II. MỘT SỐ LOẠI PLASTIC DÙNG LÀM BAO BÌ
5. Polyvinylchloride – PVC
5.1. Giới thiệu:
Sản phẩm PVC được đưa ra thị trường từ năm 1920. PVC đã từng là loại nhựa được sử dụng với số lượng rất lớn, nhưng ngày nay đã bị PE vượt qua. Hiện nay, PVC được dùng bao bọc dây cáp điện, dùng làm ống thoát nước, máy che mưa, màng nhựa gia dụng v.v…
Chất nền đầu tiên cho phản ứng trùng hợp PVC là vinylchloride dạng khí, thường được gọi là VCM, có thể ảnh hưởng đến thần kinh do có tác dụng như thuốc mê, và vào những năm 1970, người ta đã phát hiện rằng VCM có khả năng gây ung thư, và những sản phẩm PVC đã được sản xuất trước đây có chứa một lượng nhỏ chất VCM chưa phản ứng. Việc báo động này lại khởi đầu cho sự phát triển những phương pháp sản xuất PVC cải tiến có chứa hàm lượng VCM thấp hơn so với trước đây. Ngày nay, lượng VCM có trong sản phẩm PVC đã giảm đi rất nhiều, có thể chỉ bằng 1/100 so với trước đây, có thể phù hợp với tiêu chuẩn VCM trong thực phẩm đóng bao bì là <1ppm.
Ngồi ra PVC đã bị gán tội một cách sai lầm là: chất sản xuất ra dioxin khi xử lý rác bằng phương pháp đốt cháy. Nhưng những điều tra gần đây cho thấy việc đốt rác là sai lầm vì có q nhiều clo chứa trong vật liệu khác tồn tại trong rác. Ví dụ như lọ muối bọt cũng có thể sản sinh ra dioxin.
Thực tế, phương pháp xử lý rác PVC bằng đốt cháy, lại sinh ra khí HCl, khí này kết hợp với nước tạo thành acid clohydric; có thể loại bỏ khí này bằng phương pháp hấp thu vào H2O.
Màng từ vật liệu PVC có tính giịn, khơng mềm dẻo như LDPE. Để chế tạo PVC mềm dẻo dùng làm bao bì thì phải dùng thêm chất phụ gia, do đó cũng tăng tính chống thấm khí O2 và bay hơi nước. PVC đã dẻo hóa có thể dùng làm màng co để khằng các bao bì chai lọ (màng co bao nắp chai lọ).
Bao bì PVC có những khuyết điểm như sau:
• Tỉ trọng 1.4 g/cm3, cao hơn PE và PP do trong phân tử PVC, clo chiếm khoảng 50% khối lượng do đó phải tốn một lượng lớn PVC để có được một diện tích màng cùng độ dày so với PE và PP.
• Loại PVC đã được dẻo hóa bởi phụ gia sẽ bị biến tính cứng giịn sau một khoảng thời gian.
• Sản phẩm PVC đã khống chế được dư lượng VCM đến mức thấp hơn 1ppm là mức an tồn cho phép, nhưng ở châu Âu, PVC vẫn khơng được dùng làm bao bì thực phẩm. • So với giá thành của các loại polymer trùng ngưng khác thì PVC có giá thành thấp hơn.
5.2. Cấu trúc
PVC được sản xuất bằng phương pháp trùng hợp các monomer VCM vinylchloride, ở áp suất thấp, ở khoảng nhiệt độ khơng cao phản ứng trùng hợp PVC có thể biểu diễn như sau:
Phân tử VCM có 1 nối đơi trong phân tử, có thể mở nối đơi tham gia phản ứng trùng hợp ở vị trí đầu hoặc cuối. Do đó tùy theo cơng nghệ chế tạo, chất phụ gia được sử dụng có thể tạo ra nhiều loại PVC có tính năng khác nhau đáp ứng nhiều mục tiêu sử dụng của các ngành công nghiệp. Sự phát triển chuỗi mạch PVC có thể từ một đầu hoặc cả hai đầu mạch như sau:
Ngoài ra phân tử PVC cũng được hình thành từ sự trùng hợp ngẫu nhiên giữa các VCM. Vật liệu PVC ln có chứa cấu trúc phân tử trùng hợp ngẫu nhiên và tồn tại ở trạng thái vơ định hình. Màng PVC được sản xuất theo phương pháp đùn ép và thổi thành màng qua khe, có thể điều
5.3. Tính chất của PVC
a. Vật liệu PVC khơng hóa dẻo
• Sản phẩm từ PVC khơng hóa dẻo thường bị giảm màu và mất màu khi được gia nhiệt đến gần nhiệt độ chế tạo, do đó phải có chất ổn định thêm vào.
• Chống thấm hơi nước kém hơn các loại PE, PP.
• Tính chống thấm khí và tính chống thám dầu mỡ khá cao, có thể làm bao bì chứa thực phẩm có hàm lượng chất béo cao, có khả năng bảo quản chất béo khỏi sự oxy hóa.
• Khơng bị hư hỏng bởi acid và kiềm.
• Bị phá hủy bởi một số dung môi hữu cơ, đặc biệt là loại cloroform và ketone. • Màng PVC có khuynh hướng đóng thành khối do tương tác tĩnh điện giữa chúng.
a. Vật liệu PVC đã dẻo hóa
• Tính chất của PVC đã dẻo hóa thay đổi tùy theo chất dẻo hóa đã sử dụng. Thơng thường, nếu tăng lượng chất dẻo hóa thì sẽ tăng tính mềm dẻo (khơng cứng vững của màng PVC), mặc dù ở nhiệt độ thấp.
• Vật liệu PVC hóa dẻo dễ nhiễm mùi khi tiếp xúc với dung môi hữu cơ. Màng PVC hóa dẻo được bổ sung chất ổn định thích hợp thì sẽ tăng độ trong suốt, độ bóng bề mặt và tính bền cơ.
• Cả hai loại PVC đều có thể được in ấn tốt, khơng cần xử lí bề mặt trước khi in như trường hợp của PE và PP.
Áp dụng: Ngành thực phẩm chỉ sử dụng loại PVC khơng hóa dẻo:
- Để phủ bên ngồi các loại màng khác tạo thành bao bì màng ghép, tăng tính chống thấm khí.
- Làm màng co vì có tính khá mềm dẻo để bao bọc các loại thực phẩm tươi sống bảo quản, lưu hành trong thời gian ngắn như: thịt sống, rau quả tươi, làm màng co khằng các nắp chai nước giải khát bằng plastic.
Ngồi ra PVC cịn được áp dụng để làm raadt nhiều vật dụng cũng như các loại sản phẩm thuộc các ngành khác.