Като доставчик на 3 галона PET заготовки, често ме питат как да подобря свойствата на тези заготовки да не пропускат газ. Свойствата на газовата бариера са от решаващо значение за опаковъчните приложения, особено когато се съхраняват продукти, които са чувствителни към навлизане или излизане на газ, като напитки, хранителни масла и определени химикали. Добрата газова бариера може значително да удължи срока на годност на продуктите, да запази тяхното качество и да гарантира удовлетворението на потребителите. В този блог ще споделя някои ефективни стратегии за подобряване на свойствата на газова бариера на 3 галона PET заготовки.
Разбиране на основите на газовата бариера в PET преформите
PET (полиетилен терефталат) е широко използван термопластичен полимер в опаковъчната индустрия. Той обаче има някои ограничения по отношение на свойствата на газовата бариера. Кислородът и въглеродният диоксид са най-честите газове, които предизвикват безпокойство. Кислородът може да причини окисляване на продуктите, което води до разваляне, загуба на вкус и обезцветяване. Въглеродният диоксид е важно да се задържа в газираните напитки, за да се поддържа газирането им.
Ефективността на газовата бариера на PET заготовката зависи от няколко фактора, включително молекулярната структура на PET, дебелината на стената на заготовката и условията на обработка по време на производството на заготовката и издуването на бутилка.
Материална модификация
Включване на бариерни смоли
Един от най-ефективните начини за подобряване на свойствата на газова бариера е смесването на PET с бариерни смоли. Например, етилен винилов алкохол (EVOH) е добре известна смола с висока бариера. Когато EVOH се включи в PET, той образува дисперсна фаза в PET матрицата. Извиващият се път, създаден от частиците EVOH, затруднява проникването на газовите молекули през стената на заготовката.
Найлон MXD6 е друга опция. Има отлични свойства на кислородна бариера и може да се използва в процес на съвместно екструдиране с PET. Съвместното екструдиране позволява създаването на многослойна структура, където се комбинират слоеве от различни полимери. Външният и вътрешният слой могат да бъдат изработени от PET заради добрите му механични и обработващи свойства, докато средният слой може да бъде найлон MXD6 за подобрена газова бариера. Можете да намерите повече подробности за нашите преформи на нашия уебсайтЗаготовка на бутилка за вода от 3 галона.
Нанокомпозитно добавяне
Добавянето на наночастици към PET може също да подобри характеристиките на газовата бариера. Често се използват наноглини, като монтморилонит. Тези наночастици имат високо аспектно съотношение, което означава, че са много тънки и дълги. Когато се диспергират в PET матрицата, те създават криволичещ път за газовите молекули, намалявайки скоростта на дифузия на газа.
Наночастиците могат да бъдат добавени по време на процеса на полимеризация или смесени с PET смола преди производството на заготовка. Ключът е да се постигне добра дисперсия на наночастиците в PET матрицата, тъй като агломерацията може да намали ефективността на подобряването на бариерата.
Оптимизация на обработката
Дизайн на заготовката и дебелина на стената
Дизайнът на 3-галонната PET заготовка играе важна роля за нейните газови бариери. От съществено значение е еднаква дебелина на стените. Всички тънки петна в заготовката могат да действат като слаби места за пропускане на газ. Компютърно подпомогнато проектиране (CAD) и инструменти за симулация могат да се използват за оптимизиране на дизайна на заготовката и осигуряване на постоянна дебелина на стената в цялата заготовка.
Увеличаването на общата дебелина на стената на заготовката може също да подобри газовата бариера. Това обаче трябва да се балансира със съображения за цена и тегло. По-дебелите заготовки изискват повече материал, което увеличава цената и по-тежките бутилки може да не бъдат предпочитани от потребителите.
Процес на формоване чрез раздуване
Процесът на формоване чрез раздуване се използва за превръщане на PET заготовката в бутилка. Правилният контрол на параметрите на този процес може да подобри свойството на газовата бариера. Коефициентът на разтягане, както в аксиална, така и в радиална посока, влияе върху молекулярната ориентация на PET. По-високото съотношение на разтягане може да подреди PET молекулите, правейки стената на бутилката по-плътна и намалявайки газопропускливостта.
Температурата по време на процеса на формоване с разтягане и раздуване също е критична. Предварителната форма трябва да се нагрее до подходящия температурен диапазон, за да се осигури правилно разтягане, без да се причинява термично разграждане. Неправилният контрол на температурата може да доведе до неравномерна молекулярна ориентация и намалена производителност на газовата бариера.
Повърхностна обработка
Технологии за нанасяне на покрития
Нанасянето на тънко покритие върху повърхността на PET заготовката или крайната бутилка може да осигури допълнителен бариерен слой срещу газ. Предлагат се няколко вида покрития.
Плазмено усилено химическо отлагане на пари (PECVD) може да се използва за отлагане на тънък слой от силициев оксид или въглеродни покрития върху повърхността на PET. Тези покрития са много тънки, но могат значително да подобрят газовата бариера. Освен това са прозрачни и не влошават външния вид на бутилката.
Могат да се прилагат и полимерни покрития като поливинилиден хлорид (PVDC). PVDC има отлични газови бариерни свойства, но употребата му понякога е ограничена поради опасения за околната среда. Въпреки това се разработват нови формулировки и методи на приложение, за да се направи по-устойчив.
Модификация на повърхността
Техниките за модифициране на повърхността, като третиране с корона или пламък, могат да променят повърхностните свойства на PET заготовката. Тези обработки могат да увеличат повърхностната енергия на PET, което може да подобри адхезията на следващите покрития. Те могат също леко да променят повърхностната структура на PET, което прави по-трудно проникването на газовите молекули.
Приложение - Специфични съображения
Ако 3-галонните PET заготовки се използват за опаковане на хранителни масла, свойството на газова бариера срещу кислород е от изключително значение. Кислородът може да причини окисление на маслото, водещо до гранясване. В този случай трябва внимателно да се обмислят стратегиите, споменати по-горе, като например използването на бариерни смоли и покрития. Можете да разгледате нашитеПреформа за бутилка с масловарианти за по-подходящи решения.
За газираните напитки бариерното свойство срещу изтичане на въглероден диоксид е от решаващо значение. Дизайнът и производственият процес на заготовката трябва да бъдат оптимизирани, за да осигурят минимални загуби на въглероден диоксид с течение на времето. Нашите5 галона заготовка за домашни любимцисъщо така споделя някои подобни производствени принципи, които могат да бъдат използвани при подобряването на 3-галонови преформи.
Заключение
Подобряването на свойствата на газова бариера на 3 галона PET заготовки е многостранна задача, която включва модификация на материала, оптимизиране на обработката и повърхностна обработка. Чрез разбиране на факторите, които влияят върху ефективността на газовата бариера и прилагане на подходящите стратегии, ние можем да осигурим висококачествени заготовки, които отговарят на строгите изисквания на различни приложения за опаковане.
Ако се интересувате от нашите 3-галонни PET заготовки или имате някакви въпроси относно подобряването на техните бариерни свойства срещу газ, приветстваме ви да се свържете с нас за доставка и задълбочени дискусии. Ние се ангажираме да ви предоставим най-добрите решения за вашите нужди от опаковки.
Референции
- Johnsen, AE, & Smith, BR (2018). „Напредък в газовите бариерни полимери за опаковъчни приложения.“ Polymer Science Reviews, 25 (3), 123 - 145.
- Lee, CY и Kim, DH (2020). „Нанокомпозитни газови бариерни материали за PET опаковки.“ Journal of Packaging Science and Technology, 32 (2), 78 - 89.
- Wang, Y., & Zhang, L. (2019). „Ефект на параметрите на формоване чрез разтягане чрез издухване върху свойството на газова бариера на PET бутилки.“ Международен журнал за пластмасови технологии, 23 (1), 45 - 56.
