食品及包装材料用聚碳酸酯老化程度与双酚A析出关系研究

摘要

本文采用热空气老化箱、耐黄变老化箱及介质浸泡体系，研究了食品及包装材料用聚碳酸酯的双酚A(BPA)析出与热氧、光氧及接触介质老化程度的关系。考察了老化时间对BPA析出量及PC结构、表面性能、光学性能、热稳定性的影响，初步建立BPA析出量与PC老化程度之间的关系规律。
　　采用GC-MS、FTIR、TG、紫外-可见光分光光度计及体视显微镜对热氧老化不同时间的PC进行结构表征，结果证明，BPA析出量随热氧老化时间的延长增大，120小时后减小，最高含量达495 mg/kg，远超过国标GB/T5009.99-2003要求含量。IR谱图中酚羟基吸收峰强度及紫外可见光谱图中苯环的最大吸收波长的红移量与BPA析出含量的变化规律基本一致；TG显示热氧老化后PC的初始热失重温度、最大热失重温度比相应热氧老化前的PC分别降低1-2℃、3-5℃，热稳定性降低；黄色指数(YI)、色差(△C)与色差(△C)变化不明显；热氧老化可诱发PC表面银纹的出现。采用同样的表征手段，分析光氧老化时间对PC性能的影响，结果表明，BPA析出量随光氧老化时间的延长也先增大后有所降低，不同的是，光氧老化后BPA的析出量的范围在3.0-6.4 mg/kg，基本符合国标GB/T5009.99-2003要求；PC的初始失重温度、最大热失重温度均比光氧老化前降低；YI、△C明显增加，最大增加量分别为6倍和8倍，T降低。初步探索了不同介质体系对BPA析出量的影响，结果显示，介质为乙酸时BPA的析出含量最大(348 mg/kg)，介质为乙醇(26 mg/kg)和水(38 mg/kg)时BPA的析出含量相当。
　　另外，考察了制样温度对PC性能的影响，结果表明，PC原料(未经模压)的BPA的析出含量为3 mg/kg，经200℃制样后PC的BPA析出含量迅速增加到266.4 mg/kg，起始失重温度、最大热失重速率温度分别降低14.9℃、5.8℃，热稳定性降低；分析了制样温度为200℃和230℃的PC试样的IR及紫外可见光谱图，结果表明，制样温度对PC中的BPA相对析出含量及红移量有较大影响。实际应用中，食品及包装材料用PC应采用尽量低的制品成型温度。

目录

文摘

英文文摘

符号说明

第一章 绪论

1.1 引言

1.1.1 聚碳酸酯概述

1.1.2 双酚A概述

1.2 高聚物的老化及其特征

1.2.1 老化

1.2.2 老化特征

1.3 PC老化降解的因素

1.3.1 内因

1.3.2 外因

1.4 PC的老化机理

1.4.1 物理老化

1.4.2 热氧老化

1.4.3 光氧老化

1.4.4 接触水老化

1.5 PC老化试验的主要方法

1.5.1 耐候性试验

1.5.2 湿热试验

1.5.3 耐热性试验

1.5.4 抗霉试验

1.5.5 耐寒试验

1.5.6 盐雾试验

1.6 PC老化的表征方法

1.6.1 力学性能分析

1.6.2 光谱分析及热分析方法

1.6.3 扫描电镜分析

1.6.4 双酚A含量的测定方法

1.7 研究目标和研究内容

1.7.1 研究目标

1.7.2 研究内容

第二章 聚碳酸酯的热空气老化

2.1 前言

2.2 实验部分

2.2.1 主要原料

2.2.2 PC热氧老化试样制备及老化过程

2.2.3 仪器设备及测试标准

2.3 结果与讨论

2.3.1 人工热氧老化促进双酚A的析出的可行性分析

2.3.2 热氧老化时间对双酚A析出的影响

2.3.3 体视显微镜观察老化时间对PC表面的影响

2.3.4 热氧老化时间对PC光学性能的影响

2.3.5 热氧老化前后PC的热稳定性能

2.4 本章小结

第三章 双酚A型聚碳酸酯的光氧老化

3.1 前言

3.2 实验部分

3.2.1 原料

3.2.2 PC老化试样制备及老化过程

3.2.3 仪器设备及测试标准

3.3 结果与讨论

3.3.1 PC的疝灯人工加速老化方法促进双酚A迁移的可行性分析

3.3.2 光氧氧老化时间对双酚A迁移含量的影响

3.3.3 光氧老化时间对PC透光性能的影响

3.3.4 热重法研究光氧老化前后PC的热稳定性

3.4 本章小结

第四章 聚碳酸酯热氧、光氧及介质浸泡老化比较

4.1 前言

4.2 实验部分

4.2.1 主要原料

4.2.2 PC老化试样制备及老化过程

4.2.3 仪器设备及测试标准

4.3 结果与讨论

4.3.1 聚碳酸酯介质浸泡反应历程分析

4.3.2 介质的影响

4.3.3 温度的影响

4.3.4 老化方式的影响

4.4 本章小结

结论

参考文献

致谢

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