澱粉基生物降（jiàng）解包裝膜阻（zǔ）隔性驗證測試

　　1.測試意義簡介
　　近年來（lái），隨著人們（men）環保意識的逐步增強，“白色汙染”問題已經成（chéng）為社會關注的熱點。“白色汙染”是繼溫室效應之（zhī）後，成為威（wēi）脅人類生存環境的新焦點（diǎn）。因此，可生物降解塑料的開發和應用（yòng），作為解決（jué）“白色汙染”最有（yǒu）效的（de）途徑，已越來越引起人們的（de）重視。為了能將各類生物降解膜應用於包裝行業，阻隔性能是需要檢測的重要指標之一，尤其是對食品藥品及日用品包裝。包裝材料有（yǒu）些（xiē）具有很好的阻（zǔ）隔性，可以阻止氣體的侵入，以免商品氧化或受潮黴變；而有些材料有需（xū）要具有較好的透氣性和透濕性，以利於包裝內外的氣體交換。因此，對不同應用的生物（wù）降解包裝膜（mó）進行透氣或者透濕等性能的測試，是檢測生（shēng）物降解膜包裝性能和進一步研究開發新可生物降解包裝（zhuāng）材料（liào）的（de）重要參數依據。

　　2.澱（diàn）粉基生物降解材料
　　澱粉為多（duō）糖（táng）類化合（hé）物，是目前廣泛使用的（de）可生物降解的天然高分子。澱粉基塑（sù）料泛指其組成成（chéng）分中含有澱粉或其衍生物（wù）的塑料，可以（yǐ）分為澱粉（fěn）填充型塑料和（hé）全澱粉塑料。就其降解性而言，可（kě）分為澱粉（fěn）填充的不完全生物降解的崩（bēng）解型塑料和以澱（diàn）粉基可生物降（jiàng）解樹脂為（wéi）主要原料的完全生物降解（jiě）塑料。澱粉基（jī）可（kě）降解包（bāo）裝材料主要包括澱粉（fěn）製包裝材料與原澱粉和蛋白膜包裝材料兩大類。但由（yóu）於澱粉屬於含多羥基的（de）剛性天然高分子（zǐ）材料，其吸濕（shī）性、脆性以及難以塑化等缺陷一直阻礙著澱粉材料的應（yīng）用。目前，如（rú）何提高（gāo）澱（diàn）粉基生物降解塑料的韌性、耐吸濕性以及可加工性成為生（shēng）物降解塑料的研究熱點。由於目前各檢測機構和標準機構沒（méi）有出台專門針對生（shēng）物降解塑料或包裝膜的（de）透氣透濕檢測標準，MD传媒视频依照ASTM D1434（壓差法）和ASTM E96（減重法）等標準在阻隔性（xìng）實驗室對（duì）全澱粉型（xíng）生物降解薄（báo）膜（mó）進行了一次阻隔性（xìng）能檢測驗證。檢測物為厚約（yuē）380um的全澱粉型生物降解薄膜，如圖1所示。測試儀器使用的是MD传媒视频VAC-V2壓差法（fǎ）氣體滲透儀和W3/0120水蒸氣透過（guò）率（lǜ）測（cè）試儀，如圖2、圖3所示。由於全澱粉型生物降解薄膜在幹燥的環境下有脆性容易碎，所以在保存的（de）時候建議（yì）放在（zài）50%相對濕度（dù）的環境下進行保存。

圖1

圖2

圖3

　　3.MD传媒视频（guāng）阻（zǔ）隔性檢測驗證
　　透氣（qì）性測試（shì）
　　根據ASTM D1434標準中的規定，測試前將試樣放在23℃的幹燥環境下放置48小時。試驗需要純幹高純氧氣。裁製（zhì）試樣（yàng）時應選取（qǔ）厚度均勻，無皺折、折縫、針孔及其（qí）他缺陷的部分。首（shǒu）先，用取樣器製備3個濾紙和試樣，如圖4所示（shì）。在放置試樣前，如圖5所（suǒ）示先在測試（shì）下腔的淺凹槽外側2毫米以外（wài）的區域塗抹適量（liàng）的真空油脂以保（bǎo）證係統的密封程度，塗抹一定要均勻，同時要避免塗抹區域內不能有雜物，以防造成對試樣的損壞。油脂塗抹完（wán）畢後，在（zài）淺凹槽區域放上事前準備好的濾紙，然後將裁好試（shì）樣按照圖6中（zhōng）所（suǒ）示放（fàng）置在測試下腔，使試樣和測試下腔緊密接觸，蓋上測試上腔，旋緊即可（kě）。由（yóu）於澱（diàn）粉基生物降解薄膜的阻氣性比較好，所以試驗選用比例判斷模式，上下腔的抽真空時間設（shè）為8個小時以達到試驗需要的真（zhēn）空度。參數設置完畢後點擊“試驗”，整個試驗過程自動進行。
　　試驗結果為: 氧氣透過（guò）量          12.87 cm³/(m²·24h·0.1MPa)

 圖（tú）4

圖5

圖6

　　透濕性測試
　　根據ASTM E96標準中的規定，對試（shì）樣進行試驗前的預處理。裁製試樣時應選取厚度均勻，表麵無皺折、破損現象，並且表麵幹淨，無灰塵水漬（zì）的部分。首先，用（yòng）取樣器製（zhì）備3個試樣（yàng），如圖7所示。在將試樣放置到透濕杯前，應對透濕杯（bēi）進行清洗和幹燥處理，確（què）保透濕杯的幹燥。將準（zhǔn）備好的蒸餾水加入透視杯內，大約加到水麵距（jù）離試樣19±6mm的位置。要注意加水過程中避免有液滴濺到螺紋上影響測試結果。然後將下橡膠平墊（diàn）圈（quān）放入透濕杯，依次放入試樣、上橡膠（jiāo）平墊圈和密封圈。最後旋上壓蓋，如圖8所示。裝夾試樣時（shí）一定要注意透（tòu）濕杯各個零（líng）件的安裝順序，壓蓋一定要（yào）旋（xuán）緊，此外在（zài）旋緊壓蓋的過程中注意避免蒸餾水溢出杯槽。試樣裝夾完（wán）畢後將透濕杯依（yī）次放入測試腔，關（guān）閉玻（bō）璃密封門。根據標準，試驗（yàn）要求在38℃相對濕度90%的測試環境中進行，由於澱粉基生物降解薄膜（mó）的透濕（shī）性很好（hǎo），所以各試驗杯之間的稱重間隔設為10分鍾，稱重次數設為（wéi）4次。將各試驗參數設（shè）置完畢（bì）後點擊“試（shì）驗”，整個試驗過程可（kě）自動（dòng）進行。
　　試驗結果（guǒ）為：水蒸汽透過率       1849.079 g/(m²·24h)

圖（tú）7

圖（tú）8

 　　4.結論
　　通過測試結果，進一步印證了全澱粉（fěn）型生物降解膜的氧氣阻隔性很好但是阻濕性很差。所以如果要用作包裝材料必須要經過改性（xìng），例如全（quán）澱粉熱塑性塑料澱粉。其製造原理（lǐ）是使澱粉分子（zǐ）變構而無（wú）序化，形成具有熱塑性能的熱塑性澱粉，其澱粉分子構型發生改變，但其化學結構並沒有改變（biàn）。其熔體在150℃～230℃間表現出（chū）在通常加工方法的時間（jiān）範圍內的化學與流變性的穩（wěn）定性。因此又稱為熱塑性澱粉樹脂。在熱塑性澱粉中加入納（nà）米級增強相蒙脫土可有效地改（gǎi）善（shàn）熱塑性澱粉塑料的耐（nài）吸濕性和阻隔性能，提（tí）高（gāo）材料的力學性能及熱（rè）穩定性。全（quán）澱粉塑料的完全（quán）生物降解是毫無疑問的，但由於價（jià）格太高，推廣應用尚需時日。因此研究最適宜的變構澱（diàn）粉或熱塑性澱粉是開發優質（zhì）澱粉（fěn）塑料的關鍵，希望這（zhè）種環保（bǎo）型材（cái）料（liào）能盡早大規（guī）模應用，為人（rén）類（lèi）造福。

　　參（cān）考文獻
　　【1】王小青，石峰暉，嚴慶    生物降解塑料（liào）在包裝領域的加工應用技（jì）術進展（zhǎn）
　　【2】赫玉欣，由文穎，宋文生（shēng），張玉（yù）清    澱粉基生物降解塑料的應（yīng）用研（yán）究現狀及發展趨勢     河南科技大學學報：自然科學版（bǎn）　　　Vol. 27 No. 1
　　【3】呂方，朱光（guāng）明，劉代軍（jun1）    可完全生物降解材料的應用進展     塑（sù）料科技  Vol. 35   No.7(Sum.183) July 2007
　　【4】百度百科—生物降解塑料    http://baike.baidu.com/view/270915.htm