chứa sự sắp xếp
đối xứng của polyolefin/nghi lại/lớp buộc/lớp rào cản/lớp buộc/nghi lại/polyolefin.
8.3.1.3 Metallocene
Như đã chỉ ra trong
Phần 8.2.1,
các polyme xúc tác một vị trí (SSC) được đặc trưng bởi sự phân bố
thành phần và MWD hẹp. Điều này có nghĩa là tất cả các phân tử polyme đều có số nhánh bên của
comonomer ở cùng một vị trí dọc theo chuỗi polymer.
2. Nhiệt độ ban đầu của con dấu thấp hơn và nhiệt độ ban đầu của con dấu rộng hơn so với
HDPE. Độ bền keo nóng và độ bền bịt kín cao được thể hiện qua các loại nhựa này nên
chúng có thể được sử dụng làm lớp bịt kín nhiệt đồng ép đùn và/hoặc hỗn hợp.
Lớp rào chắn thường là EVOH, PVDC, của Nylon. Đối với cấu trúc MAP, nó có thể bao gồm lớp PS/tie/
EVOH/PE hoặc EVA được hình thành với một lớp nghiền lại.
3. Các tính chất cơ học như khả năng chống đâm thủng, va đập và khả năng chặn được cải
thiện đối với nhựa được sản xuất bởi chất xúc tác Ziegler-Natta. Độ mờ và độ bóng được
cải thiện do không có phần trọng lượng phân tử cao trong nhựa metallicocene.
Năm 1992, Exxon giới thiệu plastomers metallicocene (dưới tên EXACT®) với mật độ từ 0,860 đến
0,915 và trọng lượng phân tử từ 40.000 đến 120.000.
8.3.2.1 Khái quát
Nhà cung cấp PP — American Polymers (Worcester, MA); Hóa chất Amoco (Chicago, IL); Tập đoàn
Aristech Chem (Pittsburgh, PA); Bamberger Polymer, Inc. (Thành công, NY); Công ty TNHH Quốc tế
ComAlloy (Nashville, TN); Hóa chất Exxon (Houston, TX); Công ty nhựa liên bang
4. PE metallicocene mới được kỳ vọng sẽ thay thế một số PVC và sản xuất màng căng mới,
túi vận chuyển bịt kín và có ứng dụng trong bao bì nhạy cảm với mùi vị (Manders; 1995).
Các ứng dụng khác bao gồm thịt, gia cầm và cá yêu cầu nhiệt độ niêm phong thấp; cấu
trúc ép đùn dùng cho lớp lót hỗn hợp ngũ cốc và bánh ngọt; và cán túi cà phê. Nhựa SSC
có thể được pha trộn với LDPE và HDPE.
Chất dẻo polyolefin đang được Dow Chemical sản xuất bằng cách sử dụng SSC dưới tên AFFINITY®.
Những plastomers này có sẵn dưới dạng copolyme của propylene, butene, hexene hoặc octene, cũng như
terpolyme. Các đặc điểm chính của metallicocene là (Simon, 1994)
PVC là chất đồng trùng hợp của vinyl clorua (CH2CHCl). Trong số PVC thương mại đóng gói, 80% được
tạo ra bằng phản ứng trùng hợp bổ sung trong huyền phù lỏng; các phương pháp khác bao gồm nhũ
tương và dung dịch. PVC cứng (dùng làm ống) có Tg = 180°F (82°C) và rất khó gia công. Vật liệu
PVC dẻo được sử dụng trong bao bì thu được bằng cách kết hợp chất làm dẻo. Chất hóa dẻo là chất
phụ gia có tác dụng “bôi trơn” ở cấp độ phân tử, làm mềm các polyme cứng khiến chúng linh hoạt
hơn. Chất hóa dẻo làm giảm Tg và nhiệt độ xử lý của polyme. Việc bổ sung chất làm dẻo lỏng vào PVC
sau đó sẽ cho phép tạo ra một màng linh hoạt có khả năng thấm oxy vừa phải.
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
với nhiều loại chất hóa dẻo. Công thức để sản xuất các sản phẩm cụ thể làm từ nhựa PVC là
Màng PVC có độ dẻo dai và khả năng phục hồi tốt. Tính chất của PVC được thể hiện ở bảng 8.13.
Có thể tạo ra nhiều loại vật liệu đóng gói từ PVC nhờ khả năng trộn lẫn của polyme
PVC cũng được sử dụng làm túi và ống dẫn máu, dung dịch truyền tĩnh mạch.
hầu hết là độc quyền, để tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm, tuy nhiên, các chất phụ gia cần phải được FDA chấp thuận.
8.3.2.3 Ứng dụng
Hầu hết màng PVC được sử dụng để đóng gói các sản phẩm thực phẩm, đặc biệt là thịt đỏ và thịt tươi. Các
8.3.2.2 Thuộc tính
dầu ăn, mỹ phẩm, chất tẩy rửa, rượu, bơ bọc thực phẩm và bơ thực vật; nắp hộp đựng đồ tươi,
Chai đúc thổi PVC được sản xuất bằng nhựa PVC. Việc sản xuất một phạm vi rộng
PVC có độ trong tốt, đặc tính rào cản tốt, khả năng chống đâm thủng và khả năng bịt kín tốt.
của HCl, cũng được kết hợp trong PVC trong quá trình trộn. Việc xử lý PVC được thực hiện
BẢNG 8.13
PVC cũng được sử dụng để bọc trái cây và rau quả tươi. Hầu hết các nhà chăn nuôi gia cầm ở
thịt đông lạnh và thịt chữa khỏi; và đóng gói vỉ cá, sản phẩm và dược phẩm.
Hoa Kỳ sử dụng màng căng PVC cho các bộ phận gia cầm được đóng gói ướp lạnh. PVC có sẵn dưới
dạng màng bọc căng. Ví dụ về ứng dụng bao bì PVC bao gồm: chai đựng sữa, sản phẩm từ sữa,
Đặc tính màng và nhựa PVC dẻo*
bằng các phương pháp thông thường, ví dụ như ép phun, ép đùn, thổi màng và đúc thổi.
DOA [di(2-ethyl hexyl)adipat] là chất hóa dẻo phổ biến nhất được sử dụng cho PVC. Chất ổn định
Tính thấm oxy của màng PVC rất phù hợp để duy trì nhu cầu oxy cần thiết
chẳng hạn như muối Ca/Zn, giúp tránh sự phân hủy PVC và sản phẩm tương ứng
của thịt. Điều này là cần thiết để giữ được màu đỏ của thịt và vẻ ngoài tươi ngon.
389–3900b
* Lịch và ép đùn.
Nước
20
330–2000a
d Đơn vị tính bằng cc(STP)·mil/100 in2·d·atm.
b Đơn vị tính bằng cc(STP)·µm/m2·d·kPa.
1,22–1,40
143–160°C
chất kiềm
100–1000đ
Nước, ở 37,8°C
Oxy, ở 25°C CO2,
ở 25°C Khả
năng chống chịu
20
Hội chợ
Tốt
Nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ chuyển thủy tinh
Trọng lượng
riêng Độ bền kéo khi đứt
Độ bền nổ, mil (Mullen)
167–221°F
1170–2330
° F
277–320°F
9,7–2,4 kPa
Dầu mỡ
c Đơn vị tính bằng g·mil/100 in2·d·atm.
Axit
75–105°C
10,5–175 kN/m 60–1000 lb/in
Xuất sắc
42,4–112 kN/m 210–290 g/mil
300–6000d
°C
a Đơn vị tính bằng g·µm/m2·d·kPa.
1,4–3,5 kpsi
Độ bền xé ban đầu Độ
bền xé lan truyền Nhiệt độ
bịt kín Độ thấm
85–510c
Tốt
Chuyển thể từ Bách khoa toàn thư về nhựa hiện đại (1987).
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
8.3.2.4 Mối quan tâm của PVC và FDA
(Akron, OH); Shintech, Inc. (Houston, TX); Synergistics Industries, Inc. (Farmingdale, NJ); Công ty
Teknor Apex (Pawtucket, RI); Tập đoàn Union Carbide (Danbury, CT); Công ty cổ phần Vi-Chem
Vào những năm 1990, PVC hiện là trung tâm của một cuộc tranh cãi khác. Một số nước châu Âu đã
cấm sử dụng bất kỳ loại bao bì PVC nào vì lo ngại rằng trong quá trình đốt chất thải rắn, khí HCl và
các hợp chất hữu cơ clo hóa (trong đó có thể tìm thấy dioxin) sẽ được tạo ra và thải ra môi trường.
Điều này làm tăng tác động của mưa axit và gây nguy hiểm cho sức khỏe con người. Nhật Bản, nơi phần
lớn chất thải rắn được đốt, đã phát triển công nghệ ngăn ngừa sự phát thải các hợp chất không mong
muốn như vậy. Tuy nhiên, một số nước châu Âu vẫn duy trì lệnh cấm PVC.
Nhiều polyme Saran thương mại có chứa hai hoặc nhiều comonomer. Chất đồng nhất VDC có nhiệt độ nóng
chảy từ 198°C đến 205°C, nhưng nó bị phân hủy ở 210°C. Những điều kiện này làm cho chất đồng nhất
VDC, hay PVDC, khó xử lý. Bằng cách đồng trùng hợp, điểm nóng chảy của copolyme được giảm xuống
khoảng 140 đến 175°C, khiến cho quá trình nấu chảy trở nên khả thi. Saran polymer chứa 2 đến 10%
chất làm dẻo (ví dụ dibutyl sebacate hoặc diisobutyl adipate) và chất ổn định nhiệt. Thuộc tính đáng
chú ý nhất của chất đồng trùng hợp Saran là tính thấm cực thấp đối với khí và chất lỏng cũng như khả
năng kháng hóa chất, có thể so sánh với nhựa EVOH.
8.3.3.2 Các dạng Saran®
(Rigefield, NJ); Công ty TNHH Nhựa & Hóa chất Novatec (Eatontown, NJ); A. Shulman, Inc.
PVC được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng tiếp xúc với thực phẩm như thịt, dầu và nước. FDA
chưa bao giờ cấm hoặc hạn chế sử dụng PVC, nhưng vào giữa những năm 1970 đã bày tỏ lo ngại về việc
sử dụng nó trong thực phẩm do phát hiện ra dư lượng VCM trong PVC. FDA chưa cho phép VCM tiếp xúc
với thực phẩm vì VCM là chất gây ung thư với liều lượng lớn, ít nhất là ở động vật thí nghiệm. Hiện
nay, ngành sản xuất PVC có hàm lượng VCM trong nhựa cực thấp và lượng VCM có thể di chuyển vào thực
phẩm thấp hơn nhiều so với độ nhạy của các phương pháp phân tích. Có thể nói rằng nồng độ VCM trong
thực phẩm do tác động di chuyển từ các thùng chứa PVC là đủ thấp và không gây lo ngại.
Chất đồng trùng hợp vinylidene clorua, được gọi là Saran® hoặc PVDC, được Dow Chemical Co. phát
triển trong những năm 1930. Các polyme này là kết quả của quá trình đồng trùng hợp của vinylidene
clorua (VDC) (CH2CCl2) với vinyl clorua, metyl acryit hoặc acrylonitriles.
Công ty Alpha Gary (Leominster, MA); Borden, Inc. (Andover, MA); Công ty nhựa Colorite
Saran có sẵn ở các dạng sau: Nhựa F (với acrylonitrile là chất đồng trùng hợp) được sử dụng làm
polyme hòa tan trong dung môi cho lớp phủ rào cản; mủ nhũ tương nước dùng làm lớp phủ rào cản; và
các loại nhựa ép đùn có thể nấu chảy được trong các thùng chứa ép đùn nhiều lớp cứng, ép đùn màng và
tấm.
Trong quá trình trùng hợp PVC, ít hơn 100% monome vinyl clorua (VCM) được chuyển thành polymer. Điều
này có nghĩa là giá trị VCM tương đối cao có thể vẫn không phản ứng và bị giữ lại trong nhựa. Nhựa
sau đó được đưa vào quy trình loại bỏ VCM. Bằng cách lặp đi lặp lại các ứng dụng chân không, VCM
được loại bỏ khỏi nhựa để đạt giá trị nồng độ dưới 1 ppm trong nhựa.
(Grand Rapids, MI); và Công ty Hóa chất Vista (Houston, TX).
8.3.3.1 Khái quát
8.3.2.5 Nhà cung cấp PVC (Không chiết rót linh hoạt)
8.3.3 CHẤT COPOLYMER VINYLIDEN CHLORIDE
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Các ứng dụng công nghiệp của màng đơn lớp bao gồm trống đóng gói đơn vị cán màng và lớp lót
đóng gói cho các sản phẩm nhạy cảm với độ ẩm, oxy và dung môi trong bao bì dược phẩm và mỹ phẩm.
FDA đã cho phép sử dụng nhựa copolyme PVDC để tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm như quy định trong
21 CFR Mục 175.105 đối với chất kết dính, 175.320 đối với polyolefin phủ, 176.170 đối với giấy tiếp
xúc với thực phẩm chứa nước và chất béo, 176.180 đối với tiếp xúc với thực phẩm khô và 177.1990 đối
với nhựa.
Có ba loại PS: mục đích chung, tác động và Bọt.
Như đã chỉ ra, các phương pháp xử lý khác nhau có sẵn cho nhựa Saran bao gồm ép đùn, ép đùn đồng
thời, nhựa cán và phủ cao su để đáp ứng các yêu cầu đóng gói cụ thể.
Nhựa F bao gồm các loại F-239 và F-278. Những loại nhựa này được sử dụng để phủ các màng nhựa
như giấy bóng kính và polyester để tạo ra giá trị thấm nước từ 2,0 đến 1,3 g·µm/m2·d·kPa và khả năng
thấm oxy khoảng 0,09 cc·µm/m2·d·kPa. Nhựa F-310 được sử dụng để phủ giấy. Nhiệt độ hàn nhiệt của
nhựa F nằm trong khoảng 100 đến 130°C, (Dow Chemical Co. Mẫu 190-305-1084).
Các nhà cung cấp của PVDC bao gồm: Dow Plastics (Midland, MI).
Ngoài ra, ép phun, ép đùn màng thổi và màng đúc là những quy trình công nghiệp phổ biến dành cho
nhựa. Các ứng dụng chính của nhựa Saran là làm bao bì thực phẩm làm vật liệu chống ẩm, khí, hương
vị và mùi hôi. Phim đơn lớp được sử dụng rộng rãi trong gia đình
8.3.4.1 Polystyrene mục đích chung (GPPS)
Mủ cao su được áp dụng cho giấy tráng, bìa và màng nhựa như PP và PE. Ngoài ra, các thùng chứa
cứng PET, PVC, PS và PE có thể được phủ bằng mủ cao su. Đặc tính rào cản của mủ cao su tương tự như
đặc tính của F-Resins, (Dow Chemical Co. Mẫu 190-309-1084).
Mặc dù được gọi là PS tinh thể, đây là những vật liệu hoàn toàn vô định hình, không có nhiệt độ nóng
chảy, độ trong suốt cao và có đặc tính quang học tuyệt vời. Polyme tuyến tính “Crystal” PS có giá
trị Tg dao động từ 74 đến 105°C, khiến nó giòn và cứng ở nhiệt độ phòng. Có ba loại GPPS: nhiệt độ
cao, dòng chảy trung bình và dòng chảy cao (hoặc dòng chảy dễ dàng). Nhựa nhiệt độ cao có trọng
lượng phân tử cao, chứa ít hoặc không có chất phụ gia và dễ gãy. Chúng được sử dụng làm bọt ép đùn
và vật liệu tạo hình nhiệt cho bao bì điện tử, hộp trang sức đúc phun, hộp đựng mỹ phẩm chất lượng
cao và hộp đựng trang sức CD.
bọc.
Nhựa ép đùn được sử dụng để đóng gói linh hoạt ở dạng cấu trúc đơn lớp và đa lớp (đồng ép đùn
hoặc ép nhiều lớp) cho thịt và các ứng dụng thực phẩm khác. Đối với thực phẩm không được làm lạnh
trong hộp cứng, nhựa ép đùn có thể được ép đùn cùng với nhựa PP hoặc PS. Nhựa ép đùn có khả năng
rào cản kém hơn so với Nhựa F hoặc mủ cao su, (Dow Chemical Co. Mẫu 190-320-1084). Màng Saran HB
(với vinyl clorua là chất đồng phân) là lớp chắn tốt hơn Nhựa F có độ thấm oxy là 0,04 cc·µm/
m2·d·kPa, (Dow Chemical Co. Mẫu 500-1083-586).
Giống như các vật liệu polyme khác, polyme dựa trên phản ứng trùng hợp styren (CH2CHC6H5) đang được
sản xuất bằng công nghệ mới. Các phương pháp đồng trùng hợp mới, chất phụ gia, biến tính và pha
trộn cao su làm cho polystyrene (PS) trở thành vật liệu đóng gói rất linh hoạt. PS là chất kỵ nước,
không hút ẩm, dễ ép đùn và là vật liệu chịu nhiệt.
Màng nhiều lớp, thường được ép đùn với polyolefin, được sử dụng để đóng gói thịt, pho mát và
các thực phẩm nhạy cảm với độ ẩm hoặc khí khác. Các cấu trúc này thường chứa 10 đến 20% chất đồng
trùng hợp VDC và thường được sử dụng làm màng co ngót để tạo ra một rào cản chặt chẽ xung quanh sản
phẩm thực phẩm. PVDC có thể được sử dụng làm lớp rào cản trong các thùng chứa định hình nhiệt được
làm bằng nhiều lớp ép đùn để đóng gói thực phẩm đơn lẻ có thể ổn định và có thể vặn lại.
8.3.3.3 Ứng dụng
8.3.4 POLYSTYREN
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
8.3.4.2 Polystyrene va đập cao
Các thuộc tính được chọn của PS được trình bày trong Bảng 8.14. FDA đã xóa việc sử dụng PS
khả năng chống va đập. Điều này tạo ra một vật liệu mờ đục dễ gia công và có thể được tạo hình
bằng nhiệt. Ứng dụng đóng gói thực phẩm điển hình là thùng đựng các sản phẩm sữa được làm lạnh,
cốc, nắp, đĩa và bát cỡ nhỏ phục vụ. Các yếu tố hạn chế của HIPS là khả năng chịu nhiệt, oxy
Polystyrene tác động cao (HIPS) chứa các hạt cao su được thêm vào để tăng cường
nhựa tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm như quy định trong 21 CFR Mục 177.1640.
phụ gia. Những loại nhựa này được sử dụng trong các chai đúc thổi và các vật liệu ép đùn cho thực phẩm và
xốp có đặc tính hấp thụ sốc và cách nhiệt tốt. Ứng dụng trong thực phẩm
bao bì dược phẩm.
tấm cho bao bì ép nóng.
BẢNG 8.14
8.3.4.3 PS có thể mở rộng
bao bì bao gồm hộp trứng và khay thịt.
Bọt là một dạng PS tinh thể được cung cấp dưới dạng hạt mở rộng một phần. PS có thể mở rộng (EPS)
Thuộc tính nhựa và màng định hướng Polystyrene
Nhựa chảy trung bình có trọng lượng phân tử trung bình, chứa 1 đến 2% dầu khoáng.
Nhựa có độ chảy cao có trọng lượng phân tử thấp và thường chứa 3 đến 4% dầu khoáng
tính thấm, độ ổn định của tia UV và khả năng chống dầu và hóa chất. Theo Toebe và
như chất phụ gia. Điều này làm cho tinh thể PS linh hoạt hơn (ít giòn hơn) với nhiệt độ biến dạng
thấp hơn. Các ứng dụng điển hình bao gồm đồ dùng y tế dùng một lần, đồ ăn tối và đồ dùng ép đùn
al. (1990) hộp đựng làm bằng HIPS có tác dụng làm tăng hương vị mạnh mẽ trên thực phẩm.
5 lb/năm
Dầu mỡ
460–660a
Nước
Độ bền xé ban đầu Độ
bền xé lan truyền Độ thấm
69–100 MPa 10–14,6 kpsi
3500
Tốt
—
a Đơn vị tính bằng g·µm/m2·d·kPa.
c Đơn vị tính bằng g·mil/100 in2·d·atm.
16–35
250–350d
Tốt
Vô định hình
°C 74–105°C
900đ
—
Chuyển thể từ Bách khoa toàn thư về nhựa hiện đại (1987).
° F
104–191 kN/m
1,05–1,06
270–495 g/triệu
chất kiềm
2–10 kpsi
—
Nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ chuyển hóa thủy
tinh Trọng
lượng riêng Độ bền kéo
khi đứt Mô-đun kéo, độ
cứng Độ bền uốn
Mô-đun uốn, 23°C Độ bền
kéo, mil (Mullen)
2280–3280 MPa 330–475 kpsi
970–1260b
Tốt
b Đơn vị tính bằng cc(STP)·µm/m2·d·kPa.
Nước, ở 37,8°C
Oxy, ở 25°C CO2,
ở 25°C Khả
năng chống chịu
2620–3380 MPa 380–490 kpsi
120–170c
Nghèo
d Đơn vị tính bằng cc(STP)·mil/100 in2·d·atm.
—
165–221°F
0,9 kN/m
Axit
14–70 MPa
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
8.3.4.4 Nhà cung cấp PS Homopolymer
Được giới thiệu vào năm 1970 tại Nhật Bản, EVOH được sản xuất bằng quá trình thủy phân có kiểm soát chất đồng trùng hợp EVA.
Đặc tính quan trọng nhất của EVOH là đặc tính ngăn chặn mùi và O2 vượt trội.
AE Plastics, Inc. (Elk Grove Village, IL), American Polymers (Worcester, MA); Công ty Hóa
chất Amoco (Chicago, IL); Bamberger Polymer Inc. (Thành công, NY); Tập đoàn BASF (Wyan
dotte, MI); Công ty Hóa chất Chevron (Houston, TX); Dow Plastics (Midland, MI); Công ty
Nhựa Liên bang (Cranford, NJ); Công ty Dầu & Hóa chất Fina (Houston, TX); Công ty Hóa
chất Hutsman (Chesapeake, VA); Công ty RTP (Winona, MN); A. Shulman, Inc. (Akron, OH);
và Công ty Nhựa Washington Penn (Washington, PA).
Như đã chỉ ra, nhóm hydroxyl OH làm cho polyme có tính ưa nước, thu hút các phân tử
nước. Sự hiện diện của nước có tác động làm suy giảm đặc tính rào cản oxy. Điều này đặt
ra một thách thức thú vị đối với việc thiết kế các gói có rào cản cao vì cần có các lớp
không ưa nước bên ngoài để bảo vệ các đặc tính của hàng rào oxy EVOH. Các đặc tính được
chọn cho hai chất đồng trùng hợp EVOH được trình bày trong
Bảng 8.15.
Quá trình thủy phân biến đổi nhóm VA thành VOH, (CH2CHOH). Sự hiện diện của OH trong
chuỗi xương sống thay thế một số nguyên tử H nhất định trong PE có một số ảnh hưởng sâu
sắc đến tính chất polyme. Đầu tiên, nhóm OH có tính phân cực cao làm tăng lực liên phân
tử, đồng thời trở nên ưa nước hơn PE. Thứ hai, nhóm OH đủ nhỏ để cung cấp cho chuỗi
polyme đủ tính đồng nhất về mặt lập thể để tạo thành polyme có phần trăm độ kết tinh cao;
ngay cả khi nó được phân phối ngẫu nhiên trong chuỗi, nó vẫn tạo ra một rào cản tuyệt vời
đối với chất thấm. Nếu phần trăm OH trong mạch chính olefinic bằng 0 thì sản phẩm là PE
và ở 100% VA sản phẩm sẽ trở thành rượu polyvinyl (PVOH).
Cấu trúc bao bì bằng EVOH mang lại khả năng lưu giữ hương vị và chất lượng cao liên quan
đến phản ứng oxy với sản phẩm thực phẩm. EVOH cũng mang lại khả năng chống dầu và hơi hữu
cơ rất cao. Điện trở này giảm đi phần nào khi độ phân cực của hợp chất xuyên thấu tăng
lên. Ví dụ, khả năng chống lại các hydrocacbon thơm và mạch thẳng là rất nổi bật, tuy
nhiên đối với etanol và metanol thì lại thấp. Do đó, nó có thể hấp thụ tới khoảng 12%
ethanol.
8.3.5.3 Ứng dụng
Trái ngược với PE, PVOH có đặc tính ngăn chặn mùi và khí đặc biệt cao (thấp nhất
trong số các loại polyme hiện có), nhưng khó xử lý và hòa tan trong nước. Khi phần trăm
VOH trong EVOH dao động từ 52 đến 70%, chất đồng trùng hợp ethylene-VOH thu được kết hợp
khả năng xử lý và khả năng chống nước của PE cũng như đặc tính rào cản khí và mùi của
PVOH. Chất đồng trùng hợp EVOH có độ kết tinh cao và đặc tính xử lý cũng như rào cản của
chúng thay đổi theo tỷ lệ phần trăm tương đương của ethylene. Khi phần trăm ethylene
khoảng 30%, rào cản khí và hơi hữu cơ đặc biệt cao nhưng điều kiện xử lý trở nên khó khăn
hơn. Khi hàm lượng ethylene tăng thì khả năng ngăn nước và khả năng xử lý được cải thiện.
EVOH có thể được ép đùn theo nhiều cách kết hợp với PE hoặc PP, và được ép hoặc phủ lên
một số chất nền bao gồm PET, PE, nylons, v.v. EVOH cũng có thể được ép đùn thành màng và
được xử lý trong đúc thổi, ép phun và đúc thổi đồng đùn. Các cấu trúc được lựa chọn được
liệt kê trong
Bảng 8.16.
8.3.5.1 Khái quát
8.3.5.2 Thuộc tính
8.3.5 RƯỢU ETYLEN VINYL
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
BẢNG 8.16
hộp đựng. Các ứng dụng điển hình là chai sốt cà chua và nước sốt thịt nướng, thạch bảo quản,
Thuộc tính được chọn của copolyme EVOH
Công ty Eval của Mỹ (Lisle, IL); Nippon Goshei (Nhật Bản) và Công ty Kurary (Nhật Bản).
nước ép rau củ, hộp đựng sốt mayonnaise và gói thịt. Các ứng dụng phi thực phẩm bao gồm
Ứng dụng EVOH cho các cấu trúc đã chọn
đóng gói dung môi và hóa chất.
BẢNG 8.15
8.3.5.4 Nhà cung cấp
Mục 177.1360 lên tới 80% VOH. Ứng dụng trong bao bì bao gồm linh hoạt và cứng nhắc
FDA đã cho phép sử dụng nhựa EVOH để tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm theo quy định trong 21 CFR,
0,3 (độ ẩm 65%)
Kết cấu
92
Thịt chế biến, phô mai, đồ ăn nhẹ PET/EVOH/EVA Nylon/EVA/Nylon/Ionomer OPP/EVA/EVOH/EVA
EVOH
(44% etylen)
59
Lưu ý: EVOH = rượu etylen vinyl; WVTR = tốc độ truyền hơi nước;
thịt đỏ
Sốt cà chua
Mỹ phẩm
PP/EVOH/PP
PP = polypropylen; OPP = polypropylen định hướng; LDPE = polyetylen mật độ thấp; LLDPE = tuyến tính
181, (70)
179–238
Chuyển thể từ Công ty EVAL của Mỹ.
OPP/EVOH/LDPE
1.19
Trà, gia vị
LDPE/EVOH/LDPE
EVOH/LDPE
80
164, (55)
LDPE.
Wiley & Sons, New York, 270–275.
Lưu ý: PET = polyetylen terephthalate, EVOH = rượu etylen vinyl; EVA = etylen vinyl axetat;
Mật độ, g/cc
Độ bền kéo giới hạn, MPA Độ
bền xé, N/mm Tm,
(Tg) tính
bằng °C Nhiệt độ phớt
nhiệt, °C Độ thấm oxy, cc·µm/m2·d·kPa 0,03 (0% RH)
0,15 (0% RH)
Ứng dụng
250
Sữa chua
EVOH
(32% etylen)
1.14
WVTR, g·μm/m2·d·kPa ở 38°C
Sữa, thịt, cà phê, gia vị Onylon 6/EVOH/Onylon 6
LDPE/bìa/EVOH/PP/Ionomer
Tài sản
193
RH = độ ẩm tương đối.
LLDPE/EVOH/LLDPE
PET/EVOH/PET
Chuyển thể từ Foster, R., 1986, Bách khoa toàn thư về công nghệ đóng gói Wiley, Bakker, M., Ed., John
Bao bì vô trùng
Dược phẩm
154
177–238
0,2 (độ ẩm 65%)
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
8.3.6 NYLON
Nói chung nylon là vật liệu trong suốt, có khả năng chịu nhiệt, rất bền và dai trong phạm vi
nhiệt độ rộng. Chúng là rào cản tốt đối với khí, dầu và mùi thơm (xem các đặc tính trong
Bảng
8.17).
Nylon là các polyme có lực liên phân tử mạnh diễn ra nhờ sự có mặt của liên kết H giữa
các nhóm –CO và HN– của các chuỗi khác nhau. Các lực liên phân tử cao này được kết hợp với độ
kết tinh để tạo ra vật liệu nhựa nhiệt dẻo có độ nóng chảy cao. Ví dụ, Nylon 6,6 có nhiệt độ
nóng chảy là 269°C (516°F). Ngoài ra, nylons có khả năng chống đâm thủng tốt, độ bền va đập và
ổn định nhiệt độ. Hơn nữa, tính linh hoạt của phần béo trong chuỗi cho phép định hướng màng
giúp tăng cường độ bền. Bằng cách phản ứng với các comonomer (ví dụ, 2 di-axit khác nhau),
nylon vô định hình có thể được tạo ra, ví dụ: 6I/6T (Selar®, PA, nhãn hiệu thương mại của
DuPont). 6I/6T là chất đồng trùng hợp của hexamethylene adipamine và axit isophthalic và
terephthalic (Blatz, 1989).
Nylons có thể được xử lý nóng chảy bằng cách ép đùn thông thường. Sản xuất phim có thể được
sản xuất bằng quy trình đúc phim hoặc quy trình thổi phim. Trong quá trình sản xuất màng, mức
độ kết tinh khác nhau thu được tùy thuộc vào tốc độ làm nguội nhiệt độ. Khi tốc độ làm nguội
tăng lên, thu được nylon ít tinh thể hơn do polyme không có đủ thời gian để hình thành tinh
thể. Định hướng hai trục của màng nylon (BON) giúp tăng độ trong suốt, khả năng chống nứt,
tính chất cơ học và đặc tính rào cản. Sự gia tăng tính vô định hình tạo ra màng trong suốt và
có khả năng chịu nhiệt được cải thiện.
8.3.6.1 Khái quát
Quá trình đúc thổi được sử dụng với nhựa nylon để sản xuất thùng chứa công nghiệp. Các
loại nylon biến dạng được sử dụng cho các thiết bị y tế dùng một lần, bao bì thịt và pho mát
và ở dạng đóng gói dạng nhiệt/đóng gói/đóng dấu.
Vì nhóm amide có tính phân cực nên nylon nhạy cảm với độ ẩm hoặc ưa nước. Để trong điều
kiện môi trường bình thường ở mức 65 đến 80% RH (độ ẩm tương đối), nylon có thể dễ dàng hấp
thụ 6 đến 8% trọng lượng nước, tùy thuộc vào thành phần hóa học của chúng. Đường đẳng nhiệt
hấp phụ hoàn toàn của Nylon 6 và nylon vô định hình 6I/6T ở ba nhiệt độ được đưa ra bởi
Hernandez (1994). Lượng nước trong mẫu nylon có thể được mô tả như một hàm số của độ ẩm tương
đối bằng đường cong đẳng nhiệt hấp phụ.
Nylon được sử dụng trong quá trình ép đùn với các vật liệu nhựa khác mang lại độ bền và
độ dẻo dai cho cấu trúc. Polyolefin thường được sử dụng trong ép đùn nylon để mang lại khả
năng bịt kín nhiệt, độ ẩm và chi phí thấp. Nylon được sử dụng để ép đùn bìa giấy để tạo ra bìa
cứng.
Nylon là một họ polyamit nhiệt dẻo, tuyến tính, ngưng tụ có chứa nhóm amide (–CONH–) là một
phần định kỳ của chuỗi. Polyamit có thể được tạo ra bằng phản ứng của diaxit với diamine hoặc
bằng cách trùng hợp các axit amin đơn lẻ như ε-caprolactam để tạo ra nylon 6, Kohan (1973).
Các thuộc tính quan trọng của nylon dùng để đóng gói là khả năng định dạng nhiệt tuyệt
vời, khả năng chống nứt uốn, chống mài mòn, ngăn dầu mỡ và mùi hôi, độ bền cơ học (độ bền kéo,
nổ và va đập) lên đến trên 200°C.
Độ thấm oxy trong nylon bị ảnh hưởng bởi độ ẩm của chúng. Như được chỉ ra trong
Hình 8.2
và
8.3,
trong trường hợp nylon bán tinh thể như nylon 6, độ thấm oxy tăng trên RH cân bằng từ
30 đến 40%, trong khi ở dạng 6I/6T vô định hình, nó không đổi sau khi giảm từ 0%, (Hernandez ,
1994).
8.3.6.2 Thuộc tính
8.3.6.3 Ứng dụng
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
h
thịt đã qua chế biến. Đồng đùn như nylon 6/EVOH/nylon 6 mang lại sự kết hợp độc đáo
Bộ phận Nhựa tùy chỉnh của Công ty Bemis (Henderson, KY); Công ty DuPont (Wilmington, DE); EMS,
các tính chất cơ học và rào cản. Lớp phủ copolyme PVDC trên nylon có sẵn cho
Inc. (Sumter, SC); Công ty Hoechst Celanese (Chatham, NJ); Tập đoàn nylon của Mỹ
Công ty Polymers (Brooklyn, NY); Công ty BASF (Wyandotte, MI); Bamberger Polymers, Inc.
rào cản và khả năng bịt kín nhiệt, ví dụ: LDPE, ionomer, EVA. Màng nhiều lớp chứa nylon
lớp được sử dụng chủ yếu trong đóng gói chân không thịt xông khói, pho mát, xúc xích, xúc xích và các loại khác
đã xóa bỏ việc sử dụng nhựa nylon để tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm như quy định trong 21 CFR, Mục
BẢNG 8.17
Sau đây là các nhà cung cấp Nylon 6 (hợp chất đúc và ép đùn): Adell, Inc.
(Thành công, NY); công ty bayer (Pittsburgh, PA); Công ty TNHH Quốc tế Com Alloy (Nashville, TN);
177.1500. Đối với hầu hết các ứng dụng, nylon được kết hợp với các vật liệu khác để tăng thêm độ ẩm.
Thuộc tính màng và nhựa nylon 6
(Baltimore, MD); Tín hiệu Đồng minh, Inc. (Morristown, NJ); Công ty ALM (Wayne, NJ); Ashley
được sử dụng trong MAP liên quan đến việc xả CO2 cho gia cầm, cá và thịt tươi.
cải thiện tính chất chống oxy, hơi ẩm, chống dầu mỡ. Cấu trúc dựa trên nylon là
Các loại nylon phổ biến nhất được sử dụng trong bao bì thực phẩm là nylon 6 và nylon 6,6. FDA có
8.3.6.4 Nhà cung cấp Nylon 6
400 kPa
2,6f,g–1,3g,h
966 kPa
10–12f,g
Nước, ở 37,8°C
Oxy, ở 25°C CO2,
ở 25°C N2, ở
25°C Khả
năng chống chịu
100–247 kpsi
—
Axit
Xuất sắc
Kém-Tốt
—
d Đơn vị tính bằng g·µm/m2·d·kPa.
140 kpsi
10.0e,f–5.1e,h
Dầu mỡ
°C
39–47
Nước
—
1,12–1,14
386–463 kN/m 1000–1200a g/mil
một hợp chất đúc và ép đùn.
e Đơn vị tính bằng cc(STP)·µm/m2·d·kPa.
g Đơn vị tính bằng cc(STP)·mil/100 in2·d·atm.
c Đơn vị tính bằng g·mil/100 in2·d·atm.
Định hướng hai trục.
410–428°F
690–1700 kPa
170–187 giờ
—
Hội chợ
Chuyển thể từ Bách khoa toàn thư về nhựa hiện đại (1987).
Nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ chuyển hóa thủy
tinh Trọng
lượng riêng Độ bền kéo
tại điểm đứt Mô đun kéo,
độ cứnga,b Độ bền
uốna,b Mô đun uốn, 23°Ca,b
Độ bền xé ban đầu Độ
bền xé lan truyền Độ bền
gấp a Độ thấm
6–24 kpsi
250.000
0,9 f, g
—
210–220°C
58 kpsi
660–620d
chất kiềm
—
f Diễn viên.
Nghèo
b Như được điều hòa ở trạng thái cân bằng ở 50% RH.
41,4–166 MPa
2,8–4,9 kN/m 16–28c lb/in
3,5
° F
Machine Translated by Google

8.3.7 POLYETHYLEN TEREPHTALAT
HÌNH 8.2 Độ thấm oxy của nylon 6. (Từ Hernandez, RJ, 1994, J. Food Eng., 22:502.
HÌNH 8.3 Độ thấm oxy của nylon 6I/6T. (Từ Hernandez, RJ, 1994, J. Food Eng., 22:502. Được sự
cho phép.)
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Cùng với sự cho phép.)
(Manchester, NH); Tài nguyên polyme (Farmington, CT); Công ty Polymers International (Spar
tanburg, SC); A. Shulman, Inc. (Akron, OH); Công ty Texapol (Bethlehem, PA); và Thermofil,
Inc. (Brighton, MI).
8.3.7.1 Khái quát
PET là một loại polyester nhiệt dẻo, tuyến tính được tạo ra bởi phản ứng este hóa của
glycol và axit terephthalic. Do loại phản ứng từng bước mang lại tính đồng đều cao cho
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
8.3.7.2 Thuộc tính
để loại bỏ các phân tử nước. Độ ẩm phải nhỏ hơn 0,005% để giảm thiểu
sự cứng rắn và rõ ràng, khả năng định hướng, chi phí hợp lý và sự phát triển của
Sự chấp nhận rộng rãi của PET như một vật liệu đóng gói đồ uống có ga là do nó
bị thủy phân và mất đi tính chất. Phim có thể được sản xuất bằng cách sử dụng cuộn lạnh. Mũi tiêm
Đồng trùng hợp với các monome khác tạo ra nhựa polyester có mức độ khác nhau
Sự hiện diện của độ ẩm trong quá trình ép đùn PET sẽ làm đảo ngược phản ứng ngưng tụ
kết tinh, bao gồm cả vật liệu vô định hình, được sử dụng làm đồ chứa và khay.
chuỗi polyme, PET là một polyme bán tinh thể. Homopolymer PET đã trở thành một
BẢNG 8.18
PET định hướng có độ bền, độ dẻo dai và độ trong tốt. Nó chống lại các axit, bazơ yếu và
và tạo ra một mức độ depolyme hóa nào đó. Trước khi ép đùn, PET phải được sấy khô
nhiều dung môi. Xem Bảng 8.18.
Thuộc tính màng và nhựa PET
vật liệu đóng gói quan trọng trong màng bao bì thực phẩm và chai nước giải khát có ga.
công nghệ xử lý chai tốc độ cao. Hộp đựng PET có trọng lượng nhẹ, chống vỡ,
khuôn được sử dụng để sản xuất chai. Vật liệu đúc phải không bị nhiễm bẩn
tuân thủ các quy định của FDA.
rào cản tốt, và có thể tái chế. PET được sản xuất bằng cách ngưng tụ diaxit và dialcohol.
—
3,0–6,0 ngày
50–300 g/triệu
75–25 ngày
Độ bền xé ban đầu Độ
bền xé lan truyền Độ bền gấp
a Độ thấm
2760–4140 MPa 400–600 kpsi
>100.000
Axit
Tốt
Tốt
a Đơn vị tính bằng g·µm/m2·d·kPa.
350–450 kpsi
11,6–23,3b
Dầu mỡ
212–265°C
58,3–97,1b
Nước
c Đơn vị tính bằng g·mil/100 in2·d·atm.
70–80°C
2400–3100 MPa
d Đơn vị tính bằng cc(STP)·mil/100 in2·d·atm.
48,3–72,5 MPa
79,3–116 kN/m
17–22c
158–176°F
Nghèo
Nhiệt độ nóng chảy
Nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh
Trọng lượng
riêng Độ bền kéo khi đứt
Mô-đun kéo, độ cứng Độ bền
uốn Mô-đun uốn,
23°C Độ bền kéo, mil
(Mullen)
7–10,5 kpsi
175–525 kN/m 1000–3000 lb/in
0,7–1,0 ngày
Lưu ý: PET = polyetylen terephthalate.
Nước, ở 37,8°C
Oxy, ở 25°C CO2,
ở 25°C N2, ở
25°C Khả
năng chống chịu
83–124 MPa 12–18 kpsi
66–86a
chất kiềm
b Đơn vị tính bằng cc(STP)·µm/m2·d·kPa.
Tốt
Từ Bách khoa toàn thư về nhựa hiện đại (1987).
1,35–1,41
55–80
2,7–3,9b
413–509°F
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
8.3.7.5 Polyetylen Naphtalat
Do FDA đã chấp nhận sử dụng PET tái sinh (PET tái chế đã trải qua quy trình tái chế cơ học
hoặc hóa học nghiêm ngặt để đảm bảo lớp lót sạch), nên việc sử dụng vật liệu này trong bao bì
thực phẩm nhiều lớp có thể làm giảm chi phí sản xuất các tấm chịu nhiệt . Đang được phát triển
là cấu trúc tấm PET vô định hình ba lớp với lớp lõi có tỷ lệ nghiền lại từ 60 đến 70%. Mục đích
sử dụng của cấu trúc này là dành cho các sản phẩm bánh mì và tủ lạnh. Vì PET chịu được nhiệt độ
chưng cất cao hơn (127 đến 135°C) so với copolyme PP, 121°C, nên tấm vô định hình ba lớp có thể
được sử dụng trong bao bì vô trùng, có thể vặn lại (Toensmeier, 1995).
Polycarbonate (PC) là một loại vật liệu nhựa nhiệt dẻo vô định hình, thủy tinh. Nó có sự cân
bằng tuyệt vời giữa độ dẻo dai và độ rõ ràng. Nó có nhiệt độ lệch nhiệt khoảng 130°C và thủy tinh
Polyethylene naphthalate (PEN) là chất bổ sung cuối cùng cho họ polyester. Ứng dụng đóng gói của
nó đã được hướng tới ngành công nghiệp đồ uống. PEN là một vật liệu trong suốt, mặc dù ít hơn
PET, nhưng có đặc tính cản khí được nâng cao. Hằng số thấm oxy của PEN thấp hơn 5 lần so với PET.
Nó có Tg gần 120°C (cao hơn 43° so với PET) và bền hơn và cứng hơn PET. Những đặc tính này làm
cho PEN rất phù hợp để làm nhân nóng và là vật liệu tuyệt vời cho đồ uống có ga. Do khả năng hấp
thụ bức xạ tia cực tím, PEN có thể cung cấp thêm sự bảo vệ cho các sản phẩm nhạy cảm với tia cực
tím. Nhựa PEN, hiện đắt hơn PET, có thể được xử lý bằng phương pháp đúc thổi, ép phun và ép đùn.
Các thùng chứa được làm bằng nhựa này có thể trả lại, nạp lại và tái chế.
8.3.7.4 Copolyester nhựa nhiệt dẻo
8.3.7.6 Nhà cung cấp
Tên gọi copolyester được áp dụng cho những polyeste mà quá trình tổng hợp của chúng được thực
hiện bằng cách sử dụng nhiều hơn một glycol và/hoặc nhiều hơn một diaxit. Chuỗi copolyester ít
đều đặn hơn homopolyme và mức độ kết tinh thấp hơn, một số trong đó là vô định hình. PCTA là
polyme của cyclohexanedimanol (CHDM) và axit terephthalic/isophthalic. Đây là một loại polyester
vô định hình, được thiết kế chủ yếu để tạo màng và tấm trong thực phẩm, dược phẩm và nói chung
là các ứng dụng đóng gói dạng vỉ. PETG được sản xuất bằng CHDH và glycol cộng với axit
terephthalic. PETG, với Tg khoảng 81°C, là loại vật liệu bóng, trong suốt, dai, có thể khử trùng
bằng tia gamma và có thể tái chế.
8.3.7.3 Ứng dụng
Các nhà cung cấp PET và copolyester chưa điền bao gồm: DuPont Co. (Wilmington, DE); Công ty Hóa
chất Eastman (Kingsport, TN); Công ty Hoechst Celanese (Chatham, NJ); A. Shulman, Inc.
PET được sử dụng để đóng gói thực phẩm, rượu chưng cất, nước ngọt có ga, đồ uống không ga và đồ
vệ sinh cá nhân. FDA đã cho phép sử dụng nhựa PET để tiếp xúc trực tiếp với thực phẩm theo quy
định trong 21 CFR, Mục 177.1315. Các sản phẩm thực phẩm điển hình bao gồm mù tạt, thực phẩm
ngâm, bơ đậu phộng, gia vị, dầu ăn, xi-rô và máy trộn cocktail. PET được sử dụng rộng rãi để ép
đùn và ép đùn thành màng và tấm. Dạng tinh thể của nó (CPET) là vật liệu cơ bản để làm hộp đựng
đồ dùng trong lò nướng. PET định hướng hai chiều được sử dụng trong bao bì thịt và pho mát.
Thermoforming là một hoạt động phổ biến được áp dụng cho tấm PET. Các ứng dụng khác bao gồm các
tấm có thể nướng được, đóng gói trong túi và túi có thể khử trùng. Khi các nhà chế biến thực
phẩm tiếp tục cải tiến công nghệ sản xuất các món khai vị có hàm lượng axit thấp, đặc biệt cao,
bao bì vô trùng có thể trở thành thị trường quan trọng cho các vật chứa có rào cản nhiều lớp như PET/EVOH/PET.
(Akron, OH); Công ty Dầu Hóa chất Shell (Houston, TX); và Công ty Texapol (Bethlehem, PA).
8.3.8 POLYCARBONAT
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
PC có khả năng kháng nước ép trái cây, hydrocacbon béo và dung dịch nước của etanol tốt nhưng
bị tấn công bởi một số dung môi như axeton và dimethyl etyl xeton. Vì PC được FDA chấp thuận nên
các ứng dụng tiếp xúc với thực phẩm bao gồm lò vi sóng, đồ dùng nấu nướng và hộp đựng thực phẩm.
Sự lắng đọng oxit silic (SiOx) trên chất nền polymer đã được áp dụng cho bao bì để tạo ra rào cản
cao đối với khí và hơi. PET được phủ oxit silic đã được chứng minh là có đặc tính rào cản tuyệt
vời đối với nước và oxy. Đặc tính rào cản của nó bị ảnh hưởng đôi chút bởi sự thay đổi nhiệt độ
nhưng nó vẫn duy trì độ trong suốt và có thể hấp lại và sử dụng được trong lò vi sóng. Ba quy
trình lắng đọng chân không (bay hơi, phún xạ và dựa trên plasma) được sử dụng để phủ PET, LDPE,
BOPP và BON (Felts, 1993). Kết quả cho thấy lớp phủ SiOx được tạo ra bằng phương pháp lắng đọng
hơi hóa học tăng cường plasma (PECVD) mang lại đặc tính rào cản oxy tốt nhất. Giá trị khả năng
thấm oxy thấp hơn nhiều so với EVOH. Màng phủ silica được sản xuất bởi Airco Coating Technology
(Concord, CA). Sự thẩm thấu của hơi hữu cơ qua màng PET phủ silica đã được đo bởi Sajaki và
Giacin (1993).
PC có thể được xử lý bằng cách ép phun, ép đùn, ép đùn và đúc thổi.
Nhựa nguyên chất hiếm khi được xử lý thành sản phẩm cuối cùng mà không bổ sung các hợp chất được
lựa chọn kỹ lưỡng, được gọi là chất phụ gia, được kết hợp trong quá trình ép đùn và đúc nhựa
nhựa hoặc được áp dụng bên ngoài trên vật liệu tạo hình. Có một số lý do
Lớp phủ oxit nhôm (AlOx) do Flex Products (Santa Rosa, CA) và AD Tech (Taunton, MA) sản xuất
là đối thủ cạnh tranh của lớp phủ silicon-oxide. Màng tráng Alumina cũng là rào cản tuyệt vời đối
với khí và hơi, trong suốt về mặt quang học và có thể sử dụng trong lò vi sóng.
Ở châu Âu, hầu hết các ứng dụng thực phẩm bao gồm bánh mì nướng sẵn, bánh quy, bánh kẹo, thịt
và phô mai chế biến. Các ứng dụng mới nổi khác bao gồm trám nóng, lão hóa gói khí quyển được sửa
đổi, đóng gói cứng để thay thế PVC, độ bóng cao cho giấy và các rào cản cho hộp nước ép trái cây.
Độ bền là đặc tính ấn tượng nhất của PC. Ví dụ, PC là vật liệu được lựa chọn làm cửa sổ trường
học và thiết bị thể thao. Độ cứng và trong suốt khiến PC trở thành vật liệu rất phù hợp để làm
chai tái sử dụng, đặc biệt là chai nước 19 lít (5 gal.) hoặc chai sữa 1 gal.
(Pittsburgh, PA); Dow Plastics (Midland, MI); Công ty Nhựa Liên bang (Cranford, NJ); Nhựa Điện
tổng hợp (Pittsfield, MA); MRC Polymers, Tài nguyên Polymer (Farmington, CT); Công ty Polymer
tiến bộ (Jacksonville, TX); Công ty RTP (Winona, MN); và Shuman (Charlotte, NC).
Hệ thống có trạm rửa đã được phát triển cho các chai PC có thể tái sử dụng. Phim PC không mùi,
không mùi vị và không bị ố màu khi tiếp xúc thông thường với các chất tạo màu tự nhiên hoặc tổng
hợp.
nhiệt độ chuyển tiếp 149°C. PC có những ứng dụng quan trọng trong ngành công nghiệp ô tô và thị
trường thiết bị, đồng thời có tiềm năng lớn cho các ứng dụng đóng gói.
Việc đồng ép đùn bằng EVOH hoặc polyamit được thực hiện với sự trợ giúp của chất kết dính. PC có
thể được dát mỏng hoặc ép đùn thành PP, PE, PET, PVC và PVDC. PC là một loại polymer ưa nước và ở
điều kiện môi trường xung quanh có thể đạt độ ẩm 0,35%.
Thông thường, PC được tạo ra bởi phản ứng của bisphenol-A và cacbonyl clorua.
8.3.8.1 Nhà cung cấp
Các nhà cung cấp PC bao gồm: Albis Co. (Rosenberg, TX); Polyme của Mỹ (Worcester, MA); Ashley
Polymers, Inc. (Brooklyn, NY); Bamberger Polymers, Inc. (Thành công, NY); Công ty Bayer
PC tìm thấy ứng dụng trong bao bì thiết bị y tế Nó có thể được khử trùng bằng các kỹ thuật
khử trùng thương mại như oxit ethylene, khử trùng bằng nồi hấp và khử trùng bằng gamma.
8.3.9 PHIM PHỦ SILICA VÀ NHÔM
8.4 PHỤ GIA NHỰA
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Các chất chống đông tụ phổ biến là: este của axit béo, chẳng hạn như glycerol và sorbitol
stearat, rượu béo và ethyloxylat của nonyl phenol. Các chất chống đông tụ được kết hợp trong nhựa
ở mức độ từ 0,5 đến 4%. Một số yếu tố liên quan đến việc lựa chọn và sử dụng các chất phụ gia này,
ví dụ: loại polymer (LDPE, LLDPE, PVC, EVA, PP và PET), độ dày của cấu trúc hoặc màng, tuổi thọ
hiệu suất và liệu sản phẩm có phải là thực phẩm hay không. Trong trường hợp sau, giấy phép của
FDA là cần thiết cho việc áp dụng nó. Các hợp chất chống sương mù có thể được áp dụng trên bề mặt
vật liệu hoặc được kết hợp bên trong vật liệu đóng gói.
Theo Radosta (1991), diatomaceus đất có kích thước từ 2 đến 4 µm đã được sử dụng để giảm sự
tắc nghẽn trong màng PE, nhưng bột talc cũng có ứng dụng thương mại quan trọng như một chất chống
tắc nghẽn cho LLDPE và LDPE. Đất tảo cát là một loại khoáng chất nhỏ gọn, dạng hạt hoặc vô định
hình bao gồm silica ngậm nước được hình thành từ tảo cát hóa thạch. Talc là một khoáng chất mềm
gồm các hạt keo mịn có cảm giác như xà phòng, được tạo thành từ magie silicat ngậm nước, 4SIO2-3MgO-H2O.
Ưu điểm của bột talc so với đất tảo cát bao gồm hình thái tiểu cầu, sự phân bố kích thước hạt và
khả năng được phủ để tương thích hơn với PE. Phạm vi mức độ của nó là từ 0,1 đến 0,5% nhựa.
để bổ sung các hợp chất này vào công thức của sản phẩm cuối cùng: cải thiện các điều kiện xử lý;
để tăng tính ổn định của nhựa đối với quá trình oxy hóa; để có được khả năng chống va đập tốt hơn;
tăng hoặc giảm độ cứng; để kiểm soát sức căng bề mặt; để tạo thuận lợi cho việc đùn và đúc; để
kiểm soát việc chặn; để giảm chi phí; để tăng khả năng chống cháy, v.v.
Khi sự ngưng tụ của các phân tử nước diễn ra trên bề mặt bên trong của khoảng trống của gói hàng,
một lớp mỏng liên tục gồm các giọt nước nhỏ có thể được hình thành. Trên các màng và cấu trúc
trong suốt, lớp giọt nước tạo ra sự khúc xạ ánh sáng theo nhiều hướng. Hiện tượng này, được gọi
là sương mù, làm cho màng hoặc cấu trúc có vẻ mờ đục. Điều này không chỉ kém về mặt thẩm mỹ mà
còn có thể gây hư hỏng sản phẩm được đóng gói. Các giọt nước được hình thành khi sức căng bề mặt
polyme thấp hơn sức căng bề mặt của nước, điều này ngăn cản sự hình thành lớp nước liên tục.
Số lượng và lượng chất phụ gia được kết hợp trong quá trình tạo hỗn hợp nhựa thay đổi rất
nhiều tùy theo loại nhựa và ứng dụng. Ví dụ, trong trường hợp PE, chất chống oxy hóa có thể là
chất phụ gia duy nhất được kết hợp. Trong trường hợp PVC, một số chất hóa dẻo, chất độn, chất ổn
định nhiệt và chất tạo màu thường được kết hợp. Nhiều lựa chọn có sẵn cho nhà sản xuất. Trong hầu
hết các trường hợp, công thức cuối cùng được coi là thông tin độc quyền.
Chặn là xu hướng hai lớp màng polymer liền kề dính vào nhau bằng cách tiếp xúc vật lý đơn giản.
Việc chặn chủ yếu được xác định bởi độ mịn của bề mặt.
Chức năng phụ gia chống mờ bằng cách tăng sức căng bề mặt tới hạn của polymer
Các chất phụ gia được nhà sản xuất nhựa và/hoặc nhà sản xuất bao bì kết hợp.
Để giảm sự tắc nghẽn, độ mịn của bề mặt phải được thay đổi bởi sự hiện diện của các hạt nhỏ được
hấp thụ bên trong polyme. Các hạt rắn, chất chống đông thường được kết hợp vào màng polyme để giảm
diện tích tiếp xúc phẳng.
bề mặt và cho phép các phân tử nước làm ướt bề mặt polymer.
Sự hiện diện của chất phụ gia trong các ứng dụng đóng gói luôn đặt ra câu hỏi về sự di chuyển chất
phụ gia. Hầu hết các chất phụ gia khuếch tán trong polyme và có xu hướng đi lên bề mặt vật liệu.
Khi sản phẩm đóng gói tiếp xúc trực tiếp với polyme hỗn hợp sẽ có sự chuyển chất phụ gia sang sản
phẩm. Quá trình chuyển phụ gia được kiểm soát bởi hệ số truyền khối và nhiệt động lực học của hệ
thống. Các chất phụ gia được lựa chọn có liên quan đến bao bì thực phẩm sẽ được xem xét.
8.4.1 CHẤT CHỐNG SÓNG MÓNG
8.4.2 CHỐNG KHÓA
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Hầu hết các polyme tổng hợp ở trạng thái tinh khiết không bị vi sinh vật tấn công, nhìn chung chúng không
thể phân hủy sinh học. Tuy nhiên, khi các chất phụ gia phân tử thấp khác nhau được kết hợp trong polyme sẽ tạo
điều kiện cho vi sinh vật tấn công.
Các polyme bão hòa có chứa carbon bậc ba ngoài khung chính, chẳng hạn như PP, dễ bị oxy hóa hơn so với
polyme tuyến tính bão hòa chỉ chứa carbon thứ cấp trong khung chính, chẳng hạn như PE.
Trong bao bì, ba loại nhựa tiêu thụ phần lớn AO được sản xuất: PP, PE và HIPS. Đối với PP, sự kết hợp của
phenol cản trở và photphit AO thường được sử dụng và tổng nồng độ thường từ 0,08 đến 1%, tùy thuộc vào công
thức và mục đích sử dụng cuối cùng. Đối với LDPE, thường kết hợp 50 đến 500 ppm BHT. Tuy nhiên, có xu hướng sử
dụng các chất phụ gia ít bay hơi hơn để ngăn chặn sự di chuyển của nó khỏi nhựa. Đối với HDPE và LLDPE, AO là
Vật liệu polyme bị hư hỏng về mặt hóa học trong quá trình chế tạo, xử lý và bảo quản do một loạt các phản ứng
oxy hóa hóa học phức tạp sử dụng oxy trong khí quyển. Một số yếu tố thúc đẩy các phản ứng oxy hóa, trong số đó
là nhiệt độ cao trong quá trình xử lý, bức xạ ion hóa, ứng suất cơ học, tấn công hóa học hoặc bảo quản đơn
giản. Trong quá trình phân hủy oxy hóa như quá trình được tạo ra trong quá trình ép đùn, các liên kết cộng hóa
trị trong chuỗi polyme bị phá vỡ và các gốc tự do được hình thành. Quá trình này chuyển sang giai đoạn lan
truyền và kết thúc
Các chất kháng khuẩn bảo vệ các vật liệu polyme phức hợp khỏi sự tấn công của các vi sinh vật, ví dụ như vi
khuẩn, nấm hoặc nấm mốc.
Các AO thứ cấp hoạt động bằng cách phân hủy phân tử peroxide thành các sản phẩm ổn định không gốc. Ví dụ
về AO thứ cấp là photphit và hợp chất lưu huỳnh. Do vai trò của AO sơ cấp và thứ cấp khác nhau về cơ chế tấn
công nhằm ngăn chặn sự phân hủy oxy hóa nên trong thực tế, cả hai loại AO đều được sử dụng cùng nhau để thu
được kết quả tốt nhất.
Hai loại chất chống oxy hóa (AO) chính có sẵn trên thị trường là AO sơ cấp và AO thứ cấp. AO sơ cấp hoạt
động bằng cách ức chế sự lan truyền của quá trình oxy hóa. Ví dụ về AO sơ cấp bao gồm các phenol bị cản trở,
ví dụ, hydroxytoluene butylat hóa (BHT) và arylamine thứ cấp.
Sự phân hủy oxy hóa có thể làm hỏng đáng kể polyme do sự phân cắt chuỗi và liên kết ngang. Thông thường,
trọng lượng phân tử trung bình thay đổi và MWD mở rộng. Để ngăn chặn thiệt hại trên polyme do quá trình phân
hủy oxy hóa tạo ra, các chất phụ gia hóa học gọi là chất chống oxy hóa được kết hợp với polyme trong quá trình
xử lý.
Một trong những loại polyme phức hợp nhất có sẵn trong bao bì là PVC có thể chứa một lượng đáng kể chất
làm dẻo và chất bôi trơn (40 đến 50% trọng lượng). Trong số các chất bảo quản phổ biến nhất được sử dụng cho
polyme là 2-n-octyl-4 isothiazolin-3 và cop per-8-quinoleate, mức độ sử dụng dao động từ 0,1 đến 1%. Các chất
kháng khuẩn cho polyme được Cơ quan Bảo vệ Môi trường coi là thuốc trừ sâu theo Đạo luật Liên bang về Thuốc trừ
sâu, Thuốc diệt nấm và Thuốc diệt chuột (FIFRA).
Sự hiện diện của chất hóa dẻo, chất bôi trơn hoặc chất ổn định nhiệt trong nền polyme là mục tiêu hoạt
động của vi sinh vật. Tuy nhiên, phải nói rằng các chất phụ gia khác nhau có khả năng chống phân hủy sinh học
khác nhau. Nếu giá trị dự kiến về thời hạn sử dụng của bao bì theo thứ tự thời gian cần thiết để vật liệu bao
bì phát triển sự tấn công của vi sinh vật thì cần phải xem xét việc sử dụng chất chống vi trùng.
Khi các chất chống đông kết hợp với màng PE, các tính chất quan trọng khác của polyme cũng bị ảnh hưởng.
Điều này bao gồm việc tăng độ cứng, giảm COF và tăng độ mù.
quá trình.
8.4.4 CHẤT CHỐNG OXY HÓA
8.4.3 KHÁNG SINH
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Nói chung, tĩnh điện được tạo ra trên bề mặt polyme do ma sát hoặc bằng cách cọ xát nó với bề mặt khác
và điều này có thể bao gồm chất rắn hoặc chỉ là không khí. Sự tích tụ điện được ưa chuộng bởi độ dẫn
điện thấp của polyme. Trong bao bì, màng chuyển động nhanh, dù trong hoạt động chuyển đổi liên tục
hay trong dây chuyền xử lý đóng dấu theo mẫu chẳng hạn, đều thúc đẩy việc tạo ra tĩnh điện trên màng.
Một nhóm phổ biến của chất chống tĩnh điện cation là muối amoni bậc bốn alkyl chủ yếu được sử
dụng trong các chất nền phân cực như PVC và polyme styrenic. Các loại khác bao gồm muối alkyl
phosphonium và alkyl sulfonium. PVC dẻo có thể chứa tới 7% chất chống tĩnh điện này và chưa được FDA
cho phép. Natri alkyl sulfonate, tương tự như chất tẩy rửa thông thường, đã được chấp nhận rộng rãi
như một chất chống tĩnh điện anion cũng được sử dụng trong PVC và polyme styrenic. Các chất chống
anion khác bao gồm alkyl phosphonic, dithiocar bamic và axit cacboxylic.
ít biến động hơn BHT. Polyphenol ở nồng độ cao hơn thường được sử dụng kết hợp với photphit. Đối với
HIPS cản trở phenol được sử dụng kết hợp với chất hấp thụ tia cực tím.
Đối với polyolefin không phân cực, chất chống tĩnh điện không ion được sử dụng phổ biến nhất.
Chất chống tĩnh điện không ion bao gồm các amin béo ethoxyl hóa, este axit béo, etanolamit và este
PE glycol. Liều dùng cho LDPE là khoảng 0,05%. Chống tĩnh điện có thể được áp dụng bên trong hoặc bên ngoài.
Laermer và Zambetti (1992) đã thảo luận về việc sử dụng α-tocopherol hoặc vitamin E làm AO cho
polyolefin.
Chất chống tĩnh điện bên trong được kết hợp với nhựa và chúng hoạt động khi chúng di chuyển lên bề
mặt polyme. Chất chống tĩnh điện bên ngoài được áp dụng trực tiếp lên bề mặt bằng cách phun hoặc cuối
cùng bằng cách nhúng polyme vào dung dịch chống tĩnh điện. Thử nghiệm chất chống tĩnh điện được mô tả
theo tiêu chuẩn ASTM D 257 và đo điện trở suất; hoặc Tiêu chuẩn Phương pháp Thử nghiệm Liên bang 101C
Phương pháp 4046 đo lường sự tạo ra hoặc phân hủy tĩnh điện.
Tĩnh điện có thể ảnh hưởng xấu đến hoạt động hoặc quy trình sản xuất bằng cách tạo ra các lực
điện không kiểm soát được, có thể dẫn đến các bề mặt bị gấp và dính. Nó cũng có thể tạo ra các điều
kiện nguy hiểm như hình thành tia lửa, dẫn đến nổ hơi. Ở hầu hết các polyme, điện tích được tích tụ
trên bề mặt vì polyme có điện trở suất cao khiến bề mặt có thể dẫn điện và ion.
Trong trường hợp PVC, sự phân hủy chủ yếu là ion. Sự phân hủy PVC xảy ra thông qua quá trình khử
clo. Phản ứng được tự xúc tác bởi sản phẩm phụ HCl và được tăng tốc thêm bằng oxy. Các hợp chất hữu
cơ kim loại và muối có nguồn gốc từ chì, cadmium, bari, kẽm và thiếc, cũng như epoxit và photphit, là
những chất ổn định phổ biến nhất được sử dụng cho PVC.
Việc sử dụng chất tạo màu trong nhựa hầu như chỉ được thúc đẩy bởi hình thức bên ngoài của sản phẩm
nhằm tác động đến người tiêu dùng và những cân nhắc về tiếp thị. Chất tạo màu không tăng thêm độ bền
cơ học cũng như không cải thiện đặc tính rào cản khối lượng. Chúng có thể tạo ra vẻ ngoài mờ đục góp
phần bảo vệ sản phẩm được đóng gói khỏi ánh sáng. Lựa chọn, kết hợp và kết hợp màu sắc là một nghệ
thuật phức tạp mà chỉ những cá nhân được đào tạo bài bản mới có thể thực hiện chính xác. Có hàng trăm
chất tạo màu khác nhau được sử dụng trong ngành nhựa, và có nhiều loại chất tạo màu cũng như có nhiều
ứng dụng khác nhau cho nhựa.
Tĩnh điện bề mặt polymer được kiểm soát bởi sự hiện diện của các chất chống tĩnh điện làm cho bề
mặt dẫn điện tốt hơn hoặc ít điện trở hơn. Ví dụ, sự hiện diện của nước trong polyme ưa nước, chẳng
hạn như polyamit, ở trạng thái cân bằng với không khí ở độ ẩm 65% RH sẽ hoạt động như một chất chống
tĩnh điện và sẽ ngăn chặn sự tích tụ tĩnh điện. Hành động này không được nhìn thấy ở giá trị RH thấp.
Vì hầu hết các polyme được sử dụng trong bao bì không có tính ưa nước nên phải sử dụng chất chống tĩnh
điện để kiểm soát tĩnh điện. Nói chung, các chất này là chất hoạt động bề mặt cation, ion hoặc không ion.
8.4.6 CHẤT MÀU
8.4.5 CHỐNG THỐNG KÊ
Machine Translated by Google

Benzimidalones (vàng, đỏ, cam)
8.4.6.3 Sắc tố vô cơ
Thuốc nhuộm là chất màu hòa tan trong nhựa. Thông thường, thuốc nhuộm là các hợp chất hữu cơ có
trọng lượng phân tử thấp. Chúng mang lại độ trong suốt cao cho nhựa nhưng lại dễ dàng di chuyển
khỏi nhựa. Xu hướng di cư của chúng là lý do khiến thuốc nhuộm bị hạn chế sử dụng trong ngành nhựa.
Một số thuốc nhuộm rất độc hại và việc sử dụng chúng được quy định bởi Hiệp hội Sức khỏe và An toàn
Lao động Hoa Kỳ (OSHA). Thuốc nhuộm bao gồm thuốc nhuộm azo, diazo, pirazalones, anthraquinones,
quiniphthalones và quinolines.
Chì cromat (vàng, cam)
Được sử dụng rộng rãi trong ngành nhựa, các chất màu vô cơ không có độ sáng cũng như cường độ màu
đặc trưng của các chất màu hữu cơ, tuy nhiên, chúng ít tốn kém hơn, đục hơn và ổn định hơn ở nhiệt
độ cao. Vì chúng rất khó hòa tan trong polyme nên xu hướng di chuyển của chúng ít hơn các chất màu
hữu cơ. Nhiều chất màu vô cơ cực kỳ độc hại vì chúng là oxit của kim loại nặng, chẳng hạn như crom,
chì, cadmium hoặc niken. Khi thao tác các nguyên tắc OSHA về chất tạo màu này phải được tuân thủ.
Ví dụ về các chất màu vô cơ bao gồm
8.4.6.2 Sắc tố hữu cơ
Có một số loại chất tạo màu quan trọng hơn được sử dụng trong nhựa (Dick, 1987). Những điều này
sẽ được thảo luận.
Disazos (vàng, đỏ)
8.4.6.1 Thuốc nhuộm
Pyrazalones (cam, đỏ)
Xu hướng hiện nay của ngành nhựa là tránh xa các chất tạo màu độc hại, đặc biệt là những chất
có chứa kim loại nặng như crom, cadmium và chì. Tương tự như việc đo tính chất quang học của giấy
và bìa, việc xác định đặc tính màu sắc của nhựa dựa trên việc đo màu (sắc thái), độ sáng và độ mờ.
Các biến quan trọng khác cần được xem xét bao gồm khả năng phân tán trong nhựa, sự di chuyển, độc
tính, độ ổn định ánh sáng và khả năng kháng hóa chất.
Phthalocyanine (xanh dương, xanh lá cây)
Kẽm cromat (màu vàng)
Dioxazine (tím)
Có một phong trào trên toàn thế giới nhằm loại bỏ các chất tạo màu kim loại nặng. Liên minh
châu Âu đã cân nhắc việc cấm chúng vào năm 1995. Năm 1993, ở Mỹ có 22 bang hạn chế hoặc cấm sử dụng
chất tạo màu kim loại nặng. Việc sử dụng chất tạo màu hữu cơ hoặc chất tạo màu không chứa kim loại
nặng (HMF) không ngừng gia tăng và nhiều công ty sản xuất chất tạo màu đang thay thế tất cả các
chất tạo màu có chứa kim loại nặng. Chất tạo màu đựng trong hộp nhựa tiếp xúc trực tiếp với thực
phẩm và phải được FDA cho phép.
Quinacridones (tím, đỏ, cam)
Niken titanat (màu vàng)
Các chất màu hữu cơ, không giống như thuốc nhuộm, không hòa tan trong nền nhựa. Chúng được sản xuất
dưới dạng các hạt rất mịn khiến nhựa có vẻ ngoài mờ đục. Các sắc tố hữu cơ có xu hướng di chuyển ít
hơn thuốc nhuộm và tương tự, một số rất độc hại. Trong khi xử lý các chất màu này, phải tuân theo
chỉ thị OSHA. Ví dụ về các chất màu hữu cơ bao gồm
Oxit titan (màu trắng)
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Machine Translated by Google

8.4.7 BỘ ỔN ĐỊNH NHIỆT
Sắt crômit (đen, phản xạ tia hồng ngoại)
Coban alumat (xanh)
8.4.6.6 Chất tạo màu và FDA
Các chất tạo màu vô cơ được liệt kê trong 21CFR §178.3297 bao gồm nhôm, nhôm hydrat, nhôm và
kali silicat, nhôm silicat, bari sunfat, bentonite, canxi car bonate, canxi silicat, canxi sunfat,
muội than (quy trình kênh, được điều chế bằng quá trình va chạm từ dải tự nhiên khí), crom oxit xanh
(Cr2O3), coban aluminat (có hạn chế), đất diatomit, oxit sắt, (cao lanh biến tính để sử dụng trong
polyme olefin lên đến 40%), oxit magie, magie silicat (talc), Sienna, silica , titan dioxide, titan
dioxide-barium sulfate, ultramarines, kẽm cacbonat (hạn chế sử dụng), kẽm cromat (dưới 10%), oxit kẽm
(sử dụng hạn chế) và kẽm sulfua (dưới 10%).
Bên cạnh yếu tố kinh tế, việc sử dụng chất tạo màu trong bao bì nhựa đòi hỏi phải cân nhắc cả về sức
khỏe và an toàn. Như đã nêu trong
Phần 8.1.3,
FDA đã công bố danh sách các chất tạo màu bị xử phạt.
Chất tạo màu cho polyme được xem xét trong Tiêu đề 21 của CFR §178.3297.
Chì molybdate (màu cam)
Oxit sắt (nâu, đỏ, vàng, đen)
8.4.6.5 Chất tạo màu ngọc trai
Nhược điểm chính của PVC là độ ổn định nhiệt kém. Các sản phẩm làm bằng PVC như màng và chai sẽ bị
phân hủy khi chúng được nung ở nhiệt độ cao vừa phải hoặc bị khử trùng bằng tia gamma hoặc thậm chí
là bức xạ UV, trừ khi có chất phụ gia thích hợp. Hợp chất được phân loại là chất ổn định nhiệt có
thể cản trở và làm giảm quá trình phân hủy một cách hiệu quả.
Cadmium sulfoselenides (màu hạt dẻ, đỏ, cam)
Chất tạo màu ngọc trai mang lại ánh ngọc trai đặc biệt và mang lại hiệu ứng óng ánh. Chuột được phủ
oxit titan và chuột được phủ oxit sắt là những loại vật liệu phát quang chính được sử dụng. Chúng tạo
thành những tấm mỏng có chiết suất cao, vừa phản xạ vừa truyền ánh sáng tới.
Chrome titanat (màu vàng)
8.4.6.4 Sắc tố hồ
Danh sách một phần các chất tạo màu hữu cơ từ 21CFR §178.3297 bao gồm tất cả các màu được chứng
nhận FD&C, CI Pigment Blue 15, CI Pigment Violet 19, CI Pigment Red 38, CI Pigment Orange 64, CI
Pigment Yellow 95, CI Pigment Yellow 138 và CI Pigment Red 177 Trong những năm gần đây, FDA đã phê
chuẩn một số chất tạo màu mới dùng để đóng gói thực phẩm hoặc mở rộng việc sử dụng các chất tạo màu
khác. Một số trong số chúng có độ ổn định nhiệt hạn chế nên có thể khiến chúng không phù hợp để sử
dụng với các loại nhựa có nhiệt độ cao như nylons và polycarbonate (Lachance, 1996). Quyết định cuối
cùng về chất tạo màu cũng như các chất phụ gia khác cho bao bì tiếp xúc với thực phẩm phải được đưa
ra theo quy định của FDA.
Chúng được sử dụng trong bao bì để tạo hiệu ứng hình ảnh.
Crom oxit (màu xanh lá cây)
Các sắc tố hồ bao gồm thuốc nhuộm liên kết với chất hỗ trợ vô cơ như alumina hydrat.
Cadimi sunfua (màu cam)
Các chất tạo màu được liệt kê ở đó “có thể được sử dụng một cách an toàn làm chất tạo màu trong sản
xuất các mặt hàng hoặc thành phần của các mặt hàng nhằm mục đích sử dụng trong sản xuất, chế tạo,
đóng gói, chế biến, chuẩn bị, xử lý, đóng gói, vận chuyển hoặc bảo quản thực phẩm”. Ngoài ra còn có
một số điều khoản liên quan đến định nghĩa về chất tạo màu, sự xâm nhập vào thực phẩm và cấu tạo theo
Mục 409 của Đạo luật Thực phẩm, Dược phẩm và Mỹ phẩm Liên bang cần được xem xét khi giải quyết vấn đề này.
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Các chất hóa dẻo phổ biến là phthalate và trong số đó, diethylhexyl phthalate (COP) được
sử dụng rộng rãi nhất. Những lo ngại về an toàn của DOP đã được nêu ra vào những năm 1980
nhưng chưa bao giờ được làm rõ hoàn toàn. Cho đến nay, chưa có hành động nào được thực hiện để
điều chỉnh việc sản xuất hoặc sử dụng DOP. Cả ở Mỹ và Châu Âu, có vẻ như DOP đang trở lại.
Nếu không có chất hóa dẻo, PVC là một loại polymer bán tinh thể, giòn rất khó xử lý.
Bức xạ tia cực tím từ ngoài trời hoặc từ bức xạ gamma được sử dụng để khử trùng các sản phẩm y
tế và y sinh có thể gây ra quá trình oxy hóa quang trong PS, polyolefin (đặc biệt là PP), PVC
và các polyme khác. Các photon UV có năng lượng cao dễ dàng bị bắt giữ bởi chuỗi polyme dẫn
đến phá vỡ liên kết cộng hóa trị và tạo ra các gốc tự do. Mặc dù phản ứng cụ thể đối với tia
cực tím thay đổi theo từng loại polyme do độ nhạy khác nhau, nhưng tác động tổng thể có thể
phá hủy polyme. Thay đổi màu sắc, mất tính linh hoạt, độ bóng và sự xuống cấp là một số tác
động có thể thấy được do quá trình oxy hóa ảnh. (Bức xạ UV có tác động xấu tương tự khi đến da
người). Để bảo vệ polyme khỏi tác động phá hủy của bức xạ UV, nhiều phương pháp khác nhau đã
được áp dụng.
Các chất phụ gia trong chai nhựa PVC như dibutyltin, hợp chất canxi-kẽm và methyltin dùng
cho dầu ăn và các sản phẩm thực phẩm khác phải được FDA phê chuẩn. Đối với vật liệu đóng gói
linh hoạt, chất ổn định phổ biến nhất là các kim loại hỗn hợp như bari-kẽm và kẽm canxi đang
thay thế các công thức cadmium-kẽm. Đối với các thùng chứa đúc thổi cứng và các tấm in lịch,
công thức organotin được sử dụng phổ biến nhất.
Ở mức độ cao hơn bên cạnh việc cải thiện điều kiện xử lý, nó còn làm giảm độ cứng và tăng
tính linh hoạt của sản phẩm cuối cùng. PVC là một loại polymer rất thích hợp cho việc làm dẻo
và chiếm hơn 80% tổng sản lượng chất làm dẻo. Để chất làm dẻo hoạt động, nó phải có sự cân
bằng chính xác giữa các nhóm chức năng khác nhau để tương thích hoàn toàn với polyme. Thông
thường, chúng có chức năng phân cực từ nhẹ đến mạnh để tương thích với các nhóm phân cực
polymer và nhóm không phân cực (hydrocarbon) để bôi trơn bên trong. Tỷ lệ khác nhau của các
nhóm cực/không phân cực làm cho chất hóa dẻo phù hợp hơn cho ứng dụng này so với ứng dụng khác.
Để cải thiện điều kiện xử lý ở nhiệt độ cao, người ta ưu tiên dùng chất dẻo có tính phân cực
cao hơn, chẳng hạn như dibuthyl phthalate. Để cải thiện ứng dụng ở nhiệt độ thấp, nghĩa là làm
cho PVC linh hoạt hơn bằng cách giảm Tg, chất hóa dẻo không phân cực sẽ tốt hơn, chẳng hạn như
dioctyl sebacate.
Không phải tất cả các loại nhựa đều yêu cầu sử dụng chất làm dẻo, nhưng đối với một số loại nhựa nhất định, chẳng hạn
như PVC, việc sử dụng chất làm dẻo thích hợp là điều cần thiết cho mục đích sử dụng cuối cùng mong muốn. Thật vậy, các ứng
dụng của PVC phụ thuộc vào mức độ của chất hóa dẻo.
Điều này làm cho PVC chuyển dần sang màu vàng, hổ phách, nâu đỏ và cuối cùng là màu đen. Cách
tốt nhất để kiểm soát sự xuống cấp của PVC là lựa chọn cẩn thận chất ổn định nhiệt chính xác
cho ứng dụng PVC cụ thể. Chất ổn định PVC là các hợp chất vô cơ, hữu cơ và các hợp chất hữu
cơ. Các hợp chất bari-cadmium, organotin và organolead chiếm hơn 90% tổng số loại chất ổn định
nhiệt được sử dụng ở Hoa Kỳ. Một trong những chất ổn định organotin phổ biến nhất là dibutyltin.
Điều này ngăn cản sự phân hủy nhiệt của polyme.
Chất làm dẻo là chất được kết hợp vào nhựa cứng để tăng tính linh hoạt, khả năng làm việc và
khả năng co dãn của nó. Bằng cách giảm nhiệt độ chuyển hóa thủy tinh và tăng độ bôi trơn của
dây chuyền, chất làm dẻo cũng cải thiện đặc tính xử lý và ép đùn, giảm nhiệt độ xử lý yêu cầu
tối thiểu, giảm độ cứng của nhựa và cải thiện tính linh hoạt ở nhiệt độ thấp.
Ở nồng độ thấp, chất làm dẻo giúp giảm nhiệt độ xử lý.
8.4.8 NHỰA
8.4.9 CHẤT ỔN ĐỊNH UV
Machine Translated by Google

Cuối cùng, cách tiếp cận thứ ba có thể là khi chất ổn định hoạt động bằng cách chấp nhận các gốc
tự do, tức là chất loại bỏ gốc tự do. Nhóm chất ổn định ánh sáng amin bị cản trở (HALS) hiệu quả cao
thuộc nhóm này. HALS, trái ngược với các chất chống oxy hóa phenolic và phosphite, cung cấp một quá
trình bẫy gốc tái tạo. Bằng cách này, một số gốc tự do sẽ bị loại bỏ trước khi chúng được chuyển thành
các dẫn xuất trơ. Các ứng dụng của HALS bao gồm các polyme màu và chất ổn định bức xạ cho PP trong các
sản phẩm y sinh. Mối quan tâm ngày càng tăng trong việc sử dụng ethylene oxit trong khử trùng đã làm
tăng sự chấp nhận bức xạ gamma trong khử trùng vật tư y tế. Điều này đòi hỏi chất ổn định tia cực tím
phải bảo vệ vật liệu polyme được sử dụng trong quy trình này. HALS đã trở thành chất ổn định tia cực
tím rất quan trọng.
Việc vận chuyển khối lượng lớn trong hệ thống đóng gói được kiểm soát bởi loại vật liệu đóng gói và
tính toàn vẹn vật lý của gói hàng. Việc truyền khối lượng lớn qua một gói có thể xảy ra trong:
khu vực kín và trong khu vực đóng cửa; xem Phần
8.5.1 2. Thẩm thấu qua thành bao gói,
phần 8.5.2
3. Cân bằng
phân vùng (được đề cập ở phần khác trong sổ tay này)
Trên thị trường, có rất nhiều công thức của HALS và việc lựa chọn đúng phải phụ thuộc vào chức năng của
polyme và ứng dụng dự định. Việc kết hợp các chất ổn định khác nhau sẽ tạo ra tác dụng hiệp đồng và
mang lại sự bảo vệ tuyệt vời cho polyme.
Các chất phụ gia khác có thể được kết hợp vào polyme, mặc dù chúng không quan trọng lắm trong việc đóng
gói. Các loại chất phụ gia sau đây có thể được tìm thấy: chất chống cháy, chất độn, chất kết nối, chất
giải phóng khuôn và chất hỗ trợ xử lý. Chất thổi mặc dù không thực sự là chất phụ gia nhưng được sử
dụng để tạo bọt nhựa. Chất tạo bọt có thể là chất tạo bọt hóa học (CBA) hoặc chất tạo bọt vật lý (PBA).
CBA đề cập đến sự phân hủy các hợp chất hữu cơ để tạo ra khí thổi; Trong PBA, khí nén được sử dụng và
không có sự thay đổi về thành phần hóa học. Fluorocarbons được sử dụng rộng rãi trong thời gian gần đây
dưới dạng PBA, nhưng chúng đã bị loại bỏ do các vấn đề với tầng ozone. PS mở rộng được chế tạo bằng
pentane. PE giãn nở không chứa chất tạo bọt. Hiện nay, bọt PET, PP và PVC giãn nở được sản xuất bằng
cách sử dụng CBS thu nhiệt tạo ra lượng khí thoát ra ít hơn. Như đã nêu trong
Phần 8.2.3,
bất kỳ chất
phụ gia nào được sử dụng trong bao bì tiếp xúc với thực phẩm đều phải tuân thủ các quy định của FDA.
Một trong số đó là sử dụng các chất “bảo vệ màn hình” có tác dụng hấp thụ bức xạ UV có hại và phát
ra bức xạ có bước sóng lớn hơn và năng lượng thấp hơn. Một ví dụ về loại này là hydrobenzophenone được
sử dụng với PVC, PE, PP, xenlulo và PET. Họ Tinuvin P, dựa trên các benzotriazole, thường được sử dụng
mặc dù không hiệu quả trong polyolefin như hydrogenzophenone. Pascall và cộng sự, 1995, đã mô tả quá
trình oxy hóa lipid giảm dần của dầu đậu nành khi chất hấp thụ tia cực tím, Tinuvin 326, được kết hợp
trong vật liệu đóng gói.
Muội than là một vật liệu rẻ tiền có khả năng chống tia cực tím cho polyme ngay cả ở
Các lỗ và vết nứt siêu nhỏ không chỉ cho phép truyền khối lượng lớn giữa bên trong gói hàng và môi
trường bên ngoài mà còn có thể cho phép vi khuẩn xâm nhập vào gói hàng. Một số vi khuẩn có thể xâm nhập
vào các lỗ có đường kính nhỏ tới 0,4 µm (Axelson và Cavlin, 1991).
Nhóm chất ổn định thứ hai có thể hoạt động bằng cách “dập tắt” chuỗi polyme đã bị kích thích bởi
photon UV lên mức năng lượng cao hơn. Một ví dụ là muối hữu cơ của niken được sử dụng trong PP và PE.
1. Sự không liên tục của bao bì, ví dụ như các lỗ nhỏ và vết nứt trên thành bao bì và
nồng độ thấp. Nó có thể được sử dụng trong PVC, PE và PP.
8.5.1 CHUYỂN KHỐI QUA LỖ MICRO
8.4.10 PHỤ GIA KHÁC
8.5 CHUYỂN KHỐI LỚN TRONG HỆ THỐNG ĐÓNG GÓI
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Machine Translated by Google

Tính vận tốc của phân tử CO2 trong quá trình khuếch tán Knudsen ở 0°C.
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
là vận tốc phân tử trung bình tính bằng m/s cho bởi
dx
trong đó NA là thông lượng mol của A tính bằng mol/m2s, DKA là hệ số khuếch tán Knudsen tính bằng
m2/s, cA là nồng độ của A tính bằng mol/l, x là khoảng cách trục trong lỗ xốp. Từ lý thuyết động
học của chất khí DKA được cho bởi
TRONG
Sự gián đoạn của gói khác có thể tồn tại trong chai giữa lớp hoàn thiện và nắp. ĐẾN
A 3
M
(8.1)
trong đó R là hằng số khí = 8314 N·m/kg mol K; T là nhiệt độ tính bằng độ Kelvin; và MA
là khối lượng của một mol khí, Kg-mol.
VÍ DỤ 8.1
8.5.1.1 Khuếch tán qua lỗ siêu nhỏ trên màng chắn
(8.2)
số 8
Màng chắn có thể là vật liệu dẻo, thành hộp cứng, gói vỉ được định hình bằng nhiệt hoặc
đường bịt kín được tạo thành trong túi bằng cách hàn nhiệt hoặc bám dính. Sự vận chuyển
phân tử qua lỗ rỗng bao gồm sự khuếch tán do chênh lệch nồng độ (khuếch tán Knudsen) và
dòng thủy động lực do chênh lệch áp suất (dòng Poiseuille).
=
8.5.1.2 Khuếch tán Knudsen
Ở đâu
(8.3)
Các thử nghiệm tính toàn vẹn của gói hàng không phá hủy nói chung dựa trên việc phát
hiện rò rỉ khí qua vật liệu đóng gói. Sự thay đổi áp suất giữa không gian bao bì và môi
trường có thể được phát hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau (Floros và Gnanasekharan, 1992).
(Youngquist, 1970)
Các phương pháp thử nghiệm không phá hủy có thể được phân loại thành các loại sau: quang học
trực quan, âm thanh, chênh lệch áp suất và các loại khác. Sự trao đổi khí qua các lỗ siêu nhỏ
trong MAP làm tăng tốc độ truyền các loại khí như CO2 và O2.
dc
dv
=
đảm bảo bịt kín tốt thì việc sử dụng lớp lót nắp và áp dụng mô men xoắn thích hợp cho nắp là cần thiết.
D
ND
Số Pi
RT
=
Xét một lỗ mao quản hình trụ có đường kính d và chiều dài l bằng độ dày thành của gói
hàng. Bức tường ngăn cách hai hỗn hợp khí, bên trong gói và bên ngoài môi trường. Giả sử
áp suất bên trong là pi và tổng áp suất bên ngoài là po. Nếu bán kính của lỗ rỗng nhỏ hơn
đường tự do trung bình phân tử λ của khí khuếch tán, thì một phân tử cụ thể sẽ thường
xuyên va chạm với thành lỗ hơn là với phân tử khác (xem
Ví dụ 8.2).
Giá trị của d/λ có thể
nhỏ hơn 0,2, lớn hơn 20 hoặc ở giữa. Khi d/λ < 0,2 tốc độ khuếch tán bị chi phối bởi sự va
chạm của các phân tử khí với thành lỗ rỗng và tuân theo định luật Knudsen (Treybal, 1980).
Mô hình hóa dòng khối qua các lỗ đóng gói có liên quan đến việc kiểm tra tính toàn vẹn của bao
bì và trong việc sử dụng màng đục lỗ cho các gói khí quyển đã được sửa đổi.
Dòng khí A được điều khiển bởi sự khuếch tán Knudsen được cho bởi phương trình sau
MỘT
1 2
MỘT
CÁC
CÁC
và A
MỘT
Machine Translated by Google

và A
(8.4)
8 8 614 273 15
=
(8,5)
(8.6)
T
44
.
.
M
CÁI ĐÓ
706
362 5
(8.7)
T
TRONG
=
trang .tôi
J
=
=
×
Giải pháp
D
=
TRONG
RT
.
M
Số Pi
(
TRONG
) dv pp T
TRONG
bệnh đa xơ cứng
BẢNG 8.19
TRONG
=
trong đó J là lưu lượng khí qua lỗ rỗng tính bằng ml(STP)/s; d là đường kính xốp, tính bằng m; vận
tốc của phân tử từ phương trình 8.3 (hoặc Bảng 8.19) tính bằng m/s; T là nhiệt độ ở
hoặc
Kelvin; l là chiều dày của thành bao gói, tính bằng m; và pi và po là áp suất bên trong và
là
trong Bảng 8.19.
Từ phương trình 8.3 và biết rằng M = 44 kg·mol.
Từ phương trình 8.4 có thể thấy rằng phân tử nhẹ hơn có vận tốc cao hơn và do đó
Và
Ở trạng thái ổn định, dòng Knudsen N (tính bằng mol/m2s) qua lỗ rỗng có diện tích A, thu được bằng
Từ phương trình 8.3 ta có
sẽ được chuyển nhanh hơn vật nặng hơn. Giá trị của các khí được chọn được trình bày
bên ngoài, tương ứng, trong điều kiện Pa. STP là 0°C và 1 áp suất khí quyển tiêu chuẩn.
Tích phân phương trình 8.1.
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
(
phân tử
378,8
cân nặng
592.1
362,5
28
CO2
Lưu ý: Giá trị được tính bằng mét trên giây.
566,8
44
Không khí
0°
18
444
15°C 25°C
582.1
436,6
460,2
Khí ga
Giá trị của
466,8
1256.2
cho các loại khí được chọn
1202.0 1256
32
Anh ta
468.1
Nhiệt độ
372,4
4
474,8
448,1
28,8
425.1
454,5
O2
G2O
N2
MỘT
1 2
A tôi
MỘT
1
CO2
ồ
B
DKA
và A
B
1
1 2
1 2
2
3
ồ
CÁC
2
Machine Translated by Google

O2
N2
(Cunningham và Williams, 1980)
2
giờ chiều
k T
P
σ = 2,98 × 10–10m (Sổ tay CRC, tái bản lần thứ 64)
tôi
phân tử khuếch tán. Phương trình 8.8, chỉ ra rằng đường tự do trung bình phân tử tăng theo
.
×
=
298,7K và áp suất từ 1 atm trở xuống.
Giải pháp
8.5.1.2.1 Đường tự do trung bình
VÍ DỤ 8.2
2 2 98 10 0 2 1 013 10
Giải pháp
Phương trình 8.7.
đường tự do trung bình phân tử λ. Đường dẫn trung bình có thể được ước tính từ phương trình sau
Đường đi tự do trung bình phân tử cho các khí được
chọn ở 25°C và đường kính lỗ rỗng cho dòng Knudsen
trong đó kB là hằng số Boltzmann = 1,38 × 10–23 J/K; và σ2 là đường kính va chạm của
p = 0,2 × 1,013 × 105 Pa
tôi
(8,8)
nhiệt độ và giảm theo áp suất khí. Đối với hầu hết các tình huống đóng gói T = 25°C =
.
Số Pi
1 38 10 293 15 × ×
5 10
.
= ×
..
× × × ×
=
Dòng chảy Knudsen xảy ra trong lỗ rỗng khi đường kính lỗ rỗng d nhỏ hơn 1/5 đường kính lỗ rỗng.
Dòng chảy Knudsen có thể được tính toán thông qua lỗ rỗng trên thành gói bằng cách áp dụng
BẢNG 8.20
7 phút
VÍ DỤ 8.3
(
)
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Áp dụng phương trình 8.7 cho d = 0,1 × 10–6 m; (pi – po) = 2,0265 × 104 Pa; T = 298,15 K; l = 10–4 m.
Tính lưu lượng Knudsen của oxy O2 xuyên suốt lỗ rỗng có đường kính 0,1 × 10–6 m trong một gói
Từ phương trình 8.8
Giá trị của v được cho trong
Bảng 8.19.
bức tường dày 100 × 10–6 m, giả sử pi – po là 0,2 atm (2,0265 × 104 Pa) ở 25°C.
Tính λ cho O2 ở 25°C và p = 0,2 atm.
Các giá trị khác của λ được trình bày trong Bảng 8.20.
0,2 atm
0,4
2,98
3,15
0,08
Anh ta
Khí σ × 1010 m Áp suất
5.0
CO2
0,01 atm
3,34
λ µm d = 0,2 λ µm
0,2 atm
0,1
24,9
0,02
0,8 atm
0,5
1.9
0,1
B
10 5
2
23
(
)
Machine Translated by Google

)
)
2
,
,
,
3
3
A tôi
7
4
B
MỘT
,
AB hiệu quả
10
Hiệu quả
hiệu ứng AB
MỘT
MỘT
Hiệu quả
6
MỘT
,
4
4
AB
Ồ
,
MỘT
MỘT
,
10
4
3
,
hiệu ứng AB
B
,
1980)
Tính toán dòng khí heli Knudsen qua 100 lỗ có đường kính 5 × 10–6 m trong một gói
Giá trị của v được cho trong
Bảng 8.19.
Dày 100 µm nếu pi – po = 0,01 atm (1,013 × 103 Pa) và ở 25°C
Tổng lượng khí V chuyển qua 1000 lỗ chân lông trong 100 ngày là
Đối với d/λ trong khoảng từ 0,2 đến khoảng 20, dòng chuyển tiếp bao gồm cả phân tử và
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Khuếch tán Knudsen xảy ra ở lỗ chân lông. Dòng chảy này được cho bởi phương trình sau (Treybal,
Loại dòng chảy này có thể có ý nghĩa quan trọng trong các phương pháp phát hiện rò rỉ.
Áp dụng phương trình 8.7 cho d = 5 × 10–6 m; (pi – po) = 1,013 × 103 Pa; T = 298,15K; l = 1 × 10–4 m.
= ×× (
+
=
1
.
cho từng lỗ chân lông
trong đó A và B là các phân tử khuếch tán; NA và NB là thông lượng theo thời gian mol/diện tích; THOA
706 1 10
D
d p
không có con đường quanh co. Trong trường hợp này hệ số khuếch tán phân tử DAB và hệ số khuếch tán hiệu dụng
1256 1 013 10 298 15 1 10
.
NN
N
Khi tỷ lệ d/λ lớn hơn 20, sự khuếch tán phân tử thông thường chiếm ưu thế và
Hệ số khuếch tán hiệu quả là thước đo đường đi quanh co qua các lỗ.
N
×
2 1 10
ln
mL STP giây
có thể giả định rằng chiều dài của lỗ kim bằng độ dày của thành gói hàng, nghĩa là:
+
cho từng lỗ chân lông.
) × ×
D
phương trình mô tả dòng chảy ở trạng thái ổn định là (Treybal, 1980; Youngquist, 1970)
thông lượng không phụ thuộc vào đường kính lỗ rỗng, d.
=
+
N
J
1
+
D
Giải pháp
(8,9)
J = ×
.
VÍ DỤ 8.4
.
706 5 10
N
NN
.
mL STP giây
×× (
D
của A; và DK,A,eff là hệ số khuếch tán Knudsen hiệu dụng của A. Phương trình 8.9 cho thấy
8.5.1.3 Dòng chảy trong lỗ trung gian
RT
2 1 10
V =× × 1000 100 86400 1,8 mL O tại STP. × ×
là hệ số khuếch tán phân tử của A đến B; DAB,eff là hệ số khuếch tán hiệu
quả phản ánh ảnh hưởng của cấu trúc lỗ rỗng; DK,A là hệ số khuếch tán Knudsen
×× (
444 2 0265 10 298 15 1 10
NN
hệ số DAB,eff có thể coi là không khác nhau.
J
+
3 8 10
8.5.1.4 Dòng chảy qua lỗ chân lông lớn
Đối với vật liệu xốp, giá trị này thường không được biết. Tuy nhiên trong vật liệu đóng gói, chúng tôi
Và
.
×
Và
.
= ×× (
) × ×
J = ×
(
(
)
)
Machine Translated by Google

1 2
MỘT
MỘT
MỘT
3 2
B
,
5
AB
MỘT
B
MỘT
N
3 2
6
,
AA B
MỘT
MỘT
LÀ
5 2
Để
5 2
1 2
N
7
6
B
TRÊN
B
TRÊN
ồ
ồ
Ai
( ) +
( ) +
VÍ DỤ 8.5 (Lỗ chân lông nhỏ)
2
2 2
2
2
2
2
2
DP
=
1 81 10
.
×
M
=
N
N
.
× =×
(8.11)
N
NNN cái
=××
28 02
4
=
P
A 2 3
.
=
444 1 5 10
2 10
N
áp lực. Chỉ số o và i chỉ ra bên ngoài và bên trong gói. Cũng
.
=
3
D
RT
1 069
.
(8.12)
T
Dv
trong đó M là trọng lượng phân tử.
Đối với hỗn hợp nhị phân chúng ta có (Treybal, 1980)
N
D
5 2
mili giây
1 81 10
×
d
trong đó YA = pA/pt là phần mol; pA là một phần của thành phần A; và pt là tổng
M
N
×
bệnh đa xơ cứng
+
AB hiệu
quả
=
2 06 10
×
×
=
.
0 5 10
273
d
tôi
(8.10)
bệnh đa xơ cứng
N
=
Giải pháp
=
N
D
32
298
1 10
.
NNN cái
NN
= =
Từ phương trình 8.11, độ phân tán ở 25°C và 1 atm là
Độ phân tán của hệ thống O2–N2 ở O°C được đưa ra bởi Treybal (1980).
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Tính toán lưu lượng chuyển tiếp của oxy qua lỗ có đường kính 2,0 µm trong bao bì bịt kín
Áp dụng phương trình 8.9 cho điều kiện sau,
dày 1 × 10–4 m và có áp suất riêng phần bên ngoài là 0,21 atm và 0 atm bên trong
Từ phương trình 8.4
bưu kiện. Nitơ là 1 atm bên trong và 0,79 atm bên ngoài. Áp suất tổng cộng là 1 atm. Thêm vào
từ Công thức 8.2 và
Bảng 8.15
và
8.16.
thông tin bao gồm
Machine Translated by Google

2
O2
2
2
2
2
2
2
2
O2
2
O2
2 _
N 2
cái o
t
5
6
,
4
5
,
4
4
,
N
ôi tôi
3
N
NO2
cái o
2 _
5
4
2 _
5
3
ồ
2
2
3
6
,
2
ồ
52 4
34 6
ôi tôi
(
VÍ DỤ 8.6 (LỖI LÔNG LỚN)
tôi
.
.
mL giây
=
)
.
P
.
40 10
.,
14 49 0
.
N
=
14 49 1 81 10 1 013 10
=
10
N
.
×
298 m TK y
=
,
=
kmol ms
N
N
=
=
14 49 1 1 2 1 21
+ (
N
,
d
2 10
N =×
tôi
14 49 0 2
) ×
) ×
1
N m
,
22 414 10 7 10
14 49 1 1 2 0
. ..
.
N =×
,
80
10
14 49 1 81 10 1 013 10
×
ln
.
=
×
5 1 10
) ×
××× ×
=
0 21 atm y
8314 29 8 10
+
.
0
8314 298 10
Số Pi
14 49
N +
Diện tích lỗ chân lông
.
.. .
N +
J KHÔNG =
.
=
)
14 49
×
22 414 10
×
N
7 0 10
.
kmol ms
=
J = ×
× =× × × × (
+ (
0 5 10
,
××× ×
.. .
1
.
× (
=
4
.
0 21 atm y
1 47 10
0 1 01325 10 = ==
× y
D
Giải pháp
pt = 1 atm = 1,012 × 105 Pa
Thay thế giá trị, phương trình 8.9 cuối cùng trở thành
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Đối với điều kiện tương tự như ví dụ trước, giả sử rằng đường kính lỗ rỗng bây giờ là 40 µm
đó là lưu lượng trên mỗi lỗ có đường kính 2 µm.
Thay thế giá trị
Áp dụng phương trình 8.10
Machine Translated by Google

4
Tôi
2
6
2
1 4
33 6 ×
46 7
7 3
m
1
2
5
5
(
VÍ DỤ 8.7 DÒNG POISEUILLE
(
Số Pi
Số Pi
×× ×
=
d = 30,6 × 10–6 m
J
0 013 300 10
× ×
J
khí đơn tuân theo định luật khí lý tưởng và có vận tốc tương đối nhỏ (số Reynold
J KHÔNG =
× × × × ×
.
Số Pi
chắc chắn vì một số yếu tố chưa được biết. Những yếu tố này bao gồm hình học thực sự của
.
là chênh lệch áp suất tính bằng Pa; µ là độ nhớt của khí, N·s/m2 = kg/m2s; và tôi là
8.5.1.5 Dòng khí thủy động lực (Dòng Poiseuille)
trong đó J là lưu lượng qua lỗ rỗng tính bằng m3/s; d là đường kính lỗ rỗng, (d/λ > 20), m2; pi – p2
tôi
Số Pi
giây
× × ×= × diện tích lỗ chân lông
.
có một lỗ kim trong gói, phương trình 8.12 có thể được viết là
=
8 125 10
bơm chân không sẽ xảy ra dòng thủy động qua ống mao dẫn thẳng. Cho một
) ×
128 0 174 10 62 10 8 125 10
Giải pháp
dp P
22414 10
×
.
.
thông tin về tính toàn vẹn của gói. Tuy nhiên, việc tính toán kích thước của một lỗ kim lý tưởng thì ít hơn
Thiết bị kiểm tra phát hiện rò rỉ dựa trên phép đo vết khí có thể cung cấp kết quả tốt
×
×
J 4 1 10
mL s =× trên đường kính 40 m
=
0 4 1 01325 10
<2100), dòng chảy có thể được mô tả bằng Định luật Poiseuille (Treybal, 1980) trong đó
22414 10 1 47 10
thiết bị (chẳng hạn như độ nhạy và quy trình lấy mẫu) cũng có thể ảnh hưởng đến kết quả. Nếu nhiều hơn
=
J
Khi có sự chênh lệch áp suất tuyệt đối giữa chất rắn xốp, chẳng hạn như do tác động của
× (
trang
.
)
=
128 m
40 10
8.5.1.5.1 Phát hiện rò rỉ
24 0 2
(8.13)
×
128 m
.
4
rò rỉ và quan trọng hơn là số lượng các điểm rò rỉ. Các yếu tố khác liên quan đến bài kiểm tra
d
)
.
chiều dài mao dẫn, bằng độ dày thành của gói.
.
2
62 µm. Áp suất bên trong của gói pi = 1 atm và chân không bên ngoài là 0,6 atm. Các
1994).
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
nhiệt độ thử nghiệm là 25°C. Ước tính kích thước của lỗ cho phép rò rỉ này.
Giả sử phép thử kéo dài 24 giây và mong muốn đạt mức rò rỉ tối đa là 300 ppm của
CO2 trong buồng chân không có thể tích 0,013 m3. Độ dày của gói là
Giả sử rằng một gói chứa thịt đã qua chế biến có thành phần không khí khoảng trống
Độ nhớt của hỗn hợp µ = (0,8 × 0,180 + 0,2 × 0,15) × 10–4 = 0,174 × 10–4 Pa·s (Perry
Nếu µ = 0,174 × 10–4 Pa·s và p1 – p2 = 0,4 × 1,01325 Pa, giải tìm d trong phương trình 8.13
80% N2 và 20% CO2, được kiểm tra tính toàn vẹn của cụm làm kín bằng thử nghiệm không phá hủy chân không (Jensen,
và Xanh, 1984). Với những giá trị này J có thể được tính toán.
Machine Translated by Google

(
)
4 =
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
J
tính thấm diễn ra khi một bức tường polyme ngăn cách hai pha chất lỏng có hàm lượng thấp
các loại có trọng lượng phân tử có giá trị hoạt động khác nhau trong mỗi pha. Các
(8.15)
=
trong đó de là đường kính của lỗ kim tương đương. Phương trình 8.14 chỉ ra rằng luồng J trong
các thành phần bảng (như vanillin và o-vanillin), hoặc phần còn lại của dung môi. Trong thiết kế bao bì,
điều rất quan trọng là phải biết các đặc điểm rào cản của gói hàng. Gói tối ưu
8.5.2.2 Cơ chế thẩm thấu
cấu trúc màng hoặc tấm được bao quanh bởi hai pha chất lỏng, để xác định quá trình thẩm thấu.
cấu trúc và đến phía bên kia để cuối cùng cân bằng nồng độ ở cả hai pha.
Đặc tính rào cản của cấu trúc nhựa là lực cản vật lý mà nó chống lại
Nếu các lỗ chân lông được coi là có cùng kích thước
trang
cấu trúc có thể phân cực hoặc không phân cực, và polyme phân cực có thể ưa nước hoặc không ưa nước. Cực
sự đi qua của bất kỳ phân tử hoặc hợp chất nào có khả năng khuếch tán qua polyme: oxy, cacbon
d
trong đó n là số lượng lỗ kim và di là đường kính trung bình của mỗi lỗ kim. Tuy nhiên,
Khái niệm tính thấm thường gắn liền với việc đánh giá định lượng của
rào cản khi ướt (ví dụ, nylons và EVOH). Ngược lại, tính chất rào cản của cực
các polyme không ưa nước có chứa các nhóm như nitrile, clo hoặc flo thì không
và các hợp chất bên ngoài chứa trong các gói thứ cấp (ví dụ: hộp sóng),
N
Polyme không giống như kim loại, thủy tinh và gốm, là những vật liệu có tính thấm. Hiện tượng
không bị ảnh hưởng bởi sự hiện diện của nước, nhưng chúng không phải là rào cản tốt như vùng cực
(8.14)
d
thiết kế là kết quả của việc cân bằng các đặc tính của vật liệu đóng gói, yêu cầu bảo vệ sản phẩm,
điều kiện môi trường và vận chuyển cũng như cân nhắc về chi phí. Đặc tính rào cản của vật liệu
polyme chủ yếu liên quan đến cấu trúc hóa học của nó. Một polyme
=
Ví dụ 8.7 cũng có thể được tạo ra bởi, ví dụ, 100 lỗ có đường kính 9,5 µm.
Số Pi
128 m
8.5.2.1 Vật liệu rào chắn
các phân tử ở nồng độ hoặc hoạt tính cao có xu hướng khuếch tán qua polyme
Hình 8.4
minh họa cơ chế hấp thụ và khuếch tán diễn ra thông qua một gói
polyme ưa nước là chất cản khí và hơi hữu cơ tốt khi khô nhưng là chất cản khí kém
phụ thuộc vào sự có mặt của các phân tử nước. Tương tự, các polyme không phân cực, ví dụ, polyolefin,
dioxit, nước và mùi hôi từ không khí hoặc khoảng không gian trên đầu; hương vị, mùi thơm và các thành phần từ thực phẩm;
tính chất “rào cản” của vật liệu. Một vật liệu là rào cản tốt có giá trị thấm thấp.
một lỗ kim đơn có dòng chảy tương đương với n lỗ kim sẽ có đường kính,
polyme, ngoại trừ chống lại chính phân tử nước phân cực. Chúng ta cũng có thể nói rằng thích thấm nhuần như thế.
tôi
_
Của
1
4
2
N
Của
4
N
1 4
Tôi
Tôi
8.5.2 ĐỘ THẤM
Machine Translated by Google

Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
HÌNH 8.4 Cơ chế thấm.
Giải phương trình khuếch tán qua màng polymer không xốp ở trạng thái ổn định là
Giá trị của c có thể liên hệ với áp suất riêng phần p thông qua định luật cân bằng Henry
c Sp =
c
khí quyển, giá trị của nồng độ thẩm thấu ở giai đoạn xen kẽ polyme như sau
Trong đó S là hệ số hòa tan tính bằng kg chất thấm/m3 polyme · Pa. Trong đó D không phụ thuộc
vào nồng độ và trạng thái cân bằng hấp phụ giữa chất thấm và polyme tuân theo công thức Henry
=
Và
p
(8.16)
tập trung về phía có nồng độ thấp theo định luật Fick. (3) Sự cho phép
pq
để pha xen kẽ polymer đối diện khuếch tán trong pha liên tục liền kề (lỏng hoặc
=
P DS
nồng độ trong pha xen kẽ pha polyme/khí, c1 – c2 và D là hệ số khuếch tán.
8.5.2.3 Độ thấm, WVTR và tốc độ truyền khí
được cho bởi
Quá trình thẩm thấu bao gồm ba bước. (1) Phân tử thấm từ sự co lại
Tại
= =
Pha chất lỏng ở áp suất riêng phần p1 xuyên qua bề mặt polyme. Đối với áp suất dưới một
(8.17)
=
định luật, các phương trình 8.16 và 8.17 có thể được kết hợp để đưa ra
Định luật Henry. (2) Chất thẩm thấu khuếch tán bên trong màng polyme từ phía có áp suất cao
FD
F
(8.19)
Trong đó F là thông lượng qua màng [hoặc tốc độ truyền khí (GTR)], c là độ thấm
F DS
pha khí) ở áp suất p2.
(8.18)
Machine Translated by Google

m2 L2
1
θ
Giải pháp
thấm qua toàn bộ diện tích tiếp xúc trong thời gian t. Phân tích thứ nguyên của P chỉ ra
×
P
[ ] = [ ] [] =
.
trong đó P = độ thấm và hệ số; t = thời gian trong đó quá trình thẩm thấu diễn ra
L
WVTR được chuẩn hóa và hệ số thấm P được biểu thị trong
Hình 8.5.
hm mmHg
GTR
.
Đơn vị tính thấm, độ thẩm thấu và tốc độ truyền khí
×
Độ thấm =
hm mmHg
quá trình thẩm thấu có cùng giá trị thẩm thấu; và q = tổng số lượng
PDS
3 5 10
×
L
Bảng 8.21 và
8.22
trình bày các đơn vị của Công thức 8.20 và các hệ số chuyển đổi chung cho
p
g
cmt
Mối quan hệ giữa tốc độ truyền hơi nước (WVTR), GTR, Permeance,
30
hm mmHg
BẢNG 8.21
=
các mặt của màng trong đó P là hệ số thấm; A = diện tích của gói hàng tiếp xúc
θ hoặc giây trong SI
p
×
2 96 10
Độ thấm = GTR.
=
q
=
[ ]
trong bất kỳ sự kết hợp nào của các đơn vị trên.
g
P
1 17 10
hm mmHg
độ dày =
.
vô nhe
1
=
1 17 10 2 54 10g × ××
đơn vị cơ bản của P là thời gian nếu hệ số hòa tan được biểu thị bằng Kg/m2 · Pa
Kết hợp các phương trình 8.18 và 8.19 sẽ cho ra mối quan hệ nổi tiếng của P
=
đơn vị thấm tương ứng. Tính thấm có thể được biểu thị bằng giây hoặc phổ biến nhất là
.
g cm
Tôi
(8.20)
.
địa điểm; l = chiều dày của vật liệu có độ thấm P; p = chênh lệch áp suất ở cả hai
VÍ DỤ 8.8
3
2
2
2
3
3
2
2
2
2
2
6
g
10 ×
ừm
Lực/chiều dài
VÀ
Chiều dài
S
P
Thời gian
Khối lượng
Kích thước cơ bản
Khối
A cm2, in2
atm, psi, mmHg Pa
h, d
ql
Đơn vị chung
t
m L
Khu vực
g, cm3(STP), mol kg M cm/ triệu
Áp lực bán phần
Tôi
F/L2
độ dày
Chiều dài
Thời gian
2
2
và độ chênh lệch áp suất riêng phần qua màng p = 30 mmHg. Tính toán
Tốc độ truyền khí oxy qua màng PE dày 1 mil là GTR = F = 3,5 ×
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
độ thấm và hệ số thấm.
Machine Translated by Google

×
1
=
P
BẢNG 8.22
VÍ DỤ 8.9
Giải pháp
Bảng chuyển đổi đơn vị thấm
P WVTR
(
(
(
(
(
(
(
(
S
kg m
22 414
.
)
triệu triệu
)
498 47 .
66,09
ở 100 F và 90% RH
md
md kPa
as = 1 atto giây = 1 × 10–18 giây; MW = trọng lượng phân tử của chất thấm; RH
100
trong d atm
Chuyển đổi từ
kg m
MW
cc STP triệu
md kPa
µ
triệu triệu
( ) µ
Chuyển đổi thành
µ
MW
8,64 × 1013
*
2,2237 × 1019
bác sĩ tại
Ông Pa
triệu triệu
)
100 in d atm
md kPa
cc STP m
MW
Số nhân
2 m
Ông Pa
15,5
= độ ẩm tương đối. STR = nhiệt độ và áp suất tiêu chuẩn (0°C; 1 atm)
100 trong
µ
cc STP triệu
m STP m
gm
1 × 1–18
BẰNG
kg m
d tại
100
trong d tại
gm
3.883
md kPa
)
)
Ông Pa
2,224 × 1016
Ông Pa
)
cc STP triệu
°
1
cc STP triệu
kg m
kg m
cc STP triệu
)
°
1936 57 .
)
S
m STP m
md kPa
4.264
100 in d atm
Ông Pa
BẰNG
cc STP triệu
bác sĩ tại
BẰNG
3,989 × 103
kg m
µ
d tại
Ông Pa
triệu triệu
ở 100 F và 90% RH
100 in d
2
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
2
2
2
2
2
2
2
Tính hệ số thấm nước của màng polyme dày 38,1 µm (1,5 mil) có
Để tính P, chúng ta cần nhân WVTR với độ dày trên chênh lệch áp suất giữa
bộ phim.
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
giá trị WVTR là 0,1 g/dm2 ở 38°C (100°F) và 90% RH (điều kiện ASTM).
Machine Translated by Google

trong đó ps là áp suất hơi bão hòa của nước,
Sổ tay của Perry trang 3-45 (Perry and Green, 1984), ps ở 38°C: 49,7 mmHg
từ
Vì vậy
Theo thử nghiệm ASTM E 96 pi = 0 vì nó ở trạng thái cân bằng với chất hút ẩm. Từ
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
HÌNH 8.5 Mối quan hệ giữa tốc độ truyền hơi nước (WVTR), tốc độ truyền khí, tính trung bình, WVTR
chuẩn hóa độ dày và hệ số thấm.
)
100
RH RH
0 1 10 38 1 10
.
5 964
= ×100
P
.
.
P
5964 3600 24
×
P
kg m
Ông Pa
=
100
=
hoặc liên kết chéo, làm giảm tính thấm.
1. Cấu trúc hóa học của polyme và chất thẩm thấu quyết định tính chất cụ thể
BẰNG
WVTR
2 atm
RH
P
.. .
2. Hình thái polyme; sự gia tăng độ kết tinh polymer (mật độ), sự định hướng,
=
P
8.5.2.4 Các biến ảnh hưởng đến tính thấm
5 88 10
×
Tốt
nhân
sự ps
×
×××
9 8
.
=
7 40 10
= ×
= = ( pp p
49
7 90 44 73 mmHg =
×= 100
=
P
=
mức độ tương tác. Có một giá trị độ thấm cho mỗi cặp polymer/mỗi nghĩa.
.
p
3
6
ồ
S
18
2
ồ
S
Tôi
Tôi
Machine Translated by Google

P
1
cc m
hình thái được tạo ra, ví dụ, bằng cách có các đặc tính làm mát khác nhau trong quá trình
P Pf 2
tôi
VÍ DỤ 8.10
loại, hình dạng, số lượng chất độn và sự tương tác với chất thấm.
(8.21)
(8.22)
8.5.2.4.1
Ở đâu
22 2
phạm vi của định luật Henry. Hiệu ứng mạnh có thể được tìm thấy đối với các hợp chất hữu cơ ở mức cao
nhiệt độ ở Kelvin.
RT T
Độ thấm oxy tăng theo độ ẩm tương đối đối với EVOH và Nylon 6.
8. Về nguyên tắc, độ dày màng không ảnh hưởng đến độ thấm, hệ số khuếch tán hoặc
độ hòa tan. Tuy nhiên, màng có độ dày khác nhau có thể có những đặc điểm khác nhau.
Điều đó có thể được viết là
5. Chất độn thường làm giảm tính thấm, tuy nhiên, tác dụng này rất phức tạp do
P Peo
1
µ
trong đó Ep là năng lượng kích hoạt, R là hằng số khí, Po là số hạng tiền mũ và T là
áp suất vừa phải đối với chất khí và giá trị hoạt độ thấp đối với các hợp chất hữu cơ trong
=
3. Độ ẩm làm tăng hoặc giảm tính thấm (đặc biệt là trong các polyme ưa nước).
1
điểm kinh nghiệm
tại T2 có thể được tính toán nếu biết Ep .
4. Nhiệt độ tăng làm tăng tính thấm.
PP
=
9. Trọng lượng phân tử của polyme đã được phát hiện là ít ảnh hưởng đến khả năng
thấm của polyme ngoại trừ trong phạm vi trọng lượng phân tử rất thấp.
=
6. Nói chung, nồng độ của chất thẩm thấu không có tác dụng ở mức thấp và
=
=
(8.24)
Sự thay đổi độ thấm theo nhiệt độ được tính theo phương trình sau
điểm kinh nghiệm
Tập 1
7. Chất hóa dẻo thường làm tăng tính thấm, nhưng không phải lúc nào cũng vậy.
Tuy nhiên, độ thấm oxy giảm ở nylon vô định hình.
P
xử lý.
(8.23)
f
Ảnh hưởng của nhiệt độ
VÀ
md kPa
giá trị của hoạt động (Liu và cộng sự, 1991).
Nếu cho giá trị độ thấm P1 ở nhiệt độ T1 thì giá trị độ thấm P2
RT T
Độ thấm oxy trong PET ở 25°C là
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
298,15K.
Tính giá trị độ thấm của PET ở 50°C. Nhiệt độ = 25°C = 25 + 273,15 =
2 1
P
2
RT
2
1
VÀ
1
Machine Translated by Google

=
3 849 0 0002597
và
cc m
=
Phân tích tính nhất quán để đo độ thấm dựa trên dữ liệu thực nghiệm cho
(8,25)
11 1
T
2
Độ thấm của thành bao bì làm bằng cấu trúc nhiều lớp được cho bởi công thức sau:
3 849
25 273
+
µ
.
=
Giải pháp
tuy nhiên, các phương pháp liên tục và bán đẳng tĩnh được thảo luận bởi Hernandez và cộng sự. (1986).
.
một
tập
8.5.2.6 Cấu trúc nhiều lớp
7600
TT
f
=
=
L
=
=
và CO2 được bao phủ bởi tiêu chuẩn ASTM D1434. Đối với các hợp chất hữu cơ không có tiêu chuẩn ASTM,
Giải pháp
=
1
C
7 6
phương pháp dòng chảy liên tục được thảo luận bởi Hernandez và Gavara, (1993).
R
.
. ..
2 7
50 273
= == 0 09996 2
K
+
VÍ DỤ 8.11
Việc xác định WVTR được mô tả trong ASTM E96. Xác định độ thấm của O2
K
1
°
P
1 987
tập
= × =
. (nội suy giữa 2,49 và 2,84)
=
1
f
phương trình
8.5.2.5 Đo độ thấm
P
0002597
VÀ
Pf PP 2 74 22 2 74 60 3 = = ×
2 21 2 md
kPa
50
,
.
kcal
Từ phương trình 8.25
Các giá trị của f được cho trong
Bảng 8.20
và được vẽ trong
Hình 8.6
đối với các giá trị của P1 ở 25°C và từ
Từ
Bảng 8.23
thì Ep = 32 KJ/mol = 7,6 kcal/mol
Thay thế vào phương trình 8.23
0 đến 50°C. Ep thay đổi từ 3 đến 20 kcal/mol
Với ví dụ trên, hãy tính f từ
Bảng 8.24.
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
T
Tôi
1
.
Tôi
×
2
P
T
P
2
N
Tôi
.
1
Machine Translated by Google

( ) =
P
WVTR
Tỷ lệ = R là độ thẩm thấu. Phương trình 8.25 khi đó có thể được viết là
P
WVTR
WVTR
LT = 18 + 10 + 20 = 48 µm
25
(8.28)
20
620
(8.27)
hoặc
trong đó RT là tổng độ thấm của cấu trúc và Ri là độ thấm của mỗi lớp.
Giải pháp
18
P
tôi
1
Tương tự với WVTR
P
(8.26)
8.5.2.6.1 Độ thẩm thấu
1900
.
=
PPP
=== ++ = 0 4417
WVTR
P
R
p
VÍ DỤ 8.12
P
=
md kPa
P
cc
=
8.5.2.6.2 WVTR
trong đó PT là hệ số thấm tổng của kết cấu; LT tổng chiều dày, LT = Σli ; n là số lớp,
li , Pi là độ dày và hệ số thấm của mỗi lớp.
20
L
L
R
(
)
N
T
r
Tôi
1
Tôi
Tôi
N
T
Tôi
Tôi
1
T
T
2
2
1
1
3
Số Pi
Tôi
3
Tôi
T
T
Tôi
T
T
Tôi
2
3
1
3
Tôi
Tôi
3
1
=
Tính tổng độ thấm oxy của cấu trúc nhiều lớp sau (đơn vị tính bằng cc µm/m2 · d · kPa)
Từ phương trình 8.25
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Machine Translated by Google

Tính tổng độ thấm oxy PT cho cấu trúc sau ở 40°C. Giá trị của P là
Lưu ý: Nếu tính toán này chỉ dựa trên lớp chắn nylon 6, bỏ qua lớp chắn
sự đóng góp của cả LDPE và PP, chúng tôi sẽ có được
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Ảnh hưởng của nhiệt độ đến tính thấm của cấu trúc nhiều lớp là
thu được ở 25°C.
Áp dụng phương trình 8.30
f1 = 2,29, f2 = 2,34 và f3 = 2,53, lấy từ Bảng 8.20.
×
LT =
×
trong đó fi được cho bởi phương trình 8.24 và có thể lấy từ
Bảng 8.20
hoặc
Hình 8.6
cho
thấm qua, độ dày của bao bì, diện tích, điều kiện bảo quản (nhiệt độ và
µ
P
P
Giá trị độ thấm khí được trình bày trên
hình 8.7
và
8.8
để dễ so sánh. Tính thấm
=
L
1 500 2 53
0 4417
mối quan hệ giữa các biến số chính liên quan đến hệ thống đóng gói: số lượng
.
Phương trình 8.29 có thể được viết là
PT
=
. ., .
=
cc m
Pf
+
+
Phương trình 8.20 có giá trị cho giá trị trạng thái ổn định. Ngoài ra, người ta giả định rằng container không
P
8.5.2.7 Áp dụng tính thấm cho phần vật liệu và ước
tính thời hạn sử dụng
=
(8h30)
+
P
48
=
= 48 µm
25 2 34
mỗi lớp, và P1,i là độ thấm ở nhiệt độ 1 đối với mỗi lớp i của kết cấu.
,
md kPa
109
2 md kPa
P
48
Labuza và cộng sự, (1972), Karel (1974), Kim (1992), và Pocas (1995).
VÍ DỤ 8.13
×
cc m
(8.29)
10
md kPa
Phương trình 8.20 là một phương trình thiết kế đơn giản nhưng hữu ích cho các gói. Nó cung cấp một cơ bản
280 2
µ
+
20
=
độ ẩm), thời hạn sử dụng và tính thấm. Mô hình phức tạp hơn có thể được tìm thấy trong các tác phẩm của
L
=
cc m
1 900 2 29
µ
không có bất kỳ lỗ kim hoặc vết nứt nào. Bên cạnh những hạn chế của nó, phương trình 8.20 có thể là phương trình xấp xỉ đầu tiên
18
266 2
giá trị của các hợp chất hữu cơ đã được Hernandez và Giacin tổng hợp (1996).
Pf
2
3
1
1
T
ii
T
1
T
1
T
Tôi
Tôi
2
1
,
T
Tôi
ii
1
T
Tôi
T
Machine Translated by Google

O2
H2O
H2
O2
O2
N2
N2
H2O
O2
H2O
N2
O2
H2O
H2O
O2
N2
N2
H2O
H2O
BẢNG 8.23
Hệ số thấm, khuếch tán và hòa tan
25
7.4E + 02
1.2E – 02
5.6E + 01
25
O2 (65%RH)
3,5E+00
6.4E + 03
3.5E+01
2.2E – 01
6.9E + 01
3.5E+03
3.lE + 02
25
2.9E + 01
25
1.4E + 00 1.7E – 03
7.3E + 05 –8.0E + 00
3.8E – 03
3.5E+01
Anh ta
6.2E+02
1.lE + 05
CO2
P
25
O2 (0%RH)
1.0E + 01
25
3.2E+03
3.0E + 01
2.3E – 01
5.7E + 01
4.2E+01
25
2.0E + 01
5.0E – 02 6.8E + 00
1.2E – 01
4.3E + 01
25
2.lE + 03
3.0E – 01
tập
2.6E + 02
4.2E+01
1.9E + 03
CH4
4.0E + 01
25
4.4E – 01
l.3E+01
25
4.7E – 01
1.5E – 01
CH4
8.7E + 02 2.4E – 02
25
PVC, không hóa dẻo
8.0E + 01
6.6E + 01
CO2
Polyvinyl axetat
CH4
S × E3
25
25
2.3E + 02
2.0E + 01
7.7E + 00
25
4.2E+05
25
9.4E – 01
O2 (dẻo)
5.6E + 01
4.6E – 01
9.3E – 02
1.7E+00 1.3E – 03
25
3.9E+01
Anh ta
D × E10
25
9.5E+01
1.0E + 02
30
25
7.0E + 02
4.lE + 01
30
25
2.5E+00 3.7E – 01
5.lE – 01
1.8E + 05
25
1.2E+04
7.8E – 02 6.5E + 00
4.9E + 01
Polypropylen (d = 0,907 g/cc) Độ kết tinh 50%
4.4E + 04
25
2.5E+02
CO2
25
30
25
2.8E – 02 3.1E + 00
2.9E – 01
Poly (ethylene-co-propylene) vô định hình 40/60
Polystyrene, định hướng hai trục
O2 (0%RH)
8.3E + 01
6.3E + 02
2.0E – 01
1.lE + 03
25
4.7E + 01
20
3.2E+01
25
Polyetylen LDPE (d = 0,914 g/cc)
25
25
25
7.8E + 03
1.8E – 01
24.1
3.0E – 02
Anh ta
Cồn etylen vinyl (E 32%)
2.3E + 01
l.9E+03
2.3E – 01
5.7E – 02
1.8E + 01
3.4E + 01
Anh ta
4.8E + 01
5.6E + 01
Polyacrylonitril (Barex)
4.7E – 00 2.5E – 03
25
25
25
1.7E – 01
5.6E – 02
1.5E – 01
5.9E + 04
3.2E – 01
25
3.5E+03
Cồn Ethylene Vinyl (E 44%)
O2 (65%RH)
Nhiệt độ (°C)
Anh ta
25
3.8E + 01
3.2E+03
25
25
6.4E – 01
8.2E+03
25
3.0E + 01
1.6E+00 4.7E – 01
CO2
25
5.2E+02
3.1E + 05
CO2
l.lE + 00 1.9E – 01
O2
CO2
N2
CH4
H2O
HDPE (d = 0,964 g/cc)
2.4E + 02
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Machine Translated by Google

CO2
PET vô định hình
9.9E + 04
6.1E + 03
25
2.lE – 02
30
25
3.3E + 03
8.5E+04
1.7E + 00
6.0E – 04
9.8E – 01
N2
CH4
25
9.lE + 02
Nhiệt độ (°C)
25
4.8E – 03
N2
25
25
3.2E+01
6.7E + 01
1.9E + 01
CH4
Độ kết tinh PET 40%
1.5E+04
2.8E + 01 2.8E + 01
5.2E+03
S × E3
O2
2.2E + 01 9.2E + 00 6.1E
– 01
30
25
7.2E – 01
5.2E+01
1.4E + 01
8.8E – 02
1.3E – 03
2.9E + 01
4.5E – 03
1.9E + 02
P
O2
CO2
3.6E + 01
25
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
H2O
1.8E + 01 2.0E + 01
7.0E + 01
2.4E + 01
2.2E – 01
25
Polyisopren, cao su
1.9E + 01 5.0E + 00
tập
CO2
Polycarbonate (lexan)
1.5E+06
H2S
3,3E + 00
90
25
4.6E + 01
3.4E + 01
25
O2
25
1.0E + 00
8.0E – 04
O2
2.0E + 04
1.6E + 01
Polytetrafluoretylen (Teflon)
2.8E + 03
2.2E+01
3.3E + 01
1.9E + 01
3.8E + 01
CO2
25
1.7E + 00
25
D × E10
N2
30
CO2
6.5E+03
8.0E + 01
4.5E – 01
6.0E + 01
7.5E+01
2.lE + 00
N2
25
1.3E + 00
25
BẢNG 8.23 (tiếp theo)
Polyvinylidene clorua (Saran)
H2O
3.lE + 01 2.6E + 00
1.2E+01
8.6E + 02
3.9E+01
6.0E + 03
O2
1.5E – 01
2.9E + 00
2.0E + 02
25
Hệ số thấm, khuếch tán và hòa tan
O2
CH4
1.2E+00
8.9E – 01
2.5E+01
30
N2
2.3E + 01
1.2E+00
3.5E – 03
3.8E + 01
CO2
H2O
25
Machine Translated by Google

H2O
H2O
H2O
N2
BẢNG 8.23 (tiếp theo)
Hệ số thấm, khuếch tán và hòa tan
4.lE + 01
giấy bóng kính
5,7E + 00
PVC = polyvinyl clorua; RH = độ ẩm tương đối.
CO2
25
25
tập
1.5E+01
CO2(76%RH)
Kéo nylon 6,6
25
5.0E + 01
6.8E – 01
= kJ/mol; LDPE = polyetylen mật độ thấp; HDPE = polyetylen mật độ cao; PET = polyetylen terephthalat;
3.4E + 01
O2 (100% RH)
25
25
CO2(0%RH)
9.lE + 05
4.5E+01
2.lE + 00
N2(76%RH)
D × E10
Lưu ý: Những giá trị này được cung cấp dưới dạng hướng dẫn chung. P = cc(STP) µm/m2·d·kPa; D = m2/s; S = cc(STP)/cc·kPa; tập
6.5E+02
4.4E + 01
CO2
1.4E + 00
1.9E – 02
25
O2(76%RH)
P
4.7E + 01
25
2.5E+01
25
S × E3
40
N2(0%RH)
1.6E + 07
Ni-lông 11
1.2E+02
25
nylon 6
Nhiệt độ (°C)
O2(0%RH)
3.0E + 00
4.7E + 01
25
25
4.8E + 00
CO2
25
3,5E+00
4.9E – 01
25
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
HÌNH 8.6a Giá trị của f (Công thức 8.23) với 0 Machine Translated by Google

HÌNH 8.6b Giá trị của f (Công thức 8.23) ở 25°C Từ
Bảng 8.19
độ thấm của PET ở 25°C,
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Từ phương trình 8.20 độ dày của gói hàng là
Tính toán độ dày bao bì tối thiểu để bảo vệ và thất thoát sản phẩm. Sản phẩm gốc nước có
hợp chất phản ứng với oxy, tạo ra những tác dụng không mong muốn. Phân tích đã chỉ ra
rằng khi sản phẩm phản ứng với lượng oxy tương đương 0,005% (wt/vol), tức là 50 ppm oxy
thì không còn được chấp nhận để bán. Ngoài ra, giả sử rằng PET là vật liệu đóng gói và
thể tích sản phẩm là 500 ml. Hơn nữa, diện tích của gói là khoảng 400 cm2 và dự kiến gói
sẽ được bảo quản ở nhiệt độ 25°C và độ ẩm khoảng 60%. Ước tính độ dày tối thiểu của bao
bì để bảo vệ sản phẩm khỏi oxy trong 6 tháng. Ngoài ra, đối với chiều dày tính toán, hãy
ước tính lượng nước thất thoát trong thời gian 6 tháng.
Hãy xem xét trường hợp của một sản phẩm nhạy cảm với oxy đã biết lỗi về động học và loại
sản phẩm. Vì sản phẩm phản ứng với bất kỳ phân tử oxy nào đi vào nên nồng độ khoảng
trống oxy luôn được coi là bằng không.
q
VÍ DỤ 8.14
PtA p
công cụ thiết kế hình ảnh trong việc lựa chọn các thông số gói quan trọng. Tuy nhiên, cần phải
thực hiện phân tích cẩn thận về giả định và những hạn chế. Xét hai trường hợp, hằng số p và
biến p. Trường hợp đơn giản nhất trong phương trình 8.20 là khi p có thể được coi là không đổi.
=
Giải pháp
Machine Translated by Google

BẢNG 8.24
Giá trị của f (Công thức 23)
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
0,629 0,538 0,461 0,395
11,5
5.124
46
0,823 0,771 0,723 0,677
PP lớp 3
2,172 2,426 2,710 3,028 3,383 3,779 4,222 4,716 5,269 5,886
1.900
25,0
1.347
32
0,062
4
1,273 1,380 1,496 1,622
1,123 1,141 1,160 1,180 1,199 1,219 1,240 1,260 1,281 1,303
1.735
md kPa
0,077
nylon 6
9
1,016 1,022 1,027 1,033
1.313 1.438 1.574 1.724 _1.888 2.067 2.264 2.479 2.714 2.972 3.254 3.564 3.902 4.273 1.353 1.497 1.656 1.831 2.026 2.241
2 .478 2.741 3.032 3.354 3.710 4.103 4.539 5.020
0,442
48
TRÊN
0,853 0,810 0,768 0,728
Lớp 2 Nylon 6
0,100
12
11,5
34
0,654 0,568 0,493 0,428
10,5
6.142
0,338 0,290 0,248 0,213 0,182 0,156 0,134 0,115 0,098 0,084
2.157
1,038 1,044 1,049 1,055 1,061 1,066 1,072 1,078 1,084 1,090
0,386
20
0,635 0,595 0,557 0,522 0,489 0,459 0,430 0,403 0,378 0,354
1,051 1,068 1,086 1,104
1,758 1,905 2,065 2,238 2,426 2,630 2,850 3,089 3,349 3,630
0,559
0,078
3
6
6.144
LDPE lớp 1
1.000
10,5
28
0,959 0,953 0,948 0,942 0,937 0,931 0,925 0,920 0,914 0,909
1,635 1,754 1,882 2,019 2,166 2,323 2,492 2,673 2,868 3,077
5
1,235 1,324 1,421 1,524
1.392
10.2
0,249
16
0,534 0,488 0,446 0,408 0,373 0,341 0,312 0,285 0,260 0,238
0,045
6
0,982 0,976 0,971 0,965
0,273
2
3,541
42
1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000
0,764 0,699 0,639 0,584
cc m
30
7
1,520 1,613 1,713 1,818 1,930 2,049 2,175 2,309 2,451 2,602
4.264
1
44
0,311
18
0,582 0,539 0,499 0,462 0,428 0,396 0,366 0,339 0,314 0,291
Độ dày polyme (µm) Pi ở 25°C Ep (kcal/mol)
7.514
1.101
10.3
1.000 1.000 1.000 1.000
0,348
18
2
0,793 0,734 0,680 0,629
µ
0,059
số 8
1.000
0,158
12
0,447 0,398 0,355 0,316 0,282 0,251 0,224 0,199 0,178 0,158
4.075
0,949 0,933 0,916 0,901
1,478 1,684 1,918 2,185
0,213
20
15
T2 (°C)
1.159 1.217 1.279 1.343
2.423
1,411 1,482 1,557 1,635 1,718 1,804 1,895 1,991 2,091 2,196
38
0,708 0,631 0,562 0,501
1.900
25,0
8.766
Độ dày (µm)
0,731
25
0,816 0,792 0,770 0,748 0,726 0,705 0,685 0,666 0,647 0,628
11.158
Từ bảng
14
0,488 0,441 0,398 0,359 0,324 0,293 0,264 0,239 0,215 0,194
5,010
Loại
polyme
0,898
26
16
0
1,196 1,270 1,348 1,431
1,309 1,360 1,413 1,469 1,526 1,586 1,648 1,713 1,780 1,850
1.113
0,199
0,736 0,664 0,599 0,541
20
20
4
0,885 0,870 0,855 0,840 0,825 0,811 0,797 0,783 0,770 0,757
2,490 2,836 3,231 3,681 4,193 4,776 5,441 6,198 7,061 8,044 10,438 13,546
2.933
Ep (kcal/mol)
40
0,129
13
Ep (Kcal/mol)
1,086 1,117 1,148 1,180
Pi ở 25°C
1,213 1,247 1,281 1,317 1,354 1,392 1,431 1,471 1,512 1,554
0,681 0,599 0,527 0,463
7.346
Lớp không.
50
0,885 0,849 0,815 0,783
0,479
1.500
22
0,691 0,655 0,622 0,590 0,559 0,531 0,503 0,477 0,453 0,429
9.168
1,436 1,620 1,828 2,062
1.642
0,706
10
0,100
số 8
0,372 0,323 0,280 0,243 0,211 0,183 0,159 0,138 0,120 0,104
10
2.674
10 11
1,122 1,166 1,212 1,259
0,888
620
0,126
3
0,916 0,890 0,865 0,840
0,166
14
0,751 0,721 0,692 0,665 0,638 0,612 0,588 0,564 0,542 0,520
1,394 1,558 1,740 1,944
2,326 2,624 2,961 3,340 3,768 4,252 4,796 5,411 6,105 6,887
18
1,997
36
10
0,408 0,359 0,315 0,278 0,244 0,215 0,189 0,166 0,146 0,129
18
3.305
PP
0,593
24
2
Machine Translated by Google

(19) xenlulo nitrat; (20) etyl axetat; (21) Barex; (22) Ni lông 6,9/6,10; (23) phenoxy; (24) Ni-lông
cao su butyl; (31) SAN; (32) ABS; (33) polyuretan; (34) polycacbonat; (35) cao su tổng hợp; (36)
polyb utaden; (37) silicon.
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
6,6; (25) polyvinyl florua; (26) Ni-lông; (27) polytetrafluoretylen; (28) polybuten; (29) Surlyn; (30)
= 0,964; (7) polypropylen; (8) poly (etyl methacrylat); (9) poly (acrylonitrile); (10) poly (methacry
lonitril); (11) polystyren; (12) poly (tetrafluoroetylen); (13) polyvinyl axetat; (14) polyvinyl
(19) xenlulo nitrat; (20) etyl axetat; (21) Barex; (22) Ni-lông 6,6; (23) phenoxy; (24) Ni lông 6/6,6;
(25) polyvinyl florua; (26) Ni-lông; (27) polytetrafluoretylen; (28) polybuten; (29) Surlyn; (30)
rượu bia; (15) polyvinyl clorua; (16) polyvinylidene clorua; (17) xenlulo; (18) xenlulo axetat;
HÌNH 8.7 Biểu đồ độ thấm oxy và hơi nước. Danh sách các polyme: (1) Poly (1,3-butadien);
Gutta percha; (3) poly (chloropren); (4) polyisopren; (5) polyetylen (PE) d = 0,914; (6) PE, d =
rượu bia; (15) polyvinyl clorua; (16) polyvinylidene clorua; (17) xenlulo; (18) xenlulo axetat;
(2) gutta percha; (3) poly (chloropren); (4) polyisopren; (5) polyetylen (PE) d = 0,914; (6) PE, d
0,964; (7) polypropylen; (8) poly (etyl methacrylat); (9) poly (acrylonitrile); (10) poly (methacry
lonitril); (11) polystyren; (12) poly (tetrafluoroetylen); (13) polyvinyl axetat; (14) polyvinyl
cao su butyl; (31) SAN; (32) ABS; (33) polyuretan; (34) polycacbonat; (35) cao su tổng hợp; (36)
polyb utaden; (37) silicon.
HÌNH 8.8 Biểu đồ độ thấm oxy và CO2 . Danh sách các polyme: (1) Poly (1,3-butadien); (2)
Machine Translated by Google

pp
100
( ) = 4
017 cc STP 3 20
3 17 kPa
Phương trình 8.20 không thể được sử dụng nếu p thay đổi trong thời hạn sử dụng của sản phẩm. Đây là
=
.
kPa
P = ×
trên cơ sở khô ráo. Lượng chênh lệch dq nước trao đổi qua gói bằng nhau
.
PtA p
.
500
.
triệu ngàn
=
100
17 5
=
100 60
( ) tôi
193
Độ ẩm và độ ẩm tương đối của khoảng trống được tạo ra bởi khả năng hấp thụ của sản phẩm
2 m
.
1 tại = 21,27 k Pa (giả sử p = 0 bên trong gói)
8 5 104
.
1 267 .
g
của độ ẩm sản phẩm, p = po – pi (M), trong đó M là độ ẩm sản phẩm
,
=
.
đường đẳng nhiệt hấp phụ cần phải được biết. Cuốn sách của Iglesias và Chirife (1982) cung cấp một
q
=
×× ×
p
=
độ ẩm tại đó nó ở trạng thái cân bằng và ngược lại. Mối quan hệ giữa sản phẩm
8 5 10 180 0 04 1 267
6 tháng = 180 ngày
.
=× × q 32
23 76 mmHg
t = 180 ngày
cc STP m
nước
điều kiện bảo quản, po) là không đổi, sự thay đổi p trong suốt thời hạn sử dụng là một hàm số
=
t
.
=
tính toán, độ trễ của đường đẳng nhiệt hấp phụ không được xét tới. Tuy nhiên, sản phẩm của
7 6
.
A = 400 cm
(từ
Bảng 8.19)
q
22 180 0 04 22 27
4 ××× ×
Đối với các sản phẩm nhạy cảm với độ ẩm, độ ẩm của sản phẩm thay đổi theo tỷ lệ tương đối.
( )
22 414 17 5 cc STP oxy
.
=
,
0 2
đẳng nhiệt. Giả sử rằng độ ẩm tương đối bên ngoài bao bì (độ ẩm tương đối của
0 04
.
Một m = 0 04
trường hợp các sản phẩm nhạy cảm với độ ẩm có đường cong đẳng nhiệt hấp phụ. Trong đơn giản hóa
P
193
= ×
..
.
nguồn thông tin có giá trị về đường đẳng nhiệt hấp phụ.
0 005
=
=
2 md kPa
.
= µ (
đủ nước (bên trong gói) để giữ cho hoạt độ nước không thay đổi trong suốt quá trình đóng gói.
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Phương trình tương tự có thể được sử dụng để tính lượng nước mất đi. Vì p không đổi nên có
hạn sử dụng. Giải q
2
H O2
Tôi
S
2
S
)
Machine Translated by Google

Tôi
Đối với các đường đẳng nhiệt phi tuyến, phương trình 8.31 cần được tích phân số để giải theo
thời gian t. Có thể thu được nghiệm đơn giản hóa của phương trình 8.31. Ví dụ, nếu phần đường
đẳng nhiệt hấp phụ quan tâm có thể được tuyến tính hóa như
VÍ DỤ 8.15
Y a bM = +
trong đó giới hạn M1 và M2 tương ứng là giá trị độ ẩm ban đầu và cuối cùng của sản phẩm.
Phương trình này ước tính giá trị thời hạn sử dụng của sản phẩm, được xác định là khoảng thời
gian mà sản phẩm nhạy cảm với độ ẩm được đóng gói vẫn ở trạng thái có thể chấp nhận được hoặc
có thể bán được trong các điều kiện bảo quản cụ thể. Phương trình 8.31 liên hệ thời hạn sử
dụng của sản phẩm với diện tích, độ dày, khối lượng của sản phẩm và điều kiện bảo quản. Hiệu
lực của các phương trình trên tùy thuộc vào nhưng không giới hạn ở các điều kiện sau.
TRONG
YY ln
t
=
Giải pháp
YY nó
2. Độ trễ trong việc đạt trạng thái ổn định về tính thấm qua bao bì
(8.31)
TRONG
P 4 10
= ×
t
vật chất bị bỏ quên
md kPa
4. P không bị ảnh hưởng bởi bất kỳ chất thẩm thấu nào khác.
M p pM
dM
trong đó Y là độ ẩm tương đối, tích phân của 8,31 mang lại
PA pb
= ( )
1. Có sự cân bằng nhanh chóng giữa sản phẩm và các điều kiện bên trong của gói hàng.
kg m
µ
3. Nhiệt độ và độ ẩm bên ngoài không đổi trong suốt thời hạn sử dụng, t.
AP
đến độ ẩm chênh lệch nhân với trọng lượng khô của sản phẩm W, dq = WdM. Đối với các sản
phẩm nhạy cảm với độ ẩm, thời hạn sử dụng có thể được viết là
Yo là độ ẩm tương đối bên ngoài ; và Yi là độ ẩm tương đối của khoảng trống phía trên.
Đối với độ dày gói hàng là 53 µm, hãy tính diện tích gói hàng tối đa để duy trì trạng thái
cân bằng RHi của sản phẩm bằng hoặc dưới 70% trong 100 ngày.
Sản phẩm có trọng lượng khô W = 80 g và giá trị b = 9,0 kg sản phẩm/kg H2O sẽ được bảo quản ở
23°C và 85% RH.
l = 53 µm
W = 80 g = 0,08 kg
P = 4 × 10–2 kg µm/m2 d kPa
ps = 21,07 mmHg = 2,81 kPa b
= 9,0
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Cân bằng ban đầu RH của sản phẩm Yi,t=0 = 20%. Cân bằng cuối cùng RH của sản phẩm Yi,t = 70%.
Độ thấm của vật liệu đóng gói là
ồ
2
ồ
nó o
,
S
2
ồ
,
Tôi
M 2
=
Machine Translated by Google

8.6 NHẬN XÉT KẾT LUẬN
NGƯỜI GIỚI THIỆU
Trong chương này, chúng ta đã xem xét: (1) tính kinh tế của hộp nhựa; (2) nhựa chính
được sử dụng trong bao bì thực phẩm và đặc tính của chúng; (3) chất phụ gia chính được tích hợp vào nhựa
× × × ×
.
85 20
2 2
m
.
Do sự kết hợp độc đáo giữa các đặc tính, công nghệ và tính kinh tế, nhựa được
4 10
85 70
MỘT
1 466 6 14 10
× =× 2
1 466
=
ln
=
53 0 08
×
=
.
YY
.
trong quá trình xử lý; và (4) ứng dụng chuyển khối lượng lớn của nhựa trong hệ thống đóng gói thực phẩm.
những vật liệu đa năng mà ngành công nghiệp thực phẩm sẽ tiếp tục được hưởng lợi.
.
YY
100 2 81 9
nó o
ồ
,
=
Nó
,
ồ
Floros, JD và Gnanasekharan, V., 1992, Nguyên tắc, công nghệ và ứng dụng phá hoại và
Brown, WE, 1992, Nhựa trong Bao bì Thực phẩm, Dekker, New York.
Gruenwald, G., 1987, Thermoforming, Hướng dẫn xử lý nhựa, Technomics, Lancaster, PA.
Felts, JT, 1993, Cập nhật lớp phủ rào cản trong suốt: chất nền dẻo, J. Tấm màng nhựa 9:201.
Jensen, PH, 1994, Kiểm tra tính toàn vẹn của gói dựa trên CO2 trên khí vết, Hội nghị chuyên đề IAPRI, 9–12
Hernandez, RJ và Giacin, JR, 1996, Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình thẩm thấu, hấp phụ và di chuyển
Blatz, P., 1989, Tính chất của màng từ hỗn hợp nylon vô định hình và tinh thể, AlChE Nat. Conf.
J. Tấm màng nhựa, 8(4):101–108.
Gibbs, DS và Wessling, RA, 1983, Vinylidene clorua và poly(vinylidene clorua), trong Kirk Othmer: Bách khoa toàn thư
về công nghệ hóa học, Nhà xuất bản Interscience, New York, tập. 23,
Newyork.
Foster, R., 1986, copolyme rượu ethylene-vinyl (EVOH), trong Bách khoa toàn thư về bao bì Wiley
Hernandez, RJ và Gavara, R., 1993, Kiểm tra tính nhất quán cho thí nghiệm tính thấm dòng chảy liên tục
phát hiện rò rỉ, Pack. Công nghệ. Khoa học. 4:9–20.
Alcoa, 1990, Mẫu 992-100-6093, Crawfordville, IN.
Cẩm nang Hóa học và Vật lý CRC, 1983, tái bản lần thứ 64, Nhà xuất bản CRC, Boca Raton, FL, F162.
kiểm tra tính toàn vẹn của gói không phá hủy, trong Những tiến bộ trong công nghệ xử lý vô trùng, Singh,
Hernandez, RJ, Giacin, JR và Baner, AL, 1986, Đánh giá đặc tính rào cản hương thơm
Hernandez, RJ, 1994, Ảnh hưởng của hơi nước đến tính chất vận chuyển oxy qua polyamit
Fish, M., 1992, Bách khoa toàn thư về nhựa hiện đại, 146.
Tháng 10, Reims, Pháp.
Chirife, J. và Iglesias, HA, 1982, Sổ tay về Đường đẳng nhiệt Thực phẩm: Thông số Hấp thụ Nước cho Thực phẩm
Ngày 2–6 tháng 4.
Dick, JS, 1987, Vật liệu tổng hợp cho ngành công nghiệp Polymer, Noyes Publications, NJ.
764–798.
trong hệ thống bao bì-sản phẩm, Taub, I. và Singh, PR, Eds., ACS Monograph Series,
Công nghệ, Bakker, M., Ed., John Wiley & Sons, New York, 270–275.
dữ liệu, J. Tấm phim nhựa 6 (tháng 4): 126–138.
Bezigian, T., 1996, Giao tiếp cá nhân.
Davis, DS, 1992, Sự kết hợp ethylene trong polypropylene: ảnh hưởng đến các đặc tính liên quan đến nhiệt,
Axelson, L. và Cavlin, S., 1991, Xác định tính nguyên vẹn vô trùng và vi lỗ của gói hàng bằng khí
RK và Nelson, PE, Ed., Elsevier, London, ch.7.
Cunningham, RE và Williams, RJ, 1980, Khuếch tán trong khí và môi trường xốp, Nhà xuất bản Plenum,
của màng polyme, J. Tấm phim nhựa 2 (tháng 7): 187–211.
vật liệu đóng gói. J. Thực phẩm Eng. 22:495–507.
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
Albrant, PD, 1996, Giao tiếp cá nhân, Bekum America Co., Williamston, MI.
và Thành phần Thực phẩm, Nhà xuất bản Học thuật, NY.
Machine Translated by Google

Laermer, SF và Zambetti, FF, 1992, Alpha-tocopherol (vitamin E)-chất chống oxy hóa tự nhiên cho
Mergenhagen, LK, 1992, Chất đồng trùng hợp axit ethylene trong Bách khoa toàn thư về Nhựa Hiện đại, McGraw-Hill,
Labuza, TP, Mizrahi, S., và Karel, M., 1972, Mô hình toán học để tối ưu hóa màng dẻo
Manders, PW, 1995, Polyethylene: các nhánh mới của họ polyme mở rộng sang lĩnh vực chuyên dụng
Pascall, MA, Harte, B., Giacin, J., và Gray, I., 1995, Giảm quá trình oxy hóa lipid trong dầu đậu nành bằng cách
Simon, DF, 1994, Chất xúc tác đơn vị tạo ra nhựa nhất quán được thiết kế riêng, Công nghệ đóng gói. Anh.,
Van Drumpt, J., 1992, Bách khoa toàn thư về nhựa hiện đại, Tháng 10: 150–154.
Sajaki, T. và Giacin, JR, 1993, Sự thẩm thấu của hơi etyl axetat qua màng PET lắng đọng silica
Toensmeier, PA, 1995, Nhựa Hiện đại, Tháng 2:44z–47.
Kohan, MI, Ed., 1973, Nhựa nylon, John Wiley & Sons, New York.
Leonard, EA, 1980, Kinh tế học Bao bì, Sách Công nghiệp, New York.
Perry, RH và Green, DW, 1984, Sổ tay kỹ sư hóa học của Perry, tái bản lần thứ 6, McGraw-Hill,
7:44.
Nhựa hiện đại, Hướng dẫn về Nhựa, 1987, McGraw-Hill, New York.
Reed, RW và Vaughan, D., 1965, Surlyn A ionomer. I. Ảnh hưởng của liên kết ion đến cấu trúc polyme. II. Ảnh hưởng
của liên kết ion đến trạng thái rắn và tính chất nóng chảy, Bản in polyme 1(1).
Karel, M., 1974, Bảo vệ bao bì cho các sản phẩm nhạy cảm với oxy, Food Res. 14:340.
41–42.
Bakker, M., Ed., John Wiley & Sons, New York, 514–523.
Youngquist, GR, 1970, Dòng khuếch tán khí trong chất rắn xốp, Ind. Eng. Chem. 62(8):52–63.
polyolefin, J. Tấm màng nhựa 8:228–248.
New York, 64.
Progelhof, RC và Throne, JL, 1993, Nguyên tắc kỹ thuật polyme, Nhà xuất bản Hanser, New York.
ứng dụng, Bách khoa toàn thư về nhựa hiện đại, (Tháng 11):B3-B6.
chất hấp thụ tia cực tím trong vật liệu đóng gói. J. Khoa học Thực phẩm, 60(5):1116–1118.
Tháng 4: 34–37.
Lachance, K., 1966, Đáp ứng các quy định của FDA về đóng gói thực phẩm đã được nêu rõ, Packag. Technol. Anh.
Van Krevelen, DW, 1990, Tính chất của polyme, tái bản lần thứ 3, Elsevier, New York.
Treybal, RE, 1980, Hoạt động chuyển giao hàng loạt, tái bản lần thứ 3, McGraw-Hill, New York, ch.2.
Kroschiwitz, J., Ed., 1987, Polymers An Encyclopedic Sourcebook of Engineering Properties, Encyclopedia Reprint
Series, John Wiley, NY.
Liu, KI, Hernandez, RJ và Giacin, JR, 1991, Ảnh hưởng của hoạt độ nước và hoạt độ hơi đến sự thẩm thấu của hơi
toluene qua màng polypropylen định hướng được phủ PVDC hai mặt, J. Tấm màng nhựa 7 : 56–67 .
New York, 3–247.
và cấu trúc hỗn hợp, J. Tấm màng nhựa 9:97.
McCrum, NG, Bucley, CP, và Bucknall, CB, 1988, Nguyên lý Kỹ thuật Polymer, Nhà xuất bản Đại học Oxford, New York.
Rice, J., 1995, Lựa chọn OPP, Quy trình thực phẩm. Tháng Giêng: 71–73.
Toebe, JM, Hoojjat, H., Hernandez, RJ, Giacin, JR, và Harte, BR, 1990, Sự tương tác của các thành phần hương vị từ
kem chua hành/tỏi với HIPS, Packag . Technol. Khoa học. 3:133–140.
Landvatter, GR, 1994, Ethylene-vinyl acetate (EVA), trong Cẩm nang bách khoa toàn thư về nhựa hiện đại, McGraw-Hill,
New York, 39.
Kim, JN, 1992, Ứng dụng phương pháp sai phân hữu hạn để ước tính thời hạn sử dụng của viên dược phẩm nhạy cảm với độ
ẩm được đóng gói, Luận án MS, Trường Bao bì, Đại học bang Michigan, Ann Arbor, MI.
Bản quyền © 1997 CRC Press, LLC
bao bì thực phẩm để lưu trữ, Trans. ASAE 15:150.
Mobil, 1994, Phim Mobil OPP, Đặc tính sản phẩm, Công ty Hóa chất Mobil, Chadds Ford, PA.
Radosta, JA, 1991, Chất chống khối Talc để tối đa hóa hiệu suất thổi màng LLDPE, J. Tấm màng nhựa 7:81–189.
Statz, RJ, 1994, Ionomer, trong Cẩm nang bách khoa toàn thư về nhựa hiện đại, McGraw-Hill, New York,
Pocas, MF, 1995, Mô hình hóa quá trình truyền ẩm của sản phẩm thực phẩm hai thành phần trong bao bì linh hoạt, Luận
văn Thạc sĩ, Trường Bao bì, Đại học Bang Michigan, Ann Arbor, MI.
Smith, MA, 1986, Polyetylen mật độ cao, trong Bách khoa toàn thư về công nghệ đóng gói Wiley,
Young, G., 1966, Vật liệu mới biến đổi bao bì sản phẩm tươi sống, Convert. Mag. (Tháng 7):78–79.
Machine Translated by Google