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09 Oct 2020
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octubre 9, 2020 Longchang Chemical

El plástico es uno de los materiales más frecuentes en la vida cotidiana. Es muy apreciado por los consumidores por sus ventajas: forma sencilla, bajo precio, resistencia a los disolventes, resistencia a la corrosión y ligereza. Sin embargo, las propiedades intrínsecas de los materiales poliméricos no pueden satisfacer las necesidades de diversos escenarios de uso. Por lo tanto, en el proceso de producción, se añaden diferentes aditivos al plástico para mejorar su rendimiento.

Los compuestos de moléculas pequeñas en los plásticos aparecen principalmente de dos formas:

1. En el caso de los materiales poliméricos obtenidos por polimerización por adición o polimerización por condensación de monómeros, normalmente se añaden iniciadores durante el proceso de polimerización, y pueden quedar trazas de iniciadores y monómeros y otros compuestos de moléculas pequeñas en los materiales después de la polimerización.

2. Aditivos añadidos para cumplir determinadas propiedades de los plásticos durante el moldeo, como plastificantes, antioxidantes, retardantes de llama, estabilizadores de luz, rellenos inorgánicos y otros compuestos de moléculas pequeñas. A medida que aumenta el tiempo de uso, ciertas trazas de moléculas pequeñas migran en el plástico o incluso se filtran fuera de él, lo que provoca una disminución del rendimiento del producto plástico. Esta situación es más probable que se produzca en entornos con calor, microondas, alta presión y otros.

Bajo la acción de las microondas, la cadena polimérica del polímero vibra debido a la acción del campo electromagnético alterno, lo que provoca que estos compuestos de moléculas pequeñas se disuelvan y migren a los alimentos, al aire y a las líneas de producción. Cuando la migración alcanza una determinada proporción, puede afectar al rendimiento del plástico y provocar situaciones peligrosas.

En la actualidad, China tiene poca investigación sobre la estructura y el mecanismo de migración de los compuestos que desempeñan un papel importante en el proceso de migración. En los últimos años, los investigadores han estudiado cuatro compuestos de moléculas pequeñas comunes en los plásticos (hidroxitolueno butilado, antioxidante 168, estabilizador de la luz 770 y ftalato de dibutilo). Se compararon las reglas de migración de cinco tipos de materiales de embalaje plástico (polietileno PE, polipropileno PP, poliestireno PS, polimetilmetacrilato PMMA y tereftalato de polietileno). Cabe señalar que, con el fin de simular condiciones extremas y facilitar las pruebas, el trabajo de investigación añadió compuestos de moléculas pequeñas a cinco materiales de envases de plástico en una proporción del 1,00 %, lo que superaba con creces las proporciones de concentración habitualmente utilizadas de estos compuestos, por lo que los resultados medidos son, en general, demasiado elevados y solo se utilizan como referencia de tendencia, sin explicar la exudación real.

La primera es una comparación de la migración aproximada de diferentes moléculas pequeñas en diferentes materiales de envasado. La figura siguiente muestra los resultados de movilidad obtenidos tras calentar a una potencia de microondas de 500 W durante 5 minutos. Se puede observar claramente que las cuatro sustancias migran en el PS y el PMMA. La velocidad es mayor que la movilidad en el PE, el PP y el PET.

Esto se debe a que las cadenas principales del PE, PP y PET tienen una buena simetría y estructuras relativamente regulares, que son polímeros cristalinos; mientras que el PS tiene un anillo de benceno con mayor impedimento estérico en su cadena lateral, y el PMMA tiene un grupo éster polar más grande en su cadena lateral. Pertenece al polímero amorfo en su conjunto, pero las regiones cristalinas y amorfas coexisten en el polímero. Los compuestos de moléculas pequeñas también se distribuyen en las regiones cristalinas y amorfas del material cuando se forman. Bajo la acción de las microondas, el polímero es Los segmentos de cadena de la región amorfa de los cristales vibran aleatoriamente bajo la acción del campo electromagnético alterno, lo que promueve la migración de compuestos de moléculas pequeñas desde el polímero.

También se ha observado que la velocidad de migración del antioxidante 168 y del estabilizador de la luz 770 en todos los plásticos es inferior a la de las otras dos moléculas pequeñas, y que la velocidad de migración del HALS 770 en el PE y el PP aplicables es solo de alrededor del 10 %.

Bajo un tiempo de calentamiento de 5 minutos, las curvas de movilidad de diferentes potencias de salida de microondas para las cuatro sustancias se muestran en la siguiente figura. Los diagramas ABCD muestran que BHT, antioxidante 168, HALS 770 y DBP se encuentran en 5 materiales bajo diferentes potencias de microondas. Curva de migración. Obviamente, a medida que aumenta la potencia de salida de Weibo, la movilidad de diversos materiales y la potencia de salida son básicamente lineales.
Esto se debe a que, con el mismo tiempo de calentamiento, la potencia de salida de las microondas es fuerte, las moléculas pequeñas se mueven más violentamente en el polímero, lo que también acelera el movimiento de los segmentos de polímero en la región amorfa, acelerando así la migración de las moléculas pequeñas en el plástico. Del mismo modo, independientemente de la potencia de las microondas, la movilidad de los cuatro materiales es coherente con la conclusión de la etapa anterior, lo que indica que no existe otra forma de interacción entre los materiales, excepto el movimiento térmico.

 

Por último, los investigadores estudiaron el efecto del tiempo de acción de las microondas en la migración de sustancias químicas en envases de plástico. La potencia de salida de las microondas fue de 300 W. Los resultados se muestran en la figura siguiente. Se puede observar en la figura que, con la misma potencia de salida de las microondas, cuando las cuatro sustancias migran en cada material, la movilidad es pequeña al principio, aumenta linealmente y se acelera después de 2 minutos, y alcanza el valor máximo en unos 6 o 7 minutos. Después de alcanzar el equilibrio, se mantiene prácticamente sin cambios.
Esto se debe a que la migración de materiales es un proceso de difusión, y la fuerza motriz continua de la difusión es la diferencia de potencial químico entre el material de envasado y los alimentos. Cuando el potencial químico entre las dos fases es igual, se alcanza el equilibrio. En el caso del antioxidante 168 y el HALS 770, la concentración final de exudación en equilibrio es solo del 25 %, incluso en PS, es decir, el contenido restante de aditivos es del 0,75 %, lo que sigue superando el uso de aditivos en la mayoría de los casos.
Por lo tanto, incluso en condiciones de microondas intensas durante largos periodos de tiempo, estos dos compuestos de moléculas pequeñas pueden mantener una concentración eficaz, lo que favorece el uso continuo de dispositivos de plástico en condiciones extremas.

En resumen, este experimento investigó los cuatro tipos de migraciones que contienen diferentes grupos funcionales y polaridades de BHT, antioxidante 168, estabilizador de luz HALS 770 y DBP en diferentes condiciones de potencia de calentamiento por microondas en PE, PP, PS, PMMA y PET. Tipo de movilidad dentro de la película plástica.
Los resultados muestran que la movilidad de las cuatro sustancias es básicamente lineal con la potencia de salida de las microondas, y que la movilidad de los migrantes en el material amorfo es mayor que en el material cristalino en las mismas condiciones, y que cuando los migrantes y la cadena molecular del polímero forman enlaces de hidrógeno, la resistencia a la migración puede aumentar; con la misma potencia de salida de las microondas, cuando las cuatro sustancias migran en cada material, la movilidad es pequeña al principio, y comienza a aumentar linealmente y se acelera después de 2 minutos, a los 6-7 minutos, la izquierda y la derecha alcanzan el valor máximo, y luego alcanzan el equilibrio y básicamente no cambian.
Entre los cuatro materiales, el antioxidante 168 y el estabilizador de luz 770 tienen una tasa de migración menor, lo que es beneficioso para su adición y uso.
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Comments (16)

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