Исследование барьерных свойств полимерных материалов в зависимости от глубины вытяжки при термоформовании

ИССЛЕДОВАНИЕ БАРЬЕРНЫХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ГЛУБИНЫ ВЫТЯЖКИ ПРИ ТЕРМОФОРМОВАНИИ

© Аксенова Т.И.* *, Филинская Ю.А.*, Чернов М.Е.*

Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г. Разумовского (ПКУ), г. Москва

В материалах статьи представлены исследования барьерных характеристик многослойных полимерных материалов, подвергнутых термоформованию с различной степенью вытяжки. Приведены данные об изменении паро- и газопроницаемости в зависимости от степени вытяжки.

Ключевые слова: упаковочные материалы, степень вытяжки, паропроницаемость, газопроницаемость, термоформование, многослойные полимерные пленки.

При выборе упаковочных материалов для готовой продукции учитывают целый комплекс факторов, но необходимо помнить, что основным параметром, влияющим на предпочтение того или иного материала, являются его качественные характеристики.

Для понимания роли упаковочной пленки в создании упаковки с модифицированной газовой средой, необходимо представлять огромную вариативность систем модифицированных сред. Для каждого продукта представляется возможным и необходимым подобрать не только оптимальную газовую среду, позволяющую максимально продлить срок годности, при этом сохраняя качественные характеристики, но и упаковочный материал, который поддержит и усилит функции МГС [1, 2].

При выборе упаковочного материала для той или иной газовой среды в совокупности с упакованным продуктом необходимо учитывать такие физические свойства пленки, как проницаемость по компонентам газовой среды и окружающей атмосферы, а также водяного пара. При этом необходимо учитывать, что физические характеристики пленок при использовании таких методов переработки, как, например, термоформование, значительно изменяются от своих первоначальных значений. Поэтому необходимо проводить изучение данных показателей с учетом вытяжки полимерных материалов с последующей сравнительной оценкой показателей полимерных образцов.

Для проведения данного исследования были выбраны следующие упаковочные материалы:

* Доцент кафедры «Технология и дизайн упаковочного производства», кандидат химических наук, доцент.

* Доцент кафедры «Технология и дизайн упаковочного производства», кандидат технических наук, доцент.

* Заведующий кафедрой «Технология и дизайн упаковочного производства», доктор технических наук, профессор.

94

ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ И ПРИКЛАДНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

1) пятислойная пленка на основе полиамида, который заключен между полиэтиленом и полипропиленом с промежуточными слоями адгезива; толщина образцов составляла 200 мкм (далее образец № 1 (200)) и 250 мкм (далее образец № 1 (250));

2) семислойная пленка на основе полиамида, с дополнительным слоем сополимера этилена с виниловым спиртом (EVOH), заключенным между двумя полиамидными слоями. Верхний, нижний слои и количество адгезивов идентично первому образцу. Толщина образцов составляла 200 мкм (далее образец № 2 (200)) и 250 мкм (далее образец № 2 (250)).

Для проведения исследования эти многослойные полимерные материалы были соотнесены в две группы на основании главного функционального слоя: материалы на основе полиамида (№ 1 (200), № 1 (250), где 200 и 250 -толщины в мкм соответственно) и на основе EVOH (№ 2 (200), № 2 (250)).

На первом этапе исследования была проведена сравнительная оценка основных барьерных свойств исходных материалов (табл. 1).

Таблица 1

Барьерные свойства выбранных материалов

Наименование качественного показателя Наименование образцов

№ 1

Паропроницаемость, г/м2 за 24 часа при 25 0С, 90 % влажности 5,2 2,5 2,6 2,0

Газопроницаемость по кислороду, см3/м2 за 24 часа при 25 °С 20,6 3,1 8,0 1,5

Анализ полученных результатов дает основание прийти к выводу о том, что значения качественных показателей сопоставимы для образцов № 1 (250) и № 2 (200). Однако, не смотря на то, что образец № 2 (250) имеет преимущество по своим показателям, с экономической точки зрения использование материала № 2 (250) оказалось нецелесообразным, в связи с чем для дальнейших исследований были выбраны образцы № 1 (250) и № 2 (200).

Далее было определено критическое место упаковочной формы.

Как известно, основной способ использования пленок для упаковки с МГС - термоформование и последующая герметизация форм с продуктом. В результате многократной ступенчатой вытяжки форм с последующим фиксированием изменения толщин на всех ее участках (стенка, дно, угол) было определено самое тонкое, и, следовательно, самое критичное место -угол формы, в связи с чем последующие исследования проводили, ориентируясь на состояние именно этой части упаковочной формы (за единицу глубины вытяжки принято 10 мм).

Результаты изучения влияния различных степеней вытяжки на барьерные характеристики материалов в самой тонкой части формы представлены в табл. 2.

Установлено, что с увеличением степени вытяжки происходит плавное увеличение значений паро- и газопроницаемости образцов, причем для паропроницаемости резкий скачок показателей наблюдается при степени вы-

Технические науки

95

тяжки, равной 5. Для газопроницаемости увеличение значений происходит при степени вытяжки, равной 7 и более.

Таблица 2

Барьерные характеристики материалов в зависимости от степени вытяжки

Наименование качественного показателя Наименование образцов Степень вытяжки

2 5 7 10

Паропроницаемость, г/м2 за 24 часа при 25 0С, 90 % № 1 (250) 3,2 5,9 13,2 25,8

№ 2 (200) 3,1 6,4 14,3 28,7

Газопроницаемость по кислороду, см3/м2 за 24 часа при 25 °С № 1 (250) 8,1 8,3 8,33 15,6

№ 2 (200) 3,3 3,32 3,8 8,8

В ранее проведенных работах было показано, что сроки хранения пищевой продукции зависят от химического строения материала, его свойств, формы упаковки, ее объема, толщины материала [3, 4].

Поэтому целесообразно продолжить данные исследования, с целью установления зависимости между микробиологической безопасностью упакованного продукта и газопроницаемостью упаковочного материала с разной степенью вытяжки.

Список литературы:

1. Аксенова Т.И., Королёва М.К., Рыжова С.Г. Упаковка колбасной продукции в модифицированной атмосфере. Основные термины, преимущества использования // Все о мясе. - 2009. - № 6. - С. 30-31.

2. Жилинский П.Б., Аксенова Т.И., Павлова Е.В. Упаковка для мясных продуктов // Мясная индустрия. - 2010. - № 9. - С. 62-65.

3. Жилинский П.Б., Аксенова Т.И., Ананьев В.В. Упаковка и сроки хранения // Мясные технологии. - 2009. - № 10. - С. 48.

4. Ананьев В.В., Виденин О.В., Аксенова Т.И. Выбор упаковки для мясных продуктов и прогнозирование сроков их хранения // Мясные технологии. - 2007. - № 10. - С. 20.

РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА ПОРЯДКА ПО СОЗДАНИЮ ПУНКТОВ НАКОПЛЕНИЯ И СОРТИРОВКИ ТВЕРДЫХ КОММУНАЛЬНЫХ ОТХОДОВ

© Вычужанова Е.А.*

Национальный исследовательский Томский государственный университет,

г. Томск

Отходы - это одна из главных экологических проблем, которая несет в себе опасность для здоровья людей, а также опасность для окружающей

* Магистрант второго года обучения кафедры Экологического менеджмента.