影響塑料復(fù)合膜阻隔性能的因素除了氣體物質(zhì)的分子大小及物性外,還需要塑料薄膜的本身成分、分子結(jié)構(gòu)及分子聚集狀態(tài)等內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及塑料與透過性物質(zhì)之間的相容性等。
1.分子極性
當(dāng)結(jié)晶度一定時(shí),極性大分子或強(qiáng)極性大分子因分子間結(jié)合緊密而使氣體在其內(nèi)部的擴(kuò)散困難。分子極性越大,其樹脂透氣率越小,阻氣性能越好。常用塑料樹脂中,PET和PVA為強(qiáng)極性樹脂,PA、PVC為極性樹脂,PS為弱極性樹脂,PE、PP等為非極性樹脂。它們的阻氣性隨分子的提高而提高,如PET和PE對(duì)O2透過率相差十分懸殊。
水蒸氣是極性分子,根據(jù)相似相溶的原理,水蒸氣在極性分子塑料中的溶入和擴(kuò)散速度均大于非極性塑料分子,其透濕系數(shù)值也較大。高阻隔性材料PET分子極性強(qiáng),而其透濕系數(shù)值大于非極性分子PE,故PE是一種極好的防潮包裝材料。
2.分子結(jié)晶性
氣體和水蒸氣透過結(jié)晶性塑料薄膜所需要的擴(kuò)散能量比非結(jié)晶性塑料薄膜高,擴(kuò)散系數(shù)小,故結(jié)晶性塑料薄膜表現(xiàn)出較好的阻氣性。在其余條件相同的情況下,塑料薄膜分子結(jié)晶度越高,表現(xiàn)出越好的阻隔性能。
3.分子定向性
塑料薄膜因成型時(shí)的拉伸而使塑料大分子受到不同程度的定向作用,成規(guī)則分布而排列緊密,薄膜阻隔性提高。定向程度越高,其阻隔性越好。尤其是薄膜經(jīng)過雙向拉伸處理后,不僅晶粒尺寸可大大降低,而且結(jié)晶度也可增高。
可解釋為一方面拉伸使原來的結(jié)晶顆粒破碎而變小;另一方面拉伸使大分子取向增加,排列更加規(guī)整有序,從而提高結(jié)晶度和大分子的排列密度。
4.分子親水性
塑料薄膜中具有親水性能的主要有PVA、PA等。親水性樹脂由于其強(qiáng)的吸水性可使樹脂溶脹,分子間距離增大可是阻隔性下降。通常,親水性塑料薄膜的水蒸氣擴(kuò)散系數(shù)不是常數(shù),它隨水蒸氣的濃度增大而增大,導(dǎo)致透濕系數(shù)的改變;而非親水性塑料薄膜的透濕性幾乎不受環(huán)境濕度的影響。