4、塑料薄膜的阻隔性能
塑料薄膜的阻隔性能主要与自身的分子结构有密切关系,其阻隔性能影响因素主要包括结晶度、取向、分子链刚性、分子孔隙体积、内聚能密度、基团极性等六个。
(1)结晶度对薄膜阻隔性能的影响
薄膜的结晶度越高,结晶相中大分子聚集排列将越紧密,透过率越低。如果结晶度为%(理论上,实际上没有),那么透过率将为0。
(2)取向对薄膜阻隔性能的影响
对于具有一定结晶度的聚合物薄膜来说,取向可明显提高阻隔性能。取向不仅可以使晶体沿取向方向排列紧密,而且能够促进结晶化作用,提高结晶度,从而提高阻隔性。
(3)分子链刚性对薄膜阻隔性能的影响
对相同极性的两种聚合物来说,Tg高的聚合物薄膜阻隔性能较好。
Tg排序:PEPPPVAPET
氧气透过率:PEPPPVAPET
(4)自由体积对薄膜阻隔性能的影响
液体或固体的整体体积包括两部分:一部分是分子已占据的,另一部分是自由体积(未被占据的体积)。聚合物薄膜中的自由体积是指空隙体积,气体、液体分子是通过这些空隙而产生渗透作用。一般来说,分子结构不对称、带有庞大的侧基团时都会有较多的自由体积,从而阻隔性较差。
(5)内聚能密度对薄膜阻隔性能的影响
内聚能是指分子的极性和强迫分子链聚集在一起的能量大小,能量大小的密度称为内聚能密度。一般内聚能密度越大,分子的聚集力越大,气体透过率就越小。这是因为气体分子渗透时需要分子链松开才能通过,如果分子链松开比较难,那么透过率就比较低。对于水来说情况就不同,水分子具有较强的极性,能够与强极性分子相互作用,迫使分子链分开。
(6)基团极性
对于具有氢键作用(含有羟基、酰胺基等)的聚合物薄膜对于水比较敏感。当水分子进入聚合物中阻断了氢键,从而削弱了分子链间的相互吸引作用。聚合物受到了水的这种增塑作用而变得易于移动,从而薄膜的气体透过率增加。
有些聚合物薄膜在含水量多时比含水量少时透过率有变化,这是因为水分子起到了填充自由体积空隙的作用,使之不允许气体分子扩散。若水未能充分增塑这些聚合物薄膜(如PET等),透过率将下降10%。
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