PET薄膜表面硅树脂涂层体系构筑及气体阻隔性能研究

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随着人们生活水平的不断提高,对功能性食品包装薄膜的应用越来越广泛,其中气体阻隔性食品包装薄膜一直以来都是人们研究的热点。其中,PET薄膜有着优异的性能,被广泛地应用于食品包装薄膜,为了提高PET薄膜的气体阻隔性,本文研究了一种具有高附着性、高交联程度的光-热双重固化涂层体系和一种阻隔性片层材料的改性,并且将两者结合起来,制备一种高阻隔性的涂层。光-热双重固化方式的涂层的制备,是以γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷和γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷为主原料,以聚醚胺D230为热固化剂、二苯甲酮为光引发剂、甲基丙烯酸N,N-二甲氨基乙酯为共引发剂,以环氧树脂为附着力增强剂,己二醇二丙烯酸酯为活性稀释剂,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯为交联剂,在紫外光照射和热引发下进行的固化反应,研究了其热固化及光固化的过程,保留了光固化交联程度大、固化时间短,热固化附着性能优异的优点,从而制备出一种附着力等级为0的、交联度为90.27%的高性能涂层。为了得到阻隔性涂层,在涂层的基础上加入了具有片层结构的绢云母。片层绢云母具有优异的物理性能和化学性能,经常被用作涂层中的一种片层填料。但是绢云母其结构较为稳定,本身不具有膨胀层,为了充分地发挥云母自身的片层优势,并且使其以片层结构均匀的分散在涂层体系中,本文对片层绢云母进行了改性,其中包括结构活化和插层处理两个步骤。并且,对改性后的云母做了ATR、XRD等分析表征,得到了层间距为1.053 nm、相容性好的片层绢云母。结合上述所制备的两种材料,以插层改性过的片层绢云母作为阻隔性材料加入到光-热双重固化的含硅涂层中来提高PET薄膜的气体阻隔性能。结果表明其成功阻碍了气体分子的直接穿透,使得气体进入时形成“回路”,延长其渗透路径,进而有效地实现了高气体阻隔性能。进行涂层改性后的PET薄膜的透湿性达到了12.4033 g/(m2·24h),透气性达到了29.9097 cm~3/(m~2·24h·0.1m Pa),对其应用于食品包装有广泛的意义。
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