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影響薄膜阻隔性能全面的分析
閱讀：1322 發布時間：2021-1-25 【摘要】影響塑料薄膜阻隔性能的因素除了氣體物質的分子大小及物性外，還需要塑料薄膜的本身成分、分子結構及分子聚集狀態等內部結構以及塑料與透過性物質之間的相容性等。
【正文】
1.分子極性
當結晶度一定時，極性大分子或強極性大分子因分子間結合緊密而使氣體在其內部的擴散困難。分子極性越大，其樹脂透氣率越小，阻氣性能越好。常用塑料樹脂中，PET和PVA為強極性樹脂，PA、PVC為極性樹脂，PS為弱極性樹脂，PE、PP等為非極性樹脂。它們的阻氣性隨分子的提高而提高，如PET和PE對O2透過率相差十分懸殊。
水蒸氣是極性分子，根據相似相溶的原理，水蒸氣在極性分子塑料中的溶入和擴散速度均大于非極性塑料分子，其透濕系數值也較大。高阻隔性材料PET分子極性強，而其透濕系數值大于非極性分子PE，故PE是一種*的防潮包裝材料。
2.分子結晶性
氣體和水蒸氣透過結晶性塑料薄膜所需要的擴散能量比非結晶性塑料薄膜高，擴散系數小，故結晶性塑料薄膜表現出較好的阻氣性。在其余條件相同的情況下，塑料薄膜分子結晶度越高，表現出越好的阻隔性能。
3.分子定向性
塑料薄膜因成型時的拉伸而使塑料大分子受到不同程度的定向作用，成規則分布而排列緊密，薄膜阻隔性提高。定向程度越高，其阻隔性越好。尤其是薄膜經過雙向拉伸處理后，不僅晶粒尺寸可大大降低，而且結晶度也可增高。可解釋為一方面拉伸使原來的結晶顆粒破碎而變小；另一方面拉伸使大分子取向增加，排列更加規整有序，從而提高結晶度和大分子的排列密度。
4.分子親水性
塑料薄膜中具有親水性能的主要有PVA、PA等。親水性樹脂由于其強的吸水性可使樹脂溶脹，分子間距離增大可是阻隔性下降。通常，親水性塑料薄膜的水蒸氣擴散系數不是常數，它隨水蒸氣的濃度增大而增大，導致透濕系數的改變；而非親水性塑料薄膜的透濕性幾乎不受環境濕度的影響。
5.環境溫度
溫度對塑料薄膜的分子結構有影響，溫度升高將使樹脂的結晶度、定向度降低、分子間距拉大、密度降低，這都使塑料薄膜的阻隔性能降低。
一般塑料薄膜的氣體透過率均按指數規律隨溫度的變化而增減，相比而言，PVDC的阻氣性受溫度的影響較小，非塑料的鋁箔材料手溫度的影響更小，故一般選用這兩種膜做高溫蒸煮袋更合適些。與之相比，超高阻隔性的二氧化硅鍍膜材料薄膜的阻隔性受溫度的影響更小。
實際應用中，EVOH、PVDC共聚物、PAN共聚物、PA類、PEN、PET等幾種材料常常用做阻隔性材料，其中EVOH、PVDC、PAN共聚物和芳香尼龍MXD6為阻隔性材料，其中EVOH、PVDC、PAN共聚物和芳香尼龍MXD6為高阻隔性材料，而PA類、PET類為中等阻隔性材料。EVOH、PVDC、PEN、PEN、PAN雖阻隔性十分優異，但加工性不好，或價格較高，或性能不全面，一般不單獨使用，常用于共混、復合計涂層改性。