軟性復(fù)合包裝材料在食品、藥品及其它領(lǐng)域中的應(yīng)用已有四、五十年的歷史了。時(shí)代在進(jìn)步,科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展,將各種不同性能的基材粘接起來(lái)做成統(tǒng)一整體的復(fù)合材料,要有性能良好的膠粘劑。客觀實(shí)際的要求也越來(lái)越多樣化和嚴(yán)格化,導(dǎo)致到應(yīng)用于復(fù)合材料中的膠粘劑,已不再局限于常溫使用和防潮防濕這些普通性能,在復(fù)合包裝中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。所謂功能性的膠粘劑,就是除了具備普通膠粘劑的常溫使用和防潮防溫等一般性能之外,還能滿(mǎn)足特殊使用條件下和特殊性能的要求。具體地講,包括耐化學(xué)介質(zhì)侵蝕、通用性強(qiáng)、透明度高、耐溫性好、固化快等方面。以下分別就其特性和應(yīng)用作一些簡(jiǎn)述。 一、抗化學(xué)介質(zhì)侵蝕的膠粘劑 化學(xué)介質(zhì)是多種多樣的。在食品上有咸、酸、辣、香辛料,醇、水、糖、硫、碳酸氣、油脂、蛋白等等;在化妝品上除了水之外,還有香精、香料、多元醇、色素、乳化劑、表面活性劑,各種添加劑等;在化學(xué)品上有溶劑、農(nóng)藥、酸,堿、鹽等。這些化學(xué)物質(zhì)特性各異,但有一個(gè)共同點(diǎn)就是對(duì)復(fù)合材料的膠層有腐蝕破壞作用,會(huì)造成復(fù)合包裝袋的離層、破裂以至失效。這就要求膠粘劑具備好的耐化學(xué)介質(zhì)侵蝕性,就是說(shuō)在抵御以上化學(xué)介質(zhì)的情況下,膠水能夠保持良好的粘結(jié)力,保證足夠的剝離強(qiáng)度。這種膠粘劑之所以能抗酸、抗辣、抗咸,是由于分子鏈上除了有許多跟普通聚氨酯相同的氨基甲酸酯和羧酸酯的結(jié)構(gòu)外,還含有少量能與鋁箔表面的活性元素進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而生成化學(xué)鍵的特殊基因,使膠粘劑與鋁箔經(jīng)化學(xué)反應(yīng)后形成牢固的結(jié)合。普通膠粘劑靠范德華力、雙電子層力、偶極距力或色散力等這些簡(jiǎn)單的粘附力起作用,而這種膠粘劑還要再加上化學(xué)鍵力,要比簡(jiǎn)單的粘附力牢得多,更能經(jīng)受各種介質(zhì)的侵蝕。所以用它做的榨菜袋,質(zhì)量更好。 二、通用性強(qiáng)的膠粘劑 通用性強(qiáng),即要求膠粘劑具有良好的適應(yīng)性,除了復(fù)合普通的光膜,如CPP、OPP、PE、PET、尼龍之外,還能用于鍍鋁膜、鋁箔的復(fù)合。另外,還要求膠粘劑既能在低速機(jī)上使用;也能作高速?gòu)?fù)合。與普通型膠粘劑相比,這種膠粘劑是通過(guò)在分子中引入功能性基團(tuán);使分子鏈結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變化,除具備跟普通聚氨酯相同的氨基甲酸酯和羧酸酯結(jié)構(gòu)之外,還含有能與鋁金屬表面活性元素進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而生成化學(xué)鍵的化學(xué)基團(tuán),這樣膠層與鋁層之間變形成了比較牢固的結(jié)合,這種結(jié)合就象是在膠層與鋁層之間架起一座緊密連接的橋梁、普通型膠粘劑的粘結(jié)力主要來(lái)自于分子間的內(nèi)聚力;包括范德華力、偶極距力、色散力等,這些力相對(duì)于化學(xué)鍵力來(lái)說(shuō),都是比較弱的。因此,這種新的功能性膠粘劑可以提供比普通膠粘劑強(qiáng)得多的復(fù)合牢度,完全勝任于鋁箔、鍍鋁膜與其它各種基材的復(fù)合。 三、高透明度的膠粘劑 隨著產(chǎn)品檔次的不斷提高以及為滿(mǎn)足出口需要,透明度逐漸成為客戶(hù)要求的一個(gè)重要指標(biāo)。特別是在食品和服裝方面,高透明度包裝的應(yīng)用較多,而對(duì)復(fù)合包裝產(chǎn)品透明度產(chǎn)生影響的因素有不少,除了塑料基材之外,與膠粘劑本身相關(guān)的原因主要是膠粘劑的流動(dòng)性不足,展平性差,造成膠水在基材表面上不能很好地濕潤(rùn),形成水紋狀痕路影響了產(chǎn)品的透明度。 我們通過(guò)控制分子量大小,使分子鏈段長(zhǎng)度保持在一個(gè)合適的范圍。因含量高而粘度低;流動(dòng)性好,這樣就大大改進(jìn)了產(chǎn)品的透明度。此外,通過(guò)生產(chǎn)原料及工藝的調(diào)整,控制了副反應(yīng)引入帶色雜質(zhì)的量,也進(jìn)一步提高了產(chǎn)品透明性。 四、固化快的膠粘劑 一般的雙組份膠粘劑復(fù)合好后,要在50℃左右的環(huán)境中放置24-48小時(shí)甚至更長(zhǎng)時(shí)間,以便使膠層充分固化;然后才能進(jìn)行下一道工序。這樣就帶來(lái)一個(gè)問(wèn)題:熟化耗時(shí)過(guò)多,生產(chǎn)效率低,所以客戶(hù)便提出能否供應(yīng)一種固化速度快的膠粘劑。 可是有人會(huì)擔(dān)心固化得太快,以致在干復(fù)機(jī)上膠盤(pán)里就發(fā)生凝膠現(xiàn)象。其實(shí)這種擔(dān)心是大可不必的。因?yàn)樗x用的功能組份在常溫下是惰性的,只有一定的溫度才能激發(fā)其活性,也就是說(shuō)只有在通過(guò)烘道時(shí),以及在熟化室的環(huán)境下,該特殊功能組份才起作用,達(dá)到縮短固化時(shí)間的目的。通過(guò)這樣的改進(jìn)之后,已經(jīng)能把熟化周期壓縮到24小時(shí)甚至更短,從而加快了物料流轉(zhuǎn),提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率,為客戶(hù)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。 五、耐高溫的膠粘劑 所謂耐高溫,包括了耐長(zhǎng)時(shí)間的高溫和瞬時(shí)高溫兩種。前者是指食品加工工藝中的加熱加壓殺菌時(shí)的高溫蒸煮一定時(shí)間,后者是制袋封口時(shí)的瞬間高溫壓合。要滿(mǎn)足耐高溫的要求,就是說(shuō)在以上兩種情況下,膠粘劑都必須能保持良好的粘結(jié)性能和較高的剝離強(qiáng)度,不變形、不破袋。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證表明,在上膠量達(dá)到4.5-5克/平方米的情況下,使用PET與CPP的復(fù)合膜制袋,裝入酸辣食品封口,然后在121-125℃的高溫下蒸煮30分鐘、45分鐘,都未發(fā)生形變.離層現(xiàn)象。 六、應(yīng)用注意事項(xiàng) 這里講一講如何確定復(fù)合工藝條件,才能讓膠粘劑獲得最佳效果的問(wèn)題。 首先是基材。不管是對(duì)塑料薄膜還是鋁箔,都有一個(gè)共同的要求,那就是表面狀況。這里有二個(gè)涵義,一是表面要干燥清潔,不沾灰塵,不受潮,無(wú)油污。二是表面張力要控制在38mN/M以上,若是做抗介質(zhì)、耐高溫包裝,塑料薄膜的表面張力最好提高到39mN/M或40mN/M;而鋁箔的表面清潔度應(yīng)保持A級(jí),即用蒸餾水去檢查時(shí),應(yīng)全部能被浸潤(rùn);表面張力在72mN/M以上。 其次是上膠量。不同的基材和不同的最終包裝要求,可以有不同的上膠量。簡(jiǎn)單的塑/塑復(fù)合可以少一點(diǎn),每平方米2.5-3.0克就可以了,若是含鋁箔的復(fù)合材料,而且要抵抗介質(zhì)侵蝕,每平方米要3.5-4.0克。如果要耐高溫蒸煮,除了極重要的表面張力要高外,每平方米需4.5-5.0克。 第三是殘留溶劑的控制。殘留溶劑的多少,不僅影響到異味和食品的衛(wèi)生性能,還對(duì)透明度、剝離力有明顯的影響。我國(guó)的GB9683-88標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定,殘留溶劑不得超過(guò)每平方米10毫克;但最好能控制在每平方米5毫克以下。因此在復(fù)合工藝選擇上,必須從溶劑種類(lèi)、烘道溫度、開(kāi)機(jī)速度、鼓風(fēng)量和排風(fēng)量這幾個(gè)因素上去確定。 第四是熟化條件。因?yàn)槟z粘劑是雙組份反應(yīng)型的,必須要有適當(dāng)?shù)臈l件,才能讓膠粘劑中的主劑與固化劑充分反應(yīng),達(dá)到最佳的粘接效果。特別能與基材表面的活潑元素起化學(xué)反應(yīng)的功能性膠粘劑更要有一定的溫度和時(shí)間。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn),這種反應(yīng)是與環(huán)境溫度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng)而完善的。如耐高溫蒸煮膠,在50℃左右約需五天五夜(120小時(shí))才基本完成,而在80℃左右;則三、四個(gè)小時(shí)就行了。當(dāng)然,80℃的烘房是不可能有的。另外,由于固化劑與主劑的反應(yīng);在室溫下也能進(jìn)行,所以往往有些單位復(fù)合好后不進(jìn)烘房熟化,放置個(gè)把星期后也就算了。這種低溫熟化的結(jié)果,顯然沒(méi)有加熱熟化的結(jié)果那么理想,特別是做蒸煮袋。所以,希望能注意這一點(diǎn)。 ( 中國(guó)材料科技 )
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