食品用脫氧劑包裝膜防風(fēng)性能研究

食品用脫氧劑包裝膜防風(fēng)性能研究

脫氧劑的使用與脫氧劑的包裝膜緊密分離。脫氧劑的包裝膜在實際使用中用于分離食品和脫氧劑。T/CGCC18—2018采用“紅墨水著色法”測試防塵性能，5min后紅色墨水滲過包材即說明防塵不合格，該方法實際測試的是紅色墨水對包材的滲漏性，并不能反應(yīng)實際防塵性能；國家標準《食品用脫氧劑包裝膜質(zhì)量要求》征求意見稿中采用“30%異丙醇浸泡增重法”測試防水性能、“60℃橄欖油浸泡增重法”測試防油性能，增重法測試防水、防油性能影響因素眾多，如內(nèi)容物粒徑、比表面、親油性、擦拭速度、擦拭時力度、擦拭紙巾吸水吸油特性、異丙醇的揮發(fā)性等。試驗擬采用顯微鏡觀察法判斷脫氧劑包裝膜防塵性能；模擬實際接觸油、水條件下，采用滲漏時間判斷防水、防油性能的測試方法，旨在為食品用脫氧劑包裝膜提供三防性能測試新方法。1試驗和方法1.1儀器、設(shè)備和常用的儀器纖維測量顯微鏡：XYW-HL型，珠海華倫造紙科技公司；旋渦振蕩器：SK-1型，常州澳華儀器有限公司；電熱鼓風(fēng)干燥箱：101型，北京市永光明醫(yī)療儀器有限公司；電子天平：MS-105DV型，精密度0.1mg，梅特勒—托利多上海有限公司；超純水制備儀：ZJ-20型，長沙市子杰設(shè)備有限公司；鋼直尺：1.0mm，上海晨光文具股份有限公司；直穿孔型、防塵型脫氧劑包裝膜：南京潔源包裝有限公司；十二烷基苯磺酸鈉、異丙醇、橄欖油：分析純，國藥集團化學(xué)試劑有限公司；三防膜袋裝鐵系脫氧劑成品：內(nèi)容物粒徑約為80～300目，嘉興星越包裝材料有限公司。1.2聚乙烯膜lldpe直穿孔型、防塵型、三防型脫氧劑包裝膜：材質(zhì)均為聚酯薄膜（PET）/紙張（PAP）/低密度聚乙烯膜（LLDPE），其中三防型脫氧劑包裝膜中間層為防油紙，寧波華豐包裝有限公司；選取20批次脫氧劑包裝膜進行測試，其中直打孔膜5批次，防塵膜5批次、三防膜10批次。1.3環(huán)保試驗1.3.1脫氧劑泄漏測定取5個三防膜袋裝脫氧劑，裝入相應(yīng)的玻璃容器中，轉(zhuǎn)速3000r/min，振幅5mm，振蕩1min，觀察容器底部是否有脫氧劑泄漏。另取5個裝有脫氧劑的包裝袋，于包裝袋上打一個與脫氧劑包裝袋原孔大小相似的直穿圓孔（直徑約100μm），振蕩，觀察。1.3.2材料的材料性能取3塊5cm×5cm膜，將顯微鏡調(diào)至合適的放大倍數(shù)（20～50倍），觀察試樣的四角及中間部分有無穿孔，有穿孔不具備防塵性能，無穿孔具備防塵性能。1.4防水試驗1.4.1邊界表面張力的測量1.4.2溶劑的選擇選取12批次脫氧劑包裝膜，分別以純水、20%異丙醇和0.08%十二烷基苯磺酸鈉溶液為測試溶劑，測試其防水性能。1.4.3樣折成5.5mm的小盒取3塊邊長為7.5cm正方形試樣，將正方形試樣折成5cm×5cm×2.5cm的小盒；加入10mL質(zhì)量分數(shù)為0.08%的十二烷基苯磺酸鈉水溶液，下襯濾紙，觀察是否滲漏，并記錄滲漏時間。1.5小盒小盒取3塊邊長為7.5cm正方形試樣，將正方形試樣折成5cm×5cm×2.5cm的小盒；加入5mL已恒溫至（60±2）℃的橄欖油，下襯濾紙，轉(zhuǎn)移至（60±2）℃的烘箱中恒溫，觀察是否滲漏，并記錄滲漏時間。1.6防水和加油測試條件的優(yōu)化1.6.1壓力測試以0.08%十二烷基苯磺酸鈉溶液和橄欖油為測試溶液，按1.4.3、1.5的方法分別加入5,10mL測試溶液，考察12批次脫氧劑包裝膜的防水、防油性能。1.6.2測試溫度分別采用25,60℃的測試溶液，按1.4.3、1.5的方法測試12批次脫氧劑包裝膜的防水、防油性能。1.6.3精密度測試在優(yōu)化條件下，按1.4.3、1.5的方法對防塵膜和三防膜的防水、防油性能進行測定，平行測定6次，考察優(yōu)化方法的精密度。1.7處理數(shù)據(jù)采用Excel軟件對實驗數(shù)據(jù)進行處理。2結(jié)果與分析2.1脫氧劑包裝膜的節(jié)能性能由圖1可知，5個未打孔包裝袋均不漏粉，打有一個直穿孔的包裝袋均有漏粉現(xiàn)象。脫氧劑包裝膜無直穿孔則不漏粉，具備防塵性能；當脫氧劑包裝膜有一個直穿孔時漏粉，無防塵性能；脫氧劑包裝膜是否漏粉與有無直穿孔呈對應(yīng)關(guān)系。因此，可采用檢測脫氧劑包裝膜有無直穿孔的方法測試其防塵性能。2.2塵層中常用的直穿觀顯微鏡觀測法表明，3批次的直打孔膜在顯微鏡下可觀測到有直穿孔，6批次的防塵膜、9批次的三防膜全部未觀測到直穿孔。說明可以用顯微鏡觀測法判斷脫氧劑包裝膜是否具備防塵性能。2.3防水測試溶劑的選擇2.3.1純水根據(jù)潤濕原理，當液體表面張力小于固體臨界表面張力時，液體才能潤濕該固體2.3.2防膜及異丙醇溶液泄漏采用短鏈醇、表面活性物質(zhì)可以降低水的表面張力，20%異丙醇溶液的表面張力為33mN/m由表2可知，兩種測試溶液中，直打孔膜在1min內(nèi)出現(xiàn)滲漏，防塵膜在4～45min內(nèi)發(fā)生滲漏；三防膜在0.08%十二烷基苯磺酸鈉溶液的滲漏時間為2～15h，而20%異丙醇溶液中18h內(nèi)未滲漏。說明以20%異丙醇和0.08%十二烷基苯磺酸鈉溶液進行試驗時，均能以滲漏時間對3種脫氧劑包裝膜進行區(qū)分。但異丙醇沸點低（82.4℃），揮發(fā)性強，長時間的試驗會使異丙醇溶液濃度降低，表面張力升高，潤濕能力下降。因此，選擇0.08%十二烷基苯磺酸鈉溶液用于防水試驗測試。2.4防水、防水時間的確定由表3可知，直打孔膜全部在1min發(fā)生滲漏；對于防塵膜和三防膜，溶液體積為10mL的防水滲漏時間低于溶液體積為5mL的。防水測試溶液體積采用10mL既能快速測試三防膜防水性能，又能較好地區(qū)分防塵膜與三防膜，因此，防水試驗選擇用10mL的0.08%十二烷基苯磺酸鈉溶液。當橄欖油體積為10mL時，防塵膜滲漏時間為3～20min，三防膜滲漏時間為10～25min，時間界限不明顯，不利于防塵膜與三防膜的區(qū)分；當橄欖油體積為5mL時，能較好地區(qū)分防塵膜和三防膜，故防油測試橄欖油使用量為5mL。2.5溫度設(shè)定的確定由表4可知，直打孔膜全部在1min發(fā)生滲漏；對于防塵膜和三防膜，測試溫度為60℃的滲漏時間低于溫度為25℃的，溫度越高滲漏越快。當測試溫度為60℃時，防塵膜與三防膜的防水滲漏時間較為接近，該條件下不能有效區(qū)分防塵膜和三防膜，因此防水測試溫度選擇25℃。防油測試溫度60℃下既能加快防油測試速度，又能很好區(qū)分防塵膜和三防膜，并參考團體標準防油測試條件，防油測試溫度應(yīng)選擇60℃。2.6方法的精密度由表5可知，各方法的相對標準偏差為2.66%～6.56%，說明優(yōu)化后的測試方法具有良好的精密度，可用于食品用脫氧劑包裝膜防水、防油性能的日常分析。3防水、防油性能測試方法應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性對脫氧劑包裝膜的防塵、防水、防油性能測試方法進行了研究。結(jié)果表明，相比于紅色墨水著色法，用顯微鏡觀察法表征防塵性能的測試方法的指向性更加明確；采用0.08%十