Ang halaya ay karaniwang may nilalamang tubig na higit sa 80%, at madaling kapitan ng pagpapalawak ng volume na dulot ng pagkikristal ng tubig sa ilalim ng mga kondisyon ng pagyeyelo, na naglalagay ng napakataas na pangangailangan sa paglaban sa epekto ng mga materyales sa packaging. Ang brittleness index ng tradisyonal na PE film ay tumataas ng 300% sa -18°C, at ang breakage rate sa drop impact test ay lumampas sa 20%. Bilang karagdagan, ang average na taunang temperatura sa mga tropikal na rehiyon tulad ng Southeast Asia ay umabot sa 28-32°C, at ang panganib ng pagkaputol ng cold chain ay mataas, na nangangailangan ng mga packaging materials upang mapanatili ang mekanikal na katatagan sa ilalim ng matinding pagkakaiba sa temperatura.
Ang PA layer ay nagbibigay ng mekanikal na suporta at mga katangian ng hadlang, at ginagarantiyahan ng PE layer ang heat sealing at mababang temperatura na tigas. Ang dalawa ay nabuo sa isang "matibay at nababaluktot" na composite system sa pamamagitan ng teknolohiya ng co-extrusion casting. Ang pangunahing bahagi ng teknolohiyang ito ay nakasalalay sa interpenetrating na istraktura ng network sa antas ng molekular, na nagpapataas ng lakas ng epekto ng composite film sa 12kJ/m² sa -18°C, na 4 na beses na mas malakas kaysa sa ordinaryong PE film, na nagbibigay ng materyal na batayan sa agham para sa jelly cold chain packaging.
Agham ng Materyales: Molecular Mechanism of Impact Resistance
Ang mga grupo ng amide (-CONH-) sa PA molecular chain ay bumubuo ng isang hydrogen bond network sa mababang temperatura, na pumipigil sa molecular chain slippage. Ipinapakita ng mga eksperimento na ang storage modulus (E') ng PA layer ay nananatili sa 2.2GPa sa -18°C, isang pagbaba ng 15% lamang mula sa temperatura ng silid, mas mababa kaysa sa 60% na pagbaba ng PE. Ang molecular rigidity na ito ay nagbibigay-daan sa composite film na mapanatili ang structural integrity sa panahon ng drop impact.
Ang PE layer ay bumubuo ng isang mababang-crystallinity spherulite na istraktura sa pamamagitan ng isang co-extrusion na proseso, na may amorphous na rehiyon na nagkakahalaga ng 40%, na nagbibigay sa materyal ng mababang temperatura na ductility. Sa -18°C, ang elongation sa break ng PE layer ay nananatili sa 350%, isang pagtaas ng 200% sa ordinaryong PE film. Ang flexibility na ito ay epektibong sumisipsip ng impact energy at iniiwasan ang malutong na bali.
Ang PA at PE ay bumubuo ng interpenetrating transition layer na 0.1-0.5μm ang kapal sa co-extrusion casting, at ang matibay na molecular chain ng PA at ang flexible na mga segment ng PE ay nakakamit ng energy transfer sa pamamagitan ng physical entanglement. Ang mga pagsusuri sa epekto ay nagpapakita na ang interpenetrating na layer ay maaaring magpakalat ng impact energy sa buong film body, na ginagawang ang impact absorption efficiency ng composite film ay 300% na mas mataas kaysa sa single-layer film.
Prinsipyo ng proseso: pangunahing kontrol ng teknolohiya ng co-extrusion casting
Sa molten state na 260-280 ℃, ang PA at PE ay na-extruded nang sabay-sabay sa pamamagitan ng multilayer distributor upang bumuo ng dynamic na diffusion layer. Ang amide group at ang PE chain segment ay gumagawa ng hydrogen bonds, na nagtataguyod ng mutual penetration ng molecular chain. Ang mga pangunahing punto ng kontrol sa proseso ay kinabibilangan ng:
Temperature gradient: Ang temperatura ng PA layer ay kinokontrol sa 275±5℃, at ang PE layer ay 265±5℃ upang maiwasan ang thermal degradation;
Pagtutugma ng rate ng daloy: Ang ratio ng extrusion rate ng PA sa PE ay 1:1.2 upang matiyak ang pare-parehong kapal ng interpenetrating na layer.
Ang pagkatunaw ay mabilis na pinatitibay sa ilalim ng pagkilos ng quenching roller (temperatura sa ibabaw <30 ℃), at ang PA layer ay bumubuo ng isang mataas na oryentasyong β-crystalline na istraktura, at ang PE layer ay bumubuo ng mga low-crystallinity spherulites. Ang kontrol sa bilis ng paglamig ay dapat matugunan ang mga sumusunod na kinakailangan:
PA layer: rate ng paglamig>150 ℃/s, nagpo-promote ng pagbuo ng β crystal;
PE layer: rate ng paglamig<80℃/s, pinipigilan ang pagbuo ng malalaking spherulite.
Ang hydrogen bond peak sa pagitan ng amide group at ng PE segment ay nakita ng Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), na nagpapatunay sa pagbuo ng interpenetrating layer. Ang pag-scan ng electron microscopy (SEM) ay nagpakita na ang PA at PE molecular chain sa interpenetrating layer ay may "net-like interwoven" na istraktura na may kapal na error na <0.05μm.
Teknolohikal na ebolusyon: mula sa pangunahing pagganap hanggang sa functional na pag-upgrade
Ang pagdaragdag ng 0.5-1% nano-montmorillonite (MMT) ay maaaring higit pang mapabuti ang mababang temperatura na epekto ng resistensya ng composite film. Ang MMT ay bumubuo ng "brick wall structure" sa PA layer, na nagpapataas ng lakas ng impact sa 15kJ/m², habang binabawasan ang OTR sa 0.8cm³/(m²·24h·0.1MPa).
Ang mga antioxidant microcapsule ay naka-embed sa PE layer upang makamit ang aktibong preservation function ng PA plastic jelly sealing vacuum packaging film . Ipinapakita ng mga eksperimento na ang composite film ay maaaring pahabain ang shelf life ng jelly hanggang 18 buwan, at ang rate ng pagpapanatili ng bitamina C ay mas mataas pa rin sa 85% sa ilalim ng mataas na temperatura at mataas na kahalumigmigan.
Bumuo ng PA6/PLA (polylactic acid) composite film upang mabawasan ang pag-asa sa mga fossil na hilaw na materyales. Sa pamamagitan ng pagbabago ng compatibilizer ng interface, ang lakas ng epekto ng bio-based na composite film ay umabot sa 10kJ/m², at ito ay ganap na nabubulok, alinsunod sa pamantayan ng EU EN13432.
Halaga sa industriya: mga teknolohikal na tagumpay at karaniwang pamumuno
Binabawasan ng PA/PE composite film ang cold chain packaging cost ng jelly ng 25% at ang pagkalugi sa transportasyon ng 80%. Ang pagkuha ng isang nangungunang negosyo bilang isang halimbawa, ang taunang dami ng pag-export ay tumaas mula 5,000 tonelada hanggang 20,000 tonelada, at ang bahagi ng merkado sa Southeast Asia ay tumaas sa 35%.
Ang barrier property at mechanical stability ng composite film ay epektibong pumipigil sa paglaki ng mga microorganism, na binabawasan ang kabuuang colony count ng jelly ng 2 orders of magnitude kumpara sa tradisyonal na packaging. Sa inspeksyon sa pag-export, ang qualified rate ng packaging ay umabot sa 99.9%, na higit pa sa average ng industriya.
Sa pamamagitan ng pagbabawas ng materyal (nababawasan ang kapal mula 120μm hanggang 80μm) at disenyo ng recyclability, ang carbon emissions ng composite film ay nababawasan ng 18% kumpara sa ordinaryong packaging. Ang mga teknikal na pamantayan nito ay kasama sa "Food Contact Materials Cold Chain Packaging Specification" (GB/T 42897-2023), na nangunguna sa berdeng pagbabago ng industriya.
