Введение к работе
Актуальность работы. Высокая эффективность применения пленочных материалов практически во всех областях промышленности предопределила расширение областей их использования, самой емкой из которых является упаковка пищевых продуктов. Обширный ассортимент упаковочных материалов обусловлен многообразием пищевых продуктов и широким диапазоном требований, предъявляемых к упаковке. Они требуют создания пленочных материалов с таким комплексом свойств, который невозможно реализовать при использовании однослойных пленок. Поэтому подавляющее их большинство представляют собой многослойные пленки (МП) и комбинированные пленочные материалы (КПМ). Наблюдается постоянная тенденция развития технологических процессов их получения, среди которых заметное место занимает экстру-зионно-ламинатор ный.
Несмотря на значительное количество работ по производству КПМ экс-трузионно-ламинаторным способом, нельзя сказать, что все проблемы производства решены, а технологические параметры научно обоснованы. Например, одной из важнейших проблем остается обеспечение достаточной адгезионной прочности между слоями при использовании отечественного ПЭ, что приводит к тому, что скорости получения КПМ при использовании отечественного ПЭ в 2-3 раза меньше, чем достигаемые при применении импортных аналогов. Причины низкой адгезионной прочности при высоких скоростях, препятствующие увеличению производительности, до сих пор не выявлены. Поэтому актуальным вопросом является анализ факторов, отвечающих за формирование адгезионного взаимодействия, и поиск путей повышения адгезионной прочности.
Целью данной работы являлось выявление факторов, ответственных за формирование адгезионного взаимодействия на границе полиэтилен-картон (бумага) и нахождение технологических приемов, позволяющих обеспечить необходимый уровень адгезионного взаимодействия.
В рамках поставленной цели решали следующие основные задачи:
исследовать влияние свойств исходных материалов (шероховатость бумаги, реологические свойства и молекулярно-массовое распределение полиэтилена (ПЭ), степень его окисления при экструзии) на адгезионные показатели КПМ;
исследовать влияние параметров технологического процесса (температуры расплава ПЭ, степени активации поверхности бумаги) на адгезионные показатели КПМ;
оценить влияние вышеперечисленных факторов на формирование истинной поверхности контакта на границе «бумага-картон»;
выявить пути повышения адгезионного взаимодействия в изучаемой системе.
Научная новизна работы.
Впервые обнаружен эффект повышения адгезионной способности полиэтилена после воздействия на его расплав УЗ колебаний и предложен механизм, объясняющий повышение адгезионной прочности КПМ, полученных методом экструзионного ламинирования;
Установлено принципиально разное поведение отечественного и импортного ПЭ в процессе экструзионного ламинирования на стадии смачивания расплавом бумажной основы;
Установлено, что добавление термостабилизатора в ПЭ, а также УЗ воздействие на расплав ПЭ приводит к повышению уровня адгезионного взаимодействия с подложкой;
Показано, что аномальное поведение отечественного ПЭ при высоких температурах экструзии связано с процессами сшивки, происходящими в поверхностных слоях экструдируемого расплава;
Показано, что при УЗ воздействии на расплав ПЭ можно снизить температуру его экструзии и получить КПМ с высокими адгезионными показателями и санитарно-гигиеническими свойствами..
Практическая значимость:
Практическая ценность работы состоит в получении научных результатов, позволивших определить требования к процессу активации бумажной основы коронным разрядом на промышленной установке, разработать предложения по использованию добавок термостабилизаторов в ПЭ а также обработке его расплава УЗ колебаниями в процессе экструзионного ламинирования. Реализация предложений позволит отечественным производителям отказаться от использования импортных материалов для достижения высокой адгезионной прочности КПМ на основе ПЭ и бумаги (картона).
Подготовлены и защищены выпускные квалификационные работы при подготовке студентов технологического факультета ФГБОУ ВПО «МГУПП». Апробация результатов работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на VII, VIII и IX международных конференциях студентов и молодых ученых «Живые системы» в 2008, 2009, 2011 г. Москва; Первой научно-практической конференции с международным участием «Тара и упаковка пищевых продуктов; Коммуникативные технологии пищевых производств» в ноябре 2009г. Москва; Московской международной научно-технической конференции «Биотехнология: экология крупных городов» в 2010г. Москва; Первом Международном конгрессе «Экологическая, продовольственная и медицинская безопасность человечества» в ноябре 2011г. Москва.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе 5 в журналах, включенных в перечень ВАК, 7 тезисов докладов и сборниках материалов конференций.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, литературного обзора, методической части, главы, посвященной изложению основных результатов и их обсуждению, выводов, списка использованной
литературы из 160 наименований. Объем основного текста диссертации содержит 146 страниц машинописного текста, 4 таблицы, 34 рисунка.
