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

新鮮果蔬作為一個完整的活體，采摘后仍在呼吸，果品蔬菜采收后，水分供應被切斷，而呼吸作用仍在進行，由于一部分水分被帶走，造成果品蔬菜的萎蔫。而適當的包裝可以減少果品蔬菜失水，使果品蔬菜近表面小環境的相對濕度達到接近飽和狀態，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問題日益嚴重。因此，研制更為理想的果蔬產品保鮮包裝材料顯得非常迫切，具有重要的經濟價值與意義。

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，產生的新材料具備了PVC的強度、韌性和較好的氣體阻隔能力，同時又兼備了高強液體阻隔性能和優異的熱合效果。

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有機硅、7066A有機硅、7066B有機硅，道奇威(成都)科技有限公司；MHS01甲基硅油、MHS02甲基硅油，德州曼巴商貿有限公司；鋁鈦復合偶聯劑，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。

2 實驗方法

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

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

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

筆者分別采用大慶、揚子等企業的PVC產品，選用5A分子篩和礦纖作為改性劑，與改性后的鈦白粉進行混合，制得新型PVC果蔬保鮮材料，分別測試復合材料的力學性能、透氧率等指標[1]，并與純料相比較，選出與改性材料匹配最優的品種。

3 結果與分析

3.1 成膜時酸度的考察

影響包膜的質量如薄膜的致密度，進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。

包膜時的pH值影響到鈦白粉的耐候性，從包膜時的pH值和樣品的酸溶率的關系可以看出，在pH為9.5～10.5時，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。不同pH時包膜TiO2凝膠，結果證明在pH值為10左右時最好。這個時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，不但達到了最好的耐候性，而且著色力也最好，達到了117%[3]。因此對二氧化硅的包膜，包膜時候的酸度采用pH=10。

3.2 鈦白粉表面改性處理

通過未包膜的鈦白粉經包覆無機氧化物膜后，再進行有機表面處理，可以明顯提高產品在不同體系中的分散性與著色力等指標[4]，具體試驗結果如表1所示。

表1 有機改性實驗

通過優選，以配方YJD-3配方為基礎，得到了改性后的二氧化鈦能夠達到的指標如下：

干粉白度 (藍光白度)：97；

著色力(與國標比)：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 改性劑與偶聯劑的選擇

在PVC的改性實驗中，選用5A分子篩和礦纖作為改性劑，偶聯劑選擇鋁鈦復合偶聯劑。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度，改善蠕變性的作用。

礦物纖維是硅灰石原礦經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、高的熱穩定性和化學穩定性、高白度等特性。礦纖作為新型的無機填料，價格低廉，來源充足，已開始在工業領域中應用。

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

在復合體系的優化配比方面，選用揚子、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合材料力學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合材料力學性能與透氧率的比較。

表2 揚子/鈦白粉/分子篩復合材料性能

表3 大慶/鈦白粉/分子篩復合材料性能

4 結語

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