多组分聚合物的聚合物的阻隔性
化学先生 / 2019-09-21
聚合物的阻隔性是指 聚合物制品对小分子气体、 液体、水蒸气、香料及药味等的屏蔽能力。用于表征聚合物阻隔能力大小的指标为透过系数。塑料的透过系数越小，说明其阻隔能力越高。实际运用中最常考虑的是材料对H2O、CO2、O2、汽油等小分子的阻隔性。可以将小分子对聚合物的渗透过程分为四个阶段:①小分子吸附于聚合物表面:②小分子溶解于聚合物中:③小分子以一定的浓度梯度通过聚合物: ④小分子在聚合物的另表面解吸。 凡是可以延缓其中任何一个过程发生的因素都有利于提高聚合物的阻隔性。
聚合物在一定外界条件 下对小分子气体和液体的阻隔能力取决于其分子结构和聚集态结构。不同极性的小分子在不同极性聚合物中的透过情况差异较大，如水分子容易透过具有亲水链段的聚酰胺(PA) 和乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)，但非极性的苯及汽油等却难以透过这两种聚合物。反之，苯和汽油等容易透过聚烯烃类非极性聚合物，而水分子却很难透过该类聚合物。此外，聚合物的聚集态越紧密、越有序，其阻隔性越好。一股来说，结晶和取向有利于提高聚合物的阻隔性。聚酰胺、聚蓁二甲酸乙二醇酯(PEN)、 乙烯和乙烯醇的无规共聚物(EVOH)和聚偏氯乙烯(PVDC)等几种聚合物因为具有特殊的链段结构可以作为阻隔性树脂，下面简单作以介绍。
(1) PA PA是使用较多的阻隔性聚合物，但不同品种的PA的阻隔性有较大差别，近年来各种高阻隔性PA相继出现。日本东洋纺织(Toyobo) 公司于1976年成功开发了高阻隔性聚酰胺树脂MXD6:；Du Pont公司20世纪80年代，也先后开发出阻隔性能优良的改性PA 6/PA 66共聚物(牌号Selar RB)和无定形共聚聚酰胺Se-larPA.此外，瑞士伊姆士公司、日本字部兴产和Allied chemical公司等相继开发了各种高阻隔性的聚酰胺树脂。和其他阻隔性聚合物相比，高阻隔性聚酰胺具有低温和高温使用性能优异，力学性能好，在高温、高湿度条件下其阻隔性优于EVOH和PVDC,以及价格较低的特点。因此，它作为高阻隔性材料越来越得到了广泛的应用。
（2) EVOH EVOH是乙烯与乙烯醉的无规共聚物，是一种链式分子结构的结晶性聚合物，是目前阻隔性最好的一种材料。它可以有效阻隔氧气、二氧化碳和其他气体的渗透，在确保食品鲜味、风味的同时能明显延长食品的货价寿命与储存期，可广泛用于食品的包装。EVOH树脂中极性乙烯醇链的存在使得它对烃类等非极性溶剂具有良好的阻隔性，非极性乙烯链端的存在有助于提高其对水等极性溶剂的阻隔性。EVOH树脂还可用于化工溶剂、医药及化妆品、电子产品的包装，对气体与有机溶剂也具有良好的阻隔性。EVOH与其他树脂共混和复合才能制得性能优异的包服材料。董阳干与EVOH共治复合的树脂有PE、PA、 PET、PP等。
⑶PEN PEN站由站温中酸与总三醉编果所供到的里用，它与PET纺构:额、村氨坏题比系环更大的其相分产结构，放分户情闸行病，更基平国分布，旋用E器中具有以下优点:①气体阻届性好(约基PET的5倍);②能吸收383nm 口波长的最外线，可避免因紫外线辅射引起的食物查质:③玻璃化温度高:耐热性好④的化学药品性好、由手PEN所具有的优异特性，使其成为各类饮料，食品。调头品、化妆品及药品等的理想包装材料，
还有与之结构相近的聚合物聚基二甲酸丙二醇酶(PTN), 棚介绍:印度Futur聚脂公司新开发了一种采用PET和PTN混料制造的塑料瓶。PTN树脂是CorterrsPTT公司得到丁壳牌化学公司的技术转让后、面向市场出售的一种新型树脂。据称这种PTN树脂的CO2阻隔性比PET高出18倍，比PEN的CO2阻隔性高出3.5倍另外。PTN柯脂对Oz的阻隔性能高出PET树脂9倍，大约是PEN树脂O2阻隔性的2倍。应用PET和PTN混料加工出的0.5L吹塑瓶，其CO2阻隔性是PET瓶的2倍。PTN柯脂同样具有热稳定性，该种材料加工的塑料瓶放置在巴氏杀菌条件下(60°C、30min以上)不会开裂。Futura聚酯公司宣称，PET/PTN啤酒瓶的加工成本与玻璃瓶的成本相当。
(4) PVDC PVDC阻隔性能极佳，具有阻燃、透明、耐油、耐化学药品好的特点。以PVDC为阻隔树脂的复合材料，在隔味保香、隔水防潮、隔油防透、延长食品货架寿命等方面具有优良性能。但PVDC存在成本商、单体残留与材料回收等方面的问题。
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