吕忠元 徐萍萍 刘柯兰 叶桂香
（万华化学（北京）有限公司）
日用化学品是软包装的重要应用领域之一，与食品内容物相比，日化品中添加的化学成分更为多样复杂，因而其对软包胶粘剂的影响也更明显。但正是由于日化品添加物的复杂性，加之软包胶粘剂并非直接与内容物接触，所以其作用过程及机理的研究具有一定难度，相关的应用研究方法并不健全。
本文以染发剂作为具体案例，通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、气相质谱联用仪（GC-MS）等仪器手段，建立相关评价方法，对染发剂的组成、迁移物质成分及其对软包胶粘剂的腐蚀机理进行了系统研究，为日化品包装应用提供一定的数据参考。
2.1 设备、材料与试剂
Agilent 7890B-5977A 气相色谱-质谱仪：美国Agilent 科技有限公司；
电子天平：美国梅特勒有限公司；
烘箱：日本埃斯佩克公司。
染发剂：市售，A/B 剂型；
胶粘剂：实验室合成；
乙二醇：上海阿拉丁生化科技股份有限公司。
2.2 实验处理
染发剂成分分析：采用溶剂沉淀离心分离的方法，取上清液进样GC-MS 测试。
染发剂穿透物质分析：将染发剂承装于流延聚丙烯（CPE）薄膜内，接触面积比为2.2 dm2/20 g 内容物，其外部用乙二醇作为吸收载体。将上述样品放置50℃/7 天后，取外部乙二醇，通过GC-MS 测试其新增成分。
染发剂对胶体腐蚀性分析：将胶粘剂按配比混合并充分固化后，制成膜片。取1 g 膜片浸泡于染发剂内，放入50℃烘箱中7 天。取出膜片，观察其外观及力学强度变化。
浸泡后染发剂成分分析：取浸泡后的染发剂，采用溶剂沉淀离心分离的方法，取上清液进样GC-MS 测试其中是否含有胶粘剂成分。
染发剂对剥离强度的影响：将染发剂用OPP/AL/PET/PE（结构由外到内）复合膜热封封装，放置在50℃烘箱中进行老化。测试不同时间下的剥离强度数值，测试标准参考GB/T 8808-1988。
3.1 染发剂成分分析
重点关注染色剂中的小分子物质，因其分子量低，穿透力强。GC-MS 结果如下：
图1. 染发剂A 剂提取液GC-MS 谱图
图2. 染发剂B 剂提取液GC-MS 谱图
表1 染发剂A 剂提取液小分子物质检出物
表2 染发剂B 剂提取液小分子物质检出物
从GC-MS 结果看：染发剂A 剂和B 剂中的成分有一定差异：A 剂中有多种胺类和醇类，包括对苯二胺、十六醇和十八醇等；
B 剂中则出现较大量的磷化氢，另有较多醇类物质。
3.2 染发剂迁移物质分析
取处理后的乙二醇，进样GC-MS 测试，结果如下：
图3. 染发剂A 剂迁移物GC-MS 谱图
表3 染发剂迁移物质
图4. 染发剂B 剂迁移物GC-MS 谱图
结果显示，染发剂相关成分确实可以穿透CPE 膜，其中：
（1）染发剂A 剂中，对苯二胺、十六醇、十八醇均可穿透PE 膜。
（2）染发剂B 剂中，十六醇、十八醇均可穿透PE 膜，磷化氢未穿透。
3.3 染发剂对胶粘剂的影响分析
将胶体膜片放入染发剂中浸泡，测试分析其对胶体的影响。
3.3.1 外观及力学强度变化分析
选用两种类型的胶粘剂，对比浸泡前后胶粘剂膜片的外观变化，具体如下：
图5. 胶粘剂在染色剂中浸泡前后对比
结果显示：
胶粘剂膜片中肉眼可见嵌入了很多染发剂，颜色发生明显变化：在A 剂中的胶膜偏紫色；
而在B 剂中的胶膜偏黄色。同时手撕胶膜发现，其力学强度明显变差（此处因膜片尺寸原因未进行力学性能数值测试）。
由此说明，无论是A 或B 剂，其接触胶粘剂后，均会对后者产生明显的腐蚀作用。
3.3.2 化学结构变化分析
将膜片从染发剂中取出后，清洗干净后，进行FT-IR 测试，具体如下：
图6. 膜片浸泡前后FT-IR 谱图
表4 膜片浸泡前后FT-IT 测试结果
结果显示：经A/B 剂浸泡后，胶粘剂的氨基甲酸酯峰强度均出现不同程度地降低，说明染发剂对胶粘剂的化学结构产生了腐蚀。尤其是A 剂对胶粘剂腐蚀更为明显，推测为胺和醇双重作用下导致的降解更为明显。
3.3.3 浸泡后染发剂分析
取胶黏剂1-浸泡后的染发A 剂5.0g，用溶剂溶解，离心分离后，取上清液测试，结果如下：
图7. 染发剂浸泡前后成分分析
结果显示：在染发剂A 剂中，均未发现胶粘剂的成分信息，这说明氨基甲酸酯键虽然遭到破坏降解，但其并未完全分解为小分子单体类物质，而仅为部分降解。
3.4 染发剂对剥离强度的影响
使用胶粘剂-1，复合OPP/AL/PET/PE 结构，熟化完成后用于承装染发剂，分析其剥离强度随老化时间的变化，具体如下：
表5 剥离强度衰减数据
结果显示：
（1）PET/PE 层：剥离强度随老化时间延长，出现了明显衰减，这说明染发剂穿透PE 膜，且对胶粘剂腐蚀，造成了强度降低。
（2）AL/PET：剥离强度在30 天后，只出现轻微衰减。这说明PET 对染发剂中相关成分具有一定的阻隔性。
（3）OPP/AL：观察期内剥离强度未出现明显衰减。这一现象产生，一方面是由于中间层PET已经对染发剂成分进行了一定阻隔，另一方面AL层对染发剂也具有良好的阻隔效果。
以A/B 型染发剂作为研究内容物，以聚乙烯（PE）膜作为阻隔层，通过建立相关检测手段和方法，对上述典型日化品的迁移及腐蚀情况做了系统研究，得到结论：所研究染发剂的有效迁移成分主要为胺类及醇类，其与聚氨酯胶粘剂长期接触时，会导致胶粘剂中氨基甲酸酯键破坏，进而影响胶粘剂的粘接性能。建议使用功能型胶粘剂（诸如万华化学WANNATE®系列耐介质专用胶）应对此类特殊内容物，同时增加 PET、AL等有效阻隔层也是可行手段之一。
猜你喜欢 染发剂剥离强度膜片 不同涂层的彩钢板对防水密封胶粘带剥离强度影响的研究合成材料老化与应用(2022年5期)2022-10-25不同涂层的彩钢板对防水密封胶粘带剥离强度影响的研究合成材料老化与应用(2022年4期)2022-08-25丙烯酸酯乳液压敏胶剥离强度稳定性的研究沈阳理工大学学报(2022年1期)2022-06-09PTFE板材烘板后剥离强度衰减原因分析及改善方法印制电路信息(2021年10期)2021-12-08橡胶膜片耐液体性能及等级评定煤气与热力(2021年10期)2021-12-02染发添靓丽扮美要谨慎家庭医学(2021年9期)2021-09-28基于Workbench的膜片联轴节变形分析方法装备制造技术(2021年5期)2021-08-14染发的健康风险须警惕大众健康(2021年2期)2021-03-09使用染发剂的技巧江苏卫生保健(2020年6期)2020-02-14扮靓自己没有错经常染发的风险请你注意自我保健(2019年5期)2019-08-02
