SiO2/MgO-PTFE/PET复合膜的制备及应用性能研究

摘要

SiO2/PET复合包装膜是一种新型软包装材料,可广泛应用于食品、医药、日化等领域.但是,由于SiO2和PET属于两种不同性质的材料,其热膨胀系数等性能参数相差较大,会导致膜基结合不牢和性能下降.本文以提高SiO2/PET复合膜的结合强度为目的,设计开发了新型SiO2/MgO-PTFE/PET 复合膜,通过扫描电镜、能谱仪、附着强度测试仪和透湿仪的检测与表征,研究了过渡层的制备工艺参数对其结合性能和透湿性能的影响,并优化出最佳制备参数.　　采用磁控溅射技术制备了SiO2/MgO-PTFE/PET复合膜,并通过附着强度测试仪、透湿仪检测了复合膜的结合性能和透湿性能.结果表明:SiO2/MgO-PTFE/PET复合膜的结合强度较SiO2/PET复合膜、SiO2/MgO/PET复合膜分别高345%、97.98%;SiO2/MgO-PTFE/PET复合膜的透湿性能较PET薄膜、SiO2/PET复合膜、SiO2/MgO/PET复合膜分别低60.7%、50%、32.9%.　　研究了过渡层MgO-PTFE的制备参数对SiO2/MgO-PTFE/PET复合膜的结合强度和透湿性能的影响规律.结果表明:随着氧氩比、PTFE掺杂量和过渡层厚度的增大,复合膜的结合强度先增大后减小,其透湿率则呈现先减小后增大的变化趋势;随着本底真空度的增大,复合膜的结合强度增大,复合膜的透湿率减小.　　利用正交实验法分析了过渡层MgO-PTFE的制备参数(氧氩比、本底真空度、PTFE射频功率、溅射时间)对SiO2/MgO-PTFE/PET复合膜结合强度和透湿性的影响规律,并对过渡层MgO-PTFE制备参数进行了优化与验证.结果表明:(1)过渡层MgO-PTFE的制备参数中对SiO2/MgO-PTFE/PET复合膜膜基结合强度和透湿性能影响最大的是氧氩比,其次是本底真空度和PTFE溅射功率,溅射时间的影响最小;4个制备参数的较优组合为:氧氩比为1,本底真空度为0.5×10-3 Pa,PTFE溅射功率为140w,溅射时间为25min.(2)本实验条件下,采用最佳参数制备的SiO2/MgO-PTFE/PET复合膜具有最高的结合强度和最低的透湿率.

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摘 要*

ABSTRACT*

第 一 章 绪论

1.1 引言

1.2高阻隔包装材料的研究现状

1.2.1 阻隔材料的阻隔原理

1.2.2 高阻隔塑料包装材料的种类

1.2.3 PET基高阻隔包装膜的制备与改性技术

1.2.4复合包装膜界面结合性能的影响因素

1.2.5复合包装膜阻隔性能的影响因素

1.3本课题的研究意义和主要研究内容

1.3.1研究意义

1.3.2 主要研究内容

第二章SiO2/MgO-PTFE/PET复合膜的设计、制备与表征

2.1 MgO-PTFE中间层的设计

2.1.1 MgO掺杂PTFE的目的

2.1.2 MgO-PTFE掺杂量的控制

2.2 SiO2/MgO-PTFE/PET复合膜的制备

2.2.1实验设备

2.2.2实验材料

2.2.3制备工艺

2.3 SiO2/MgO-PTFE/PET复合膜的结构、性能的表征与检测方法

2.3.1表面形貌

2.3.2组成成分

2.3.3膜基结合强度

2.3.4透湿性能

2.4本章小结

第三章SiO2/MgO-PTFE/PET复合膜应用性能的研究

3.1 MgO-PTFE中间层氧氩比对应用性能的影响

3.1.1 表面形貌

3.1.2 结合性能分析

3.1.3 透湿性能分析

3.2 MgO-PTFE中间层本底真空度对应用性能的影响

3.2.1 表面形貌

3.2.2 结合性能分析

3.2.3 透湿性能分析

3.3 MgO-PTFE中间层PTFE掺杂量对应用性能的影响

3.3.1 表面形貌

3.4 MgO-PTFE中间层厚度对应用性能的影响

3.4.1 表面形貌

3.4.2 结合性能分析

3.4.3 透湿性能分析

3.5 本章小结

第四章基于正交实验法的SiO2/MgO-PTFE/PET复合膜制备参数的优化

4.1 正交实验法概述

4.1.1 正交实验特点

4.1.2 正交实验步骤

4.2 SiO2/MgO-PTFE/PET复合膜制备参数的优化

4.2.1 正交实验的设定

4.2.2 正交实验结果的分析

4.2.3 正交优化结果的验证

4.3 本章小结

第五章 结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

附 录

致 谢