- CH 2 CH 2 CH 2 CH CH 2 CH 2 CH 2 CH CH 2 CH2 CH 2 CH3 CH 2 CH2 CH2 CH2 CH
2- Phản ứng trùng hợp
8.3.2 So sánh cấu trúc đặc tính của LDPE và LLDPE
Đặc điểm cấu trúc của LLDPE so với LDPE: các chuỗi polyme thẳng hơn kích thước ngắn hơn và chứa đa số là mạch nhánh ngắn, số mạch ngắn cũng ít hơn so với LDPE, vì vậy mà tạo nên tỷ lệ vùng kết tinh cao hơn so với LDPE.
LLDPE được chế tạo dựa trên cơ sở chế tạo LDPE, nhưng được trùng hợp ở điều kiện áp suất thấp hơn so với LDPE (689 - 2068 KN/m2) ở nhiệt độ khoảng 180 250 C÷ ° .
1- Đặc tính của màng bao bì LDPE và LLDPE.
Màng LDPE và LLDPE trong suốt, hơi cĩ ánh mờ, cĩ bề mặt bĩng láng, mềm dẻo nhưng LLDPE trong suốt và mềm dẻo hơn LDPE.
2- Tính chống thấm oxy kém nên khơng thể dùng làm bao bì chống oxy hĩa
Tốc độ thẩm thấu khí O2 (cm 25 m m 24h atm 23 C3/ μ / 2/ / o )=6000
Tốc độ thẩm thấu hơi nước (g 25 m m 24h atm38 C RH90/ μ / 2/ / o , %)=20
Tốc độ thẩm thấu CO2 (cm 25 m m 24h atm 23 C3/ μ / 2/ / o )=3000
Tốc độ thẩm thấu khí qua màng được tính bằng thể tích khí (cm3) thẩm thấu qua màng cĩ độ dày tiêu chuẩn là 25μm, qua diện tích màng là 1m2, trong thời gian 24 giờ ở áp suất 1atm và ở nhiệt độ 23oC.
Tốc độ hơi thẩm thấu qua màng được tính bằng khối lượng hơi (g) thẩm thấu qua màng như điều kiện tiêu chuẩn đối với khí nhưng ở nhiệt độ 38oC và hàm ẩm khơng khí là 90%.
3- Tính chịu nhiệt độ của hai loại như sau:
LDPE: LLDPE:
tnc= 85÷93oC tnc= 95÷180oC
tmin= – 57oC tmin = – 57oC
thàn = 100÷110oC thàn = 120÷200oC
Nhiệt độ mềm dẻo của LDPE thấp hơn 100oC (tmax), trong khi đối với LLDPE thì khoảng biến động khá cao (95÷180oC), nhiệt độ thâm độ chịu được thấp nhất trong các loại plastic: –57oC, do đĩ LDPE và LLDPE được dùng làm bao bì thủy sản lạnh đơng.
Trong quá trình chế tạo nếu nhiệt độ trùng hợp >300oC (trong điều kiện 1000÷3000atm) sẽ gây thối hĩa mạch polyme làm giảm thấp tính bền cơ của LDPE cũng như LLDPE.
4- LLDPE được nâng cao tính bền hĩa, tính bền nhiệt và tính bền cơ (kéo, xé, đâm thủng) so với LDPE ở cùng độ dày. Do đĩ, LLDPE được dùng làm bao bì chứa đựng vật nặng, thay thế cho LDPE vì nĩ dễ bị kéo dãn, rạn nứt dưới tác dụng của lực.
5- LLDPE cĩ tính bám dính thấp so với PVC và EVA nên khơng thuận tiện khi làm màng co cĩ thể cấu tạo màng ghép với LLDPE làm lớp ngồi và LDPE làm lớp trong để tạo được màng tăng tính bền tác động cơ học, hoặc pha trộn LLDPE và EVA để làm màng co, bọc thực phẩm.
6- LLDPE cĩ tỉ trọng cao hơn LDPE. Bề mặt trơn láng hơn và tính dẻo cao hơn.
7- LDPE cĩ điểm mềm thấp hơn 100oC, do đĩ khơng thể sử dụng làm bao bì thực phẩm cĩ thanh trùng, tiệt trùng bằng hơi nước hoặc sấy bằng khơng khí nĩng khoảng 100oC nhưng LDPE cĩ tính hàn dán nhiệt dễ dàng, cho nên được dùng làm lớp trong các bao bì ghép để dễ hàn kín, nhiệt độ hàn dán
110
≈ oC, trong khi LLDPE rất khĩ hàn dán nhiệt (cĩ thể nĩng chảy ở 180oC). 8- Bền ở nhiệt độ 60÷70oC.
9- Chống thấm nước và hơi nước tốt.
10- Tính chống thấm khí O2, CO2, N2 đều kém.
LDPE cĩ tính chống thấm dầu mỡ kém (cĩ thể bị dầu mơ thẩm thấu qua màngõ), LLDPE được cải thiện hơn về tính này.
11- Tính bền hĩa học cao dưới tác dụng của axit, kiềm, dung dịch muối vơ cơ
12- LDPE và LLDPE bị căng phồng và hư hỏng khi tiếp xúc với các dung mơi hữu cơ hydrocarbon và hydrocarbon thơm, dầu hỏa, tinh dầu thực vật và các chất tẩy như H2O2, HClO, các chất này cĩ thể thẩm thấu qua bao bì LDPE và LLDPE, làm gãy đứt mạch polyme, gây hư hỏng bao bì. Loại bao bì MDPE và HDPE cĩ tính bền cao hơn.
- Vàng hơn, độ trong suốt cao hơn. - Trở nên cứng và dịn hơn
- Chịu nhiệt tốt hơn, cĩ thể khơng bị hư hỏng ở 105oC trong một thời gian khá dài hoặc chịu được nhiệt độ 230oC trong thời gian ngắn.
Các loại PE được sản xuất cĩ độ dày màng: 25÷100μm; màng phủ bên ngồi thì cĩ độ dày 10÷50μm.
14- Khả năng in ấn trên bề mặt PE khơng cao, dễ bị nhịa nét in do màng PE cĩ thể bị kéo dãn.
15- PE cĩ thể cho khí, hương thẩm thấu xuyên qua, do đĩ PE cũng cĩ thể hấp thu giữ mùi trong bản thân bao bì, và chính mùi này cĩ thể được hấp thu bởi thực phẩm được chứa đựng, gây mất giá trị cảm quan thực phẩm.
Cơng dụng của LDPE và LLDPE
- LDPE thường dùng làm lớp lĩt trong cùng của bao bì ghép nhiều lớp để hàn dán dễ dàng do nhiệt độ hàn thấp, mối hàn đẹp, khơng bị rách; cấu tạo bao bì sao cho (do lớp plastic bên ngồi cĩ nhiệt độ hàn cao hơn nhiệt độ hàn PE, khi tiếp xúc trực tiếp với bộ phận hàn mối hàn sẽ khơng bị, nứt hoặc rách.
- Cĩ thể được dùng làm lớp phủ bên ngồi của các loại giấy, bìa cứng, giấy bìa carton gợn sĩng để chống thấm nước, hơi nước.
- Làm bao bì chứa đựng thủy sản lạnh đơng, hoặc cùng ghép với PA và làm lớp trong của bao bì, chứa đựng thủy sản lạnh đơng cĩ hút chân khơng.
- Làm túi đựng thực phẩm tạm thời, chỉ chứa đựng để chuyển đi chứ khơng cĩ tính bảo quản.
- Dùng để bao gĩi rau, quả tươi sống bảo quản theo phương pháp ức chế hơ hấp rất hiệu quả và kinh tế.
8.3.3 HDPE
HDPE cĩ thể được trùng hợp từ ethylene CH2 = CH2 ở áp suất khí quyển với nhiệt độ 70oC; hoặc ở áp suất 2750÷3450kN/m2 ở nhiệt độ 100÷175oC
Cấu trúc: HDPE được cấu tạo bởi đa số các chuỗi polyetylene thẳng được
sắp xếp song song, mạch thẳng của monomer cĩ nhánh rất ngắn và số nhánh khơng nhiều.
Tính chất: HDPE cĩ tính cứng vững cao, trong suốt nhưng cĩ mức độ mờ
đục cao hơn LDPE, độ bĩng bề mặt khơng cao, cĩ thể chế tạo thành màng đục do cĩ phụ gia TiO2.
- Khả năng bền nhiệt cao hơn LDPE, nhiệt độ hĩa mềm dẻo là tnc= 121oC, nên cĩ thể làm bao bì thực phẩm áp dụng chế độ thanh trùng pasteur; hoặc làm bao bì thực phẩm đơng lạnh như thủy sản vì: tmin=– 46oC,
thàn=140÷180oC.
- Ngồi tính cứng vững cao HDPE cĩ độ bền cơ học cao, sức bền kéo, sức bền va chạm, bền xé đều cao hơn LDPE và LLDPE, nhưng vẫn bị kéo giãn, gây phá vỡ cấu trúc polyme dưới tác dụng của lực hoặc tải trọng cao. - Tính chống thấm nước, hơi nước tốt
- Tính chống thấm chất béo tốt hơn LDPE và LLDPE - Tính chống thấm khí, hương cao hơn LDPE và LLDPE - Khả năng in ấn tốt hơn so với LDPE và tương đương với LLDPE.
Cơngdụng của HDPE
- HDPE cĩ độ cứng vững cao, tính chống thấm khí, hơi khá tốt, tính bền cơ học cao nên được dùng làm vật chứa đựng như các thùng (can chứa đựng) cĩ thể tích 1÷20 lít với độ dày khác nhau để đảm bảo độ cứng vững của bao bì theo khối lượng chứa đựng.
- Túi xách để chứa các loại vật, vật phẩm, lớp bao bọc ngồi để chuyển vật phẩm đi.
- Nắp của một số chai lọ thủy tinh.
- HDPE thường khơng dùng làm bao bì để bao gĩi thực phẩm chống oxy hĩa. - HDPE đã được dùng làm lớp bao bọc cách điện cho các loại dây cáp
dưới nước và cho rada.
MDPE cĩ tính năng trung gian giữa LDPE và HDPE và rất ít được sản xuất cũng như sử dụng trên thị trường.