软质PVC垫圈替代产品的研究

论文摘要

全国每年用在瓶盖密封圈的PVC粒料总量约在50000吨左右,垫圈中所用的增塑剂主要为邻苯二甲酸酯（主要是DOP）。欧盟指令2002／72／EC（与食品接触的塑料材料和制品中可用的化学物质）命令禁止邻苯二甲酸酯的使用,因其有致癌和有内分泌干扰作用。所以研究用环保增塑剂替代DOP用于特别是包装脂肪类食品的PVC瓶盖垫圈很有意义,保障大众食品安全。本论文主要通过热重分析与金相显微镜观察所制备样品的发泡情况相结合,探讨稳定剂、发泡剂以及活化剂的用量,并确定制备的温度。另外,研究对比不同增塑剂以及用量对垫圈样品的拉伸强度和断裂伸长率的影响。通过加入不同增塑剂的样品的蒸发残渣实验,对比拉伸强度和断裂伸长率结果,筛选出TBC和ATBC增塑剂,并对他们的耐油抽出性进行添加填料改进。主要结论如下：1.通过热重分析研究稳定剂的作用时发现,钙锌复合稳定剂能有效地提高PVC的热稳定性,提高PVC起始降解温度。当加入2phr钙锌复合稳定剂时,能够在240℃以下不会出现PVC降解的现象,可以保证垫圈样品制备温度下不出现降解脱HCl的情况。2.钙锌复合稳定剂同时可以用作发泡剂的活化剂,当加入AC发泡剂,稳定剂为4：1时,AC的起始分解温度从200℃降到168℃左右,分解温度范围也扩大为168℃-220℃,处于PVC成型温度范围内,可以满足发泡要求。3.发泡剂的多少决定了气泡的数量,保证泡孔的均匀和大小一致,必须选择合适的发泡剂的用量。用量过大,会导致连泡或表面凸凹不平甚至破泡现象,用量过少,会导致泡孔数量不足,不能发挥发泡材料的特性。4.发泡温度与气泡膨胀速度成正比,所以温度越高,膨胀的速度越快。5.DOP烘烤温度和时间参数为220℃和2min为最佳,其他增塑剂增塑的样品的烘烤温度亦为220℃,而时间随着实际PVC糊粘度而做相应的调整。6.PVC熔体发泡和以下因素有关：烘烤温度、烘烤时间和PVC熔体粘度。其中PVC熔体粘度起到气泡膨胀过程的阻力。7. DEDB与PVC的相容性较其他稳定剂差。8.随着增塑剂用量的增加,样品的拉伸强度逐渐提高,断裂伸长率逐渐降低。其中TBC和ATBC增塑的样品不管是拉伸强度和断裂伸长率都好于DOP,而DEDB较DOP差,D略大于DOP。9.经过综合对比筛选,选择用于脂肪性食品的垫圈的增塑剂为ATBC。10.添加填料可以不同程度上提高ATBC增塑的垫圈的耐正己烷抽出能力,其中Si02和CaCO3的作用较大,可减少蒸发残渣量达72-75%。11.当ATBC增塑的垫圈配方中加入CaCO3的用量为1.5g或Si02为2.0g时,提高耐正己烷抽出能力最大。且达到限制标准。12.填料的加入会一定程度的增加PVC糊的粘度,同时填料可能会起到成核剂的作用,为达到相同的发泡倍数,在两者的影响下要通过实验得到相应合适的烘烤时间。13.最终用于替代DOP增塑的PVC垫圈配方的新配方一为：ATBC增塑剂60phr、AC发泡剂4phr、轻质碳酸钙5phr、钙锌复合稳定剂3phr。工艺参数为：烘烤温度为220℃、烘烤时间为lmin 30s。二为ATBC增塑剂60phr, AC发泡剂4phr、SiO26.7phr、钙锌复合稳定剂3phr。工艺参数为：烘烤温度为220℃、烘烤时间为2min。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 PVC垫圈存在的安全问题
• 1.2 PVC发泡材料中的增塑剂
• 1.3 PVC发泡材料的成型机理
• 1.4 PVC发泡材料的成型方式
• 1.5 本论文的研究目的和内容
• 第二章 垫圈样品制备参数和配方的研究
• 2.1 主要原料和仪器设备
• 2.2 实验结果与分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 垫圈样品卫生安全性的研究
• 3.1 主要原料和仪器设备
• 3.2 PVC垫圈食品安全的检测
• 3.3 PVC垫圈耐正己烷抽出性改进
• 3.4 本章小结
• 第四章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 硕士期间发表的论文
• 致谢