Проницаемость для водяного пара

Скорость проницаемости паров воды, которую иногда называют скоростью влагопроницаемости, определяет количество проходящих через стенки упаковки паров влаги. В хранилищах это значение существенно зависит от времени года и средней влажно­сти: летом обычно выше, чем зимой. Более высокая температура также способствует ускорению проникновения паров воды через упаковку. Для более толстых образцов это значение находится почти в прямой зависимости от толщины материала. Для материалов, со­держащих пластификаторы и другие добавки, скорость проницаемости может отли­чаться (как правило, в большую сторону). Перепад давле­ний обычно не оказывает значительного эффекта на уровень паропроницаемости.

Газопроницаемость

Уровень проницаемости снижается пропорционально увеличению толщины материала (при увеличении толщины пленки и два раза уро­вень проницаемости составит половину от прежнего значения). Уровень проницаемо­сти для газов не зависит от давления, но важным фактором может быть температура (особенно для материалов с низкой газопроницаемостью). Газы в смесях действуют независимо друг от друга и проходят сквозь пластмассу по отдельности. Наиболее важные газы как с точки зрения их проницаемости через упаковку, так и неизбежно­го присутствия и вредного воздействия в некоторых продуктах — это кислород 0₂, азот N ₂ и диоксид углерода С0₂.

Проницаемость для растворителей

Поскольку проницаемость — одна из важнейших характеристик, определяющих вы­бор упаковки, полезно несколько пояснить этот процесс. Проникновение жидкости или газа через пластиковый барьер обычно проходит в четыре стадии:

• абсорбция в граничный слой пластика, которая определяется поверхностным натяжением, давлением паров и конфигурацией молекул;

• проникновение в толщу пластика, определяемое разницей в полярности про­никающего вещества и материала пластика (чем больше разница, тем меньше уровень проникновения);

• диффузия от одной стороны пластикового слоя к другой, зависящая от моле­кулярной структуры пластика, ее полярности и, разумеется, от толщины слоя;

• испарение пли десорбция с поверхности пластика; как и в начальной стадии, данный процесс зависит от поверхностного натяжения, давления пара пли газа и структуры молекул.

Основным фактором, влияющим на скорость диффузии, является полярность как проникающего вещества, так и пластика. Высокополяриые жидкости проникают в высокополярный пластик в сотни раз быстрее, чем неполярные. Верно и обратное: если упаковка изготовлена из неполярного пластика, то она является плохой прегра­дой для неполярных агентов. Данный процесс иллюстрирует простое химическое правило — «подобное проникает в подобное». Примером жидкостей с низкой поляр­ностью могут служить алифатические углеводороды и простые эфиры.

Средненолярные жидкости — это сложные эфиры, кетоны и альдегиды. Высоко­полярные растворители включают в себя спирты, кислоты и воду. Среди пластиков полиолефины полностью неполярны, ПВХ — среднеполярны, а поликарбонаты и полиамиды — высокополярны.

Миграция

Полимеры, используемые в производстве упаковки, нерастворимы в пищевых про­дуктах, напитках или продукции фармацевтической промышленности, однако боль­шое количество пластификаторов, антиоксидантов, смазок и фотостабилизаторов, которые иногда используются, могут явиться источником проблем.

Вымывание пластификаторов жидкими продуктами может послужить причиной непригодности упаковки, делая ее хрупкой и неустойчивой к механическим воздей­ствиям. Использование ПВХ для изготовления бутылок для напитков было прекра­щено именно потому, что из материала бутылки в ее содержимое экстрагировался незаполимеризовавшийся мономер.

Другой пример — это консерванты, входящие в состав пищевых продуктов и про­дукции фармацевтической промышленности, которые способны абсорбироваться в пластик, оставляя продукт без защиты и приводя к его порче. Полиэтиленовые мо­лочные бутылки не могут быть использованы повторно, так как молочный жир, про­никая в структуру пластика, прогоркает и дает неприятный запах.

С того момента, как стало возможным выбирать состав и химические свойства упаковки, перед поступлением на рынок каждый продукт должен пройти тестирова­ние на совместимость со своей упаковкой.

Химическая стойкость

Влияние химических продуктов на упаковку для разных полимеров различно, и иногда может происходить разбухание, размягчение или появляться липкость по­верхности. В других случаях может проявиться ослабление структуры полимера, которое приводит к растрескиванию под нагрузкой или к увеличению жесткости и хрупкости упаковки вследствие вымывания пластификаторов. На слайде — несовместимые вещества, которые могут ока­зывать негативное воздействие на полимерную упаковку.

Поиск по сайту: