可逆变色薄膜的成型机理及应用二

2007/8/10 15:04:24

3．变色薄膜的制备及变色功能的实现　　（1）制备　　变色薄膜的制备主要根据现有的高分子材料成型技术，利用现有的常用高温高压挤出设备——塑料挤出机来实现。　　最常用的高分子聚合物是聚乙烯或聚氯乙烯。确定高分子聚合物材料后，再按比例加入高分子相容剂。通过相容剂使无机化合物——特种变色离子均匀分散于聚合物树脂中，然后放入挤出机内进行混炼，最终挤出而得到所要求的变色薄膜。　　其成膜与变色效果受多种因素影响。如温度、压力、混炼时间以及相容剂的性能等。　　（2）变色功能的实现　　现以分子结构最简单的高密度聚乙烯（HDPE）变色薄膜为例。它的分子结构由一基本的线型分子和不断重复的单个乙烯构成，当它在高温高压下进行混炼时，使加入的无机化合物中的离子形成反应性基因，并被挤压在线性分子之间或分子链链端，而将无机化合物离子固定在聚乙烯高分子中的成分又是高分子相容剂，从而形成一种高分子合金体系。无机化合物离子，在一定的温度条件下具有较好的活性——实现变色，这就实现了高分子聚合后的变色。　　这里所选用的相容剂是丙烯酸，选用的无机化合物变色材料是铬化物。　　这种可逆变色聚乙烯塑料薄膜的变色温度在30～40℃。30℃以下为无色，在30℃开始随温度的升高而逐渐变为绿色，到达40℃以后色彩便稳定下来。但温度越高，其变色速度就越快。　　本研究只完成绿色的可逆转变，根据上述原理，还可实现多种颜色的可逆转变，其用途更加广泛。　　二、应用　　目前可逆变色薄膜具有三大应用领域。　　1、农业领域　　植物在不同的生长阶段对于色光的要求也不同。例如，将由红色和蓝色合成的紫色农用薄膜用于栽培莴苣、白菜、甘蓝等叶菜类和茎菜类时，在种子的发芽和幼苗时期，对发育生长有一定的促进作用。但是，到了蔬菜的生长时期，紫色薄膜就对开发一种促进作物生长没有多大作用了。　　为了克服上述缺点，开发一种在作物整个生长期内对其生长发育都有促进作用的有色薄膜，便开始成为人们的研究重点了。　　以HDPE为例，在塑料薄膜中加入一定量的有机化合物离子，使之在日光或高温下变为绿色或蓝色，随着时间的推移，薄膜的颜色会逐渐变化，有利于茎菜类和叶菜类作物的生长。绿色能够促进种子和幼苗的生长发育，在幼苗发育后自动褪色，使蓝光能充分起作用，促进植物继续生长壮大。同时，在炎热的夏天，可自动调节薄膜内的色彩、从而满足植物的生长要求。　　2．包装领域　　可逆变色薄膜可用于包装材料。当用于食品包装时，随着温度的升高，其颜色产生变化，一般变为绿色。这可阻碍紫外光或红外线的进入，从而延长保鲜保质期。　　可用作防伪包装，一般包装薄膜没有这种功能。如果包装标贴用这种变色薄膜制作，并设定有特定的变色温度区，便可由此而判别真伪。作内包装时也可通过特定的变色温度区来识别真假。　　3．作功能材料　　主要可以用作室外装饰和遮阳降温。例如建筑物上的玻璃粘贴膜。汽车上的玻璃阻阳膜等。还可作各种装饰材料，特别是用在与温度和阳光直接接触的物品上，很有开发价值。（作者/温州大学杨福馨）广东包装

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