플라스틱은 일상 생활에서 가장 자주 접하는 소재 중 하나입니다. 단순한 모양, 저렴한 가격, 용제에 대한 내성, 내식성, 경량 등의 장점으로 소비자들에게 많은 사랑을 받고 있습니다. 그러나 폴리머 소재의 고유한 특성은 다양한 사용 시나리오의 요구를 충족시키지 못합니다. 따라서 생산 과정에서 사람들은 성능을 향상시키기 위해 플라스틱에 다양한 첨가제를 첨가합니다.
플라스틱의 저분자 화합물은 주로 두 가지 방식으로 나타납니다:
1. 단량체의 첨가 중합 또는 축합 중합으로 얻은 고분자 재료의 경우 일반적으로 중합 과정에서 개시제가 첨가되며, 중합 후 재료에 개시제와 단량체 및 기타 저분자 화합물의 흔적이 남아있을 수 있습니다;
2. 가소제, 산화 방지제, 난연제, 광안정제, 무기 충전제 및 기타 저분자 화합물과 같이 성형 시 플라스틱의 특정 특성을 충족하기 위해 첨가되는 첨가제. 사용 시간이 길어지면 특정 미량의 저분자가 플라스틱 내에서 이동하거나 플라스틱 밖으로 누출되어 플라스틱 제품의 성능이 저하될 수 있습니다. 이러한 상황은 가열, 전자레인지, 고압 및 기타 환경에서 발생할 가능성이 더 높습니다.
마이크로파의 작용으로 고분자 폴리머 사슬은 교대 전자기장의 작용으로 진동하여 이러한 저분자 화합물이 용해되어 식품, 공기 및 생산 라인으로 이동합니다. 마이그레이션이 특정 비율에 도달하면 플라스틱의 성능에 영향을 미칠 수 있습니다. 위험한 일이 발생할 수 있습니다.
현재 중국은 이동 과정에서 중요한 역할을 하는 화합물의 구조와 이동 메커니즘에 대한 연구가 거의 없습니다. 최근 몇 년 동안 연구자들은 플라스틱에서 흔히 사용되는 4가지 저분자 화합물(부틸화 하이드록시톨루엔, 항산화제 168, 라이트 스태빌라이저 770, 디부틸 프탈레이트). ) 5가지 플라스틱 포장재(폴리에틸렌 PE, 폴리프로필렌 PP, 폴리스티렌 PS, 폴리메틸메타크릴레이트 PMMA, 폴리에틸렌 테레프탈레이트)의 이동 규칙을 비교했습니다. 극한 조건을 시뮬레이션하고 테스트를 용이하게하기 위해 연구 작업에서는 일반적으로 사용되는 이러한 화합물의 농도 비율을 크게 초과하는 1.00%의 함량으로 5 가지 플라스틱 포장재에 저분자 화합물을 추가했기 때문에 측정 된 결과는 일반적으로 너무 커서 추세 참조로만 사용되며 실제 유출을 설명하지 않습니다.
첫 번째는 서로 다른 포장재에서 서로 다른 저분자의 대략적인 이동을 비교한 것입니다. 아래 그림은 500W 마이크로파 출력에서 5분간 가열하여 얻은 이동도 결과를 보여줍니다. 네 가지 물질이 PS와 PMMA에서 이동하는 것을 명확하게 볼 수 있습니다. 이 속도는 PE, PP 및 PET의 이동성보다 큽니다.
이는 결정성 고분자인 PE, PP, PET의 주쇄가 대칭성이 좋고 비교적 규칙적인 구조를 가지고 있는 반면, PS는 측쇄에 입체 장애가 큰 벤젠 고리를 가지고 있고 PMMA는 측쇄에 극성 에스테르기가 더 큰 고분자이기 때문입니다. 전체적으로 비정질 폴리머에 속하지만 결정질과 비정질 영역이 동시에 폴리머에 존재합니다. 저분자 화합물은 또한 형성 될 때 물질의 결정질 및 비정질 영역에 분포됩니다. 마이크로파의 작용으로 폴리머는 결정의 비정질 영역의 사슬 세그먼트가 교류 전자기장의 작용에 따라 무작위로 진동하여 폴리머에서 저분자 화합물의 이동을 촉진합니다.
또한 항산화제 168의 이동 속도와 광 안정제 770 의 이동 속도는 다른 두 저분자보다 낮으며, 해당 PE 및 PP에서 HALS 770의 이동 속도는 약 10%에 불과합니다.
5분의 가열 시간에서 네 가지 물질에 대한 다양한 마이크로파 출력 전력의 이동도 곡선이 다음 그림에 나와 있습니다. ABCD 다이어그램은 BHT, 항산화제 168, HALS 770 및 DBP가 서로 다른 마이크로파 출력에서 5가지 물질에 있음을 보여줍니다. 마이그레이션 곡선. 분명히 웨이보의 출력이 증가함에 따라 다양한 물질의 이동성과 출력 전력은 기본적으로 선형입니다.
이는 동일한 가열 시간에서 마이크로파 출력 전력이 강하고 작은 분자가 폴리머에서 더 격렬하게 이동하여 비정질 영역에서 폴리머 세그먼트의 이동을 가속화하여 플라스틱에서 작은 분자의 이동을 가속화하기 때문입니다. 마찬가지로 마이크로파 전력에 관계없이 네 가지 재료의 이동성은 이전 단계의 결론과 일치하며, 이는 열 운동을 제외한 다른 형태의 재료 간 상호 작용이 없음을 나타냅니다.
마지막으로 연구진은 마이크로파 작동 시간이 플라스틱 포장의 화학 물질 이동에 미치는 영향을 연구했습니다. 마이크로웨이브 출력은 300W였으며 결과는 아래 그림과 같습니다. 그림에서 동일한 마이크로파 출력에서 네 가지 물질이 각 재료에서 이동할 때 처음에는 이동도가 작고 2분 이후 선형적으로 증가하며 가속되어 약 6~7분 만에 최대 값에 도달하는 것을 볼 수 있습니다. 평형에 도달한 후에는 기본적으로 변하지 않습니다.
이는 물질 이동이 확산 과정이며, 확산의 지속적인 원동력은 포장재와 식품 사이의 화학적 전위차이기 때문입니다. 두 상 사이의 화학적 전위가 같으면 평형에 도달합니다. 항산화제 168과 HALS 770의 경우, PS에서도 최종 평형 삼출 농도는 25%, 즉 남은 첨가제 함량은 0.75%에 불과하며 대부분의 경우 여전히 첨가제 사용량을 초과합니다.
따라서 강력한 장기 마이크로파 조건에서도 이 두 가지 저분자 화합물은 여전히 유효 농도를 유지할 수 있어 극한 조건에서 플라스틱 장치를 지속적으로 사용하는 데 도움이 됩니다.
전체적으로 이 실험에서는 PE, PP, PS, PMMA 및 PET의 다양한 마이크로파 가열 전력 조건에서 BHT, 항산화제 168, 광안정제 HALS 770 및 DBP의 서로 다른 작용기와 극성을 포함하는 네 가지 유형의 마이그레이션을 조사했습니다. 플라스틱 필름 내 이동성 종류.
그 결과 네 물질의 이동도는 기본적으로 마이크로파 출력 전력에 따라 선형이며, 동일한 조건에서 비정질 물질에서 이동자의 이동도가 결정질 물질보다 크며, 이동자와 고분자 분자 사슬이 수소 결합이 형성 될 때 이동 저항을 증가시킬 수 있음을 보여줍니다; 동일한 마이크로파 출력 전력에서 네 가지 물질이 각 물질에서 이동할 때 이동성은 처음에는 작고 선형 적으로 증가하기 시작하여 2 분 후 6 분 ~ 7 분에 좌우가 최대 값에 도달 한 다음 평형에 도달하고 기본적으로 변하지 않습니다.
네 가지 물질 중 항산화제 168과 광 안정제 770 는 마이그레이션 속도가 더 빨라 추가 및 사용에 유리합니다.
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