一種新型改性PVC保鮮材料的工藝研究

和濤，郭健(太原市高分子材料研究中心，山西 太原 030024)

0 引言

新鮮果蔬作為一個(gè)完整的活體，采摘后仍在呼吸，果品蔬菜采收后，水分供應(yīng)被切斷，而呼吸作用仍在進(jìn)行，由于一部分水分被帶走，造成果品蔬菜的萎蔫。而適當(dāng)?shù)陌b可以減少果品蔬菜失水，使果品蔬菜近表面小環(huán)境的相對濕度達(dá)到接近飽和狀態(tài)，從而減輕失水。另外，隨著人民生活水平顯著提高，水果作為人們生活的必需品其需求量也日益增加。水果不同于其他食品，對”新鮮”的要求非常高，隨之而來的問題就是超市中水果的腐爛等浪費(fèi)問題日益嚴(yán)重。因此，研制更為理想的果蔬產(chǎn)品保鮮包裝材料顯得非常迫切，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值與意義。

本文通過納米粒子改性PVC后制得新型果蔬保鮮材料。改性后的PVC作為支撐層和阻水層，產(chǎn)生的新材料具備了PVC的強(qiáng)度、韌性和較好的氣體阻隔能力，同時(shí)又兼?zhèn)淞烁邚?qiáng)液體阻隔性能和優(yōu)異的熱合效果。

1 材料試劑與儀器

異丙醇胺、三甲醇丙烷、三乙醇胺，上海展云化工有限公司；7020E有機(jī)硅、7066A有機(jī)硅、7066B有機(jī)硅，道奇威(成都)科技有限公司；MHS01甲基硅油、MHS02甲基硅油，德州曼巴商貿(mào)有限公司；鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑，東莞市東佳化工原料有限公司；PVC粒料，深圳市慧鑫旺電子有限公司。

白度儀、相對著色力測試儀、氙燈耐候測試機(jī)。

2 實(shí)驗(yàn)方法

鈦白粉粉料：有機(jī)處理劑加一定量水，攪勻，加入ZR-110型鈦白粉，玻棒攪勻成糊狀，烘干。

鋁無機(jī)包覆：1%鋁(條件同上無機(jī)處理)，水洗后抽濾餅，有機(jī)處理劑加一定量水，攪勻，加定量濾餅，玻棒攪勻成糊狀，烘干。

硅鋁無機(jī)包覆：1%硅、3%鋁(條件同上無機(jī)處理)，水洗后抽濾餅，有機(jī)處理劑加一定量水，攪勻，加定量濾餅，玻棒攪勻成糊狀，烘干。

筆者分別采用大慶、揚(yáng)子等企業(yè)的PVC產(chǎn)品，選用5A分子篩和礦纖作為改性劑，與改性后的鈦白粉進(jìn)行混合，制得新型PVC果蔬保鮮材料，分別測試復(fù)合材料的力學(xué)性能、透氧率等指標(biāo)[1]，并與純料相比較，選出與改性材料匹配最優(yōu)的品種。

3 結(jié)果與分析

3.1 成膜時(shí)酸度的考察

影響包膜的質(zhì)量如薄膜的致密度，進(jìn)而影響到包膜后鈦白粉的耐候性，考察了不同酸度下包膜鈦白粉的情況。

包膜時(shí)的pH值影響到鈦白粉的耐候性，從包膜時(shí)的pH值和樣品的酸溶率的關(guān)系可以看出，在pH為9.5～10.5時(shí)，酸溶率最低，也就是說耐候性最好。樣品的耐候性最好，也就暗示包膜最致密連續(xù)。不同pH時(shí)包膜TiO2凝膠，結(jié)果證明在pH值為10左右時(shí)最好。這個(gè)時(shí)候的包膜對著色力都有所提高，高出了930的水平，而且在pH值為10時(shí)，不但達(dá)到了最好的耐候性，而且著色力也最好，達(dá)到了117%[3]。因此對二氧化硅的包膜，包膜時(shí)候的酸度采用pH=10。

3.2 鈦白粉表面改性處理

通過未包膜的鈦白粉經(jīng)包覆無機(jī)氧化物膜后，再進(jìn)行有機(jī)表面處理，可以明顯提高產(chǎn)品在不同體系中的分散性與著色力等指標(biāo)[4]，具體試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 有機(jī)改性實(shí)驗(yàn)

通過優(yōu)選，以配方Y(jié)JD-3配方為基礎(chǔ)，得到了改性后的二氧化鈦能夠達(dá)到的指標(biāo)如下：

干粉白度 (藍(lán)光白度)：97；

著色力(與國標(biāo)比)：117%；

分散性 (在醇酸樹脂中)： 17 μm；

耐候性(乳膠漆)：600 h不起泡，不剝落，無裂紋；粉化≤1級，變色≤2級。

3.3 改性劑與偶聯(lián)劑的選擇

在PVC的改性實(shí)驗(yàn)中，選用5A分子篩和礦纖作為改性劑，偶聯(lián)劑選擇鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑。原因主要有：5A分子篩是一種β晶型成核劑，將其作為填料加到聚乙烯中，5A分子篩既起到了填充劑的阻燃、耐磨、耐高溫等作用，又起到了β晶型成核劑的提高抗沖擊強(qiáng)度，改善蠕變性的作用。

礦物纖維是硅灰石原礦經(jīng)特殊加工得到的纖維狀、針狀微粉，具有高的長徑比外，無毒、低吸油性、低吸水性、高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性、高白度等特性。礦纖作為新型的無機(jī)填料，價(jià)格低廉，來源充足，已開始在工業(yè)領(lǐng)域中應(yīng)用。

鋁鈦復(fù)合偶聯(lián)劑作為一種新型的聚丙烯偶聯(lián)劑，該偶聯(lián)劑兼具鋁酸酯和鈦酸酯偶聯(lián)劑的特性，由于雙金屬中心原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，它比純鈦酸酯、鋁酸酯等傳統(tǒng)偶聯(lián)劑品種色澤淺，偶聯(lián)活性高，顯示出更加優(yōu)異的偶聯(lián)效果，可大大提高無機(jī)物和聚合物的相容性，降低填充物系黏度，增加無機(jī)填料在聚合物中的填充量，同時(shí)改善復(fù)合物的加工性能和物理機(jī)械性能[1-2]。

在復(fù)合體系的優(yōu)化配比方面，選用揚(yáng)子、大慶PVC原料，加入5A分子篩、礦纖與改性后的鈦白粉，考察改性后的鈦白粉對復(fù)合材料力學(xué)性能與材料透氧率的影響。如表2、表3所示，分別為不同配比的復(fù)合材料力學(xué)性能與透氧率的比較。

表2 揚(yáng)子/鈦白粉/分子篩復(fù)合材料性能

表3 大慶/鈦白粉/分子篩復(fù)合材料性能

4 結(jié)語

通過對鈦白粉的表面進(jìn)行改性，包括無機(jī)鋁、硅鋁以及有機(jī)包覆等，相對于單一粉料，包膜后的樣品在某方面或幾個(gè)方面的性能明顯得到了提高。在樹脂的綜合應(yīng)用中，力學(xué)性能中的拉伸強(qiáng)度與沖擊強(qiáng)度等指標(biāo)也得到了明顯改善，充分表示在保鮮材料中的應(yīng)用是能夠滿足要求的。