eng
Выпуск #3/2017
В.Цупрева, В.Румянцев
Контроль качества полимерных упаковочных материалов
Контроль качества полимерных упаковочных материалов
Просмотры: 3607
Полимерная упаковка широко применяется в повседневной жизни, так как эффективно защищает товары от механических повреждений и воздействия окружающей среды. Полимерная тара и упаковка должны иметь определенные эксплуатационные характеристики, быть безопасными и нетоксичными. Для контроля качества полимерного сырья и готовой продукции в соответствии с российскими и международными стандартами проводят ряд испытаний для оценки физико-химических, механических, теплофизических и реологических свойств.
УДК 54.084, 543.07
ВАК 02.00.02
DOI: 10.22184/2227-572X.2017.34.3.54.56
УДК 54.084, 543.07
ВАК 02.00.02
DOI: 10.22184/2227-572X.2017.34.3.54.56
Теги: polymer packaging polymers quality control testing контроль качества полимерная упаковка полимеры тестирование
МЕХАНИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ
ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Зачастую именно механические свойства полимеров играют ключевую роль в их применении. Оценка прочностных характеристик упаковочных материалов и исходного сырья (ПЭ, ПП, ПВХ и т.д.) позволит производителю подобрать упаковочный материал, который сохранит потребительские свойства товара. Характеристики и методы испытаний упаковочных материалов указывают в технических условиях (например, ГОСТ 10354-82 Пленка полиэтиленовая. Технические условия; ГОСТ 14236-81 Пленки полимерные. Метод испытания на растяжение; ГОСТ 33756-2016 Упаковка потребительская полимерная. Общие технические условия). Чаще всего интерес представляет контроль следующих параметров: прочность на разрыв / сжатие и определение коэффициента трения для полимерных пленок. Все эти испытания можно проводить на испытательных машинах Shimadzu серии AG-X и AGS-X (рис.1). В табл.1 приведена комплектация машин для выполнения трех видов испытаний с учетом требований российских и международных стандартов.
ОЦЕНКА ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Методы термического анализа позволяют установить зависимости физических и химических свойств полимеров от температуры и времени, а также определять структурные превращения (стеклование, плавление / кристаллизацию, фазовые переходы); теплофизические свойства (расширение, значение температуры плавления / кристаллизации), происходящие химические реакции[1]. К числу наиболее важных методов относятся дифференциальная сканирующая калориметрия, термогравиметрический и термомеханический анализ. Термоаналитическое оборудование Shimadzu (рис.2) включает все необходимые типы анализаторов для проведения испытаний в соответствии с актуальными требованиями нормативной документации (например, ГОСТ Р 56757-2015, ГОСТ Р 56754-2015, ГОСТ Р 56722-2015, ГОСТ 32618.2-2014).
ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТОВ И ДОБАВОК
ИК-спектроскопия является идеальным методом для идентификации полимеров и пластмасс (ГОСТ 26996-86, ASTM D5477-11, D2238 и т.д.). Измерение на ИК-фурье-спектрометре с помощью приставки НПВО с алмазной призмой дает возможность однозначно определить основные компоненты и присутствующие добавки, например, пластификаторы. При производстве упаковки для нужд пищевой промышленности используют полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), поликарбонат (ПК) и полиэтилентерефталат (ПЭТ). Поливинилхлорид достаточно широко применяют при производстве упаковочной пленки для наружной упаковки ПЭТ-бутылок с напитками. Помимо этого, пленки из ПВХ до сих пор используют для оформления прилавков в супермаркетах. Измерение образцов с помощью ИК-фурье-спектрометра не требует больших усилий и времени. Сравнение полученных ИК-спектров со встроенными библиотеками позволяет однозначно идентифицировать тип материала, а также получить информацию о том, чистое ли это вещество, смесь ли из нескольких компонентов или даже рециклат.
Приведем пример оценки типа полимера пищевой тары с помощью ИК-фурье-спектрометра Shimadzu IRAffinity-1S в комплекте с приставкой НПВО (рис.3, табл.2). Проводили исследования внутренней и внешней поверхности прозрачной и бесцветной тары. Если упаковка состояла из нескольких частей, например, крышек, пробок или слоев пленки, все эти компоненты также включали в измерения (рис.4).
Встречаются случаи, когда указанная на упаковке информация о типе полимера относится только к внешней поверхности, не затрагивая внутреннюю поверхность либо другие части упаковки, для которых может использоваться другой тип полимера. На рис.4 представлены ИК-спектры упаковки для абрикосов, которая представляет собой пластиковую коробку с крышкой. На этикетке была указана информация о типе полимера: "полипропилен, код переработки – 5". Результаты измерения показали, что крышка изготовлена из ПЭТ (ИК-спектр рис.4а), а контейнер – из полипропилена (ИК-спектр рис.4б). Таким образом, для предотвращения возможных проблем при дальнейшей переработке упаковки для вторичного использования необходимо оценивать все части упаковки, а также внешнюю и внутреннюю поверхности.
Перечисленные выше механические испытания полимерных материалов, оценка теплофизических свойств и идентификация полимеров являются ключевыми при контроле качества исходного полимерного сырья и готовых упаковочных материалов. Результаты испытаний позволяют оценить возможности и ограничения, провести оптимизацию технологического процесса и получить упаковку высокого качества. Оборудование Shimadzu обеспечивает надежное проведение этих испытаний в соответствии с требованиями российских и международных стандартов.
[1] Испытания пластмасс / Ред.-сост. В.Грелльманн, С.Зайдлер; пер. с англ.яз. под ред. А.Я.Малкина. – СПб: Профессия, 2010.
ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Зачастую именно механические свойства полимеров играют ключевую роль в их применении. Оценка прочностных характеристик упаковочных материалов и исходного сырья (ПЭ, ПП, ПВХ и т.д.) позволит производителю подобрать упаковочный материал, который сохранит потребительские свойства товара. Характеристики и методы испытаний упаковочных материалов указывают в технических условиях (например, ГОСТ 10354-82 Пленка полиэтиленовая. Технические условия; ГОСТ 14236-81 Пленки полимерные. Метод испытания на растяжение; ГОСТ 33756-2016 Упаковка потребительская полимерная. Общие технические условия). Чаще всего интерес представляет контроль следующих параметров: прочность на разрыв / сжатие и определение коэффициента трения для полимерных пленок. Все эти испытания можно проводить на испытательных машинах Shimadzu серии AG-X и AGS-X (рис.1). В табл.1 приведена комплектация машин для выполнения трех видов испытаний с учетом требований российских и международных стандартов.
ОЦЕНКА ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
Методы термического анализа позволяют установить зависимости физических и химических свойств полимеров от температуры и времени, а также определять структурные превращения (стеклование, плавление / кристаллизацию, фазовые переходы); теплофизические свойства (расширение, значение температуры плавления / кристаллизации), происходящие химические реакции[1]. К числу наиболее важных методов относятся дифференциальная сканирующая калориметрия, термогравиметрический и термомеханический анализ. Термоаналитическое оборудование Shimadzu (рис.2) включает все необходимые типы анализаторов для проведения испытаний в соответствии с актуальными требованиями нормативной документации (например, ГОСТ Р 56757-2015, ГОСТ Р 56754-2015, ГОСТ Р 56722-2015, ГОСТ 32618.2-2014).
ИДЕНТИФИКАЦИЯ ПОЛИМЕРОВ: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ КОМПОНЕНТОВ И ДОБАВОК
ИК-спектроскопия является идеальным методом для идентификации полимеров и пластмасс (ГОСТ 26996-86, ASTM D5477-11, D2238 и т.д.). Измерение на ИК-фурье-спектрометре с помощью приставки НПВО с алмазной призмой дает возможность однозначно определить основные компоненты и присутствующие добавки, например, пластификаторы. При производстве упаковки для нужд пищевой промышленности используют полиэтилен (ПЭ), полипропилен (ПП), поликарбонат (ПК) и полиэтилентерефталат (ПЭТ). Поливинилхлорид достаточно широко применяют при производстве упаковочной пленки для наружной упаковки ПЭТ-бутылок с напитками. Помимо этого, пленки из ПВХ до сих пор используют для оформления прилавков в супермаркетах. Измерение образцов с помощью ИК-фурье-спектрометра не требует больших усилий и времени. Сравнение полученных ИК-спектров со встроенными библиотеками позволяет однозначно идентифицировать тип материала, а также получить информацию о том, чистое ли это вещество, смесь ли из нескольких компонентов или даже рециклат.
Приведем пример оценки типа полимера пищевой тары с помощью ИК-фурье-спектрометра Shimadzu IRAffinity-1S в комплекте с приставкой НПВО (рис.3, табл.2). Проводили исследования внутренней и внешней поверхности прозрачной и бесцветной тары. Если упаковка состояла из нескольких частей, например, крышек, пробок или слоев пленки, все эти компоненты также включали в измерения (рис.4).
Встречаются случаи, когда указанная на упаковке информация о типе полимера относится только к внешней поверхности, не затрагивая внутреннюю поверхность либо другие части упаковки, для которых может использоваться другой тип полимера. На рис.4 представлены ИК-спектры упаковки для абрикосов, которая представляет собой пластиковую коробку с крышкой. На этикетке была указана информация о типе полимера: "полипропилен, код переработки – 5". Результаты измерения показали, что крышка изготовлена из ПЭТ (ИК-спектр рис.4а), а контейнер – из полипропилена (ИК-спектр рис.4б). Таким образом, для предотвращения возможных проблем при дальнейшей переработке упаковки для вторичного использования необходимо оценивать все части упаковки, а также внешнюю и внутреннюю поверхности.
Перечисленные выше механические испытания полимерных материалов, оценка теплофизических свойств и идентификация полимеров являются ключевыми при контроле качества исходного полимерного сырья и готовых упаковочных материалов. Результаты испытаний позволяют оценить возможности и ограничения, провести оптимизацию технологического процесса и получить упаковку высокого качества. Оборудование Shimadzu обеспечивает надежное проведение этих испытаний в соответствии с требованиями российских и международных стандартов.
[1] Испытания пластмасс / Ред.-сост. В.Грелльманн, С.Зайдлер; пер. с англ.яз. под ред. А.Я.Малкина. – СПб: Профессия, 2010.
Отзывы читателей
