座人高聚物包材的渗透机理分析五

高聚物包材的渗透机理分析(五)

2.2 影响水蒸气透过率的因素

水蒸气透过高聚物包装材料的机理，基本上与气体透过的机理相同，不同之处是水蒸气是极性分子，气体是非极性分子，由此而带来的一些区别。

我们先对极性（有极）分子及非极性（无极）分子的概念进行简单介绍：任何物质的分子和原子（王志告知笔者以下统称分子）都是由带负电的电子和带正电的原子核组成的，整个分子中电荷的代数和为0。正、负电荷在分子中都不是集中于一点的。但在离开分子的距离比分子的线度大得多的地方，分子中全部负电荷对于这些地方的影响将和一个单独的负点电荷等效。这个等效负点电荷的位置称为这个分子的负电荷“重心”，例如一个电子绕核作匀速圆周运动时，它的“重心”就在圆心；同样，每个分子的正电荷也有一个正电荷“重心”。当外电场不存在时，分子的正负电荷“重心”是重合的，这类分子叫做无极分子；另一类，即使当外电场不存在时，分子的正负电荷“重心”也不重合，这样，虽然分子中正负电量代数和仍然是0，但等量的正负电荷“重心”互相错开，形成一定的电偶极矩，叫做分子的固有电矩，这类分子称为有极分子。

1. 水蒸气对亲水性高聚物的透过性。对于亲水性高聚物，如纤维素薄膜、聚乙烯醇、乙烯—乙烯醇共聚物、聚酰胺等，由于本身容易吸水，被吸收的水分对这些高聚物包装材料中的扩散系数就不是一种常数，它随着水蒸气浓度的增大而增加，不符合亨利定律，这是与非亲水高聚物的不同之处。对于非极性高聚物，水蒸气对它的扩散系数不受水蒸气浓度变化的影响。

2.水蒸气对极性分子材料的渗透。水蒸气是极性分子，对极性高聚物材料的溶解速率和扩散速率，均大于非极性分子塑料。因而，水蒸气对极性分子材料的渗透系数，大于非极性分子材料。

3. 水蒸气渗透性与分子聚集态结构关系。

结晶度：水蒸保存1套样品以便校订比较已修正以后的样品是不是改良气对结晶性高聚物的渗透速率，小于非结晶性高聚物。

密度：对于不同密度的高聚物，水蒸气对高密度高聚物的透过能力小于低密度高聚物。

取向：水蒸气对定向排列的高聚物的渗透性低于无定向排列的高聚物。

此外，有机物的渗透，及气味的渗透也是阻隔性的一个方面，但它们和材料的透气性、透湿性有着密切的联系。

3 有机物渗透性

一般规律是氧气阻隔性好的材料，对有机物蒸气和气味的阻隔性好。有机物渗透与以下因素有关：

① 极性。极性相近的有机物对相应的高聚物渗透性大。

② 分子量。有机物的分子量大透过性差。

③ 溶解度参数。有机物与高聚物的溶解度参数相近者，易渗透。

4 材料保香性

在食品、饮品、化妆品等，气味有着重要而微妙的作用，在构成成分方面的每一细小变化都会对其品质产生较大的影响，产品往往把气味或香味散发到周围空间，也会从周围环境吸进不希望的气味或香味，往往很少量的芳香化合物的散失或增加都会引起极大影响。有些高档酒类、特产食品正是由于特殊香味的存在获得较高售价，产品保香的重要性也就不言而喻了。

4.1 影响保香的因素

保香性是材料阻隔性因素的综合体现，包含了渗透、有机物渗透、迁移、转移等机理。O2、H2O的渗透，有机物小分子渗透，高聚物包装材料中成分的迁移，以及包装内容物香味成分的转移和散失，都会导致香味成分的变化、或产生异味。

4.2 保香包装材料

一些试验结果表明，而文化纸行业新增产能几近为零包装材料的阻隔性越高则保香性能越好。PE类材料不论密度如何，其保香性均较差；PP、PA以及BOPA保香性比PE好，但保香性仍不足；PET、PC保香性比PP和PA好；EVOH、PVA、PAN、PVDC涂覆膜、陶瓷蒸镀膜、镀铝膜均具有比PET更高的保香性；AI箔以2015年为例在复合软包装材料中具有最好的阻隔性、保香性。

信息来源:兰光实验室