水分的危害
在塑料軟包裝的復合和印刷中,需要用到很多溶劑,它們本身的質量對產品有很大影響,其中水分含量是關系產品質量的重要因素之一。以乙酸乙酯溶劑為例,因為每摩爾的水分會消耗同樣摩爾的固化劑。換言之,在復合生產中,1份水分會消耗18份的固化劑,所以微量的水分存在會造成很大破壞。據相關資料記載,乙酸乙酯水分含量的過大可以對復合質量造成以下影響:
(1)水分消耗固化劑,使主劑、固化劑配比不準確,影響產品固化,會出現發粘現象。
(2)由于水分與固化劑的反應,快速生成二氧化碳,限制粘合劑的浸潤,也容易使產品出現氣泡。
(3)水分奪取固化劑,能導致粘合劑生成內聚強度比較高的聚氨酯脲(R-NHCOHN-R),導致產品易出現晶點和變硬現象。
(4)水分溶入溶劑,使乙酯揮發速度減慢,使粘合劑的鋪展速率,和硬化速率受到影響,也容易導致溶劑殘留。
乙酯中的水分來源主要有兩個渠道,其一是產品本身自帶,如我國《GB3728-91工業乙酸乙酯》中規定,優等品水分含量小于1000ppm,一等品水分含量小于2000ppm,合格品水分含量小于4000ppm,在市售乙酯中,這些水分都是不可避免的。據筆者經驗,購買時選擇優等品的乙酯,考慮到存放因素,在復合前應使水分含量不大于2000ppm,這樣才能保證復合質量。其二,乙酯在存放過程中吸收的水分,因為乙酯屬于易揮發液體,在揮發過程中需要吸收熱量,表層乙酯的急速揮發主要熱量來源就是空氣中水蒸氣的凝結放熱,而凝結的水分則很快溶入乙酯中,進一步增加了其水分含量,這在夏季空氣相對濕度大于80%時尤為突出。鑒于這種情況,在復合前事先測定乙酯中的水分含量就顯得非常重要了。
各種水分測定儀的比較
市售的水分測定儀有很多,按測試方法分有以下幾種:
紅外法類儀器,體積小,測定范圍比較寬,度差,適合水分含量5%-90%的木材、紙張等材料的測定,結構簡單,價格低廉。
卡爾費休庫侖法類儀器,主要原理:利用化學反應后電導率變化計算,結構復雜,體積較大,測定度zui高,適合水分含量在100PPm以下的測定。它一般用于陰離子聚合等對水分有非常嚴格要求的化工、醫藥等行業產品測定,或用于多頻次的大型彩印廠使用,價格較貴。
卡爾費休容量法,結構比較簡單,體積和度適中,適合水分含量10PPm-10%的測定,一般用于對水分有嚴格要求的化工、醫藥和包裝等行業產品測定,價格從數千元到數萬元不等。
可以看出,對于一般軟包裝行業,在測定乙酸乙酯等溶劑的水分含量時,使用卡爾費休容量法水分測定儀*可以滿足每日2-10次測定的要求,且經濟性比較好。
卡爾費休容量法水分測定的測定原理
卡爾費休容量法測定水分含量時,主要依據電化學反應:
I2+2eó2I-
在反應池的溶液中同時存在I2和I-時,該反應在電極的正負兩端同時進行,即在一個電極上I2被還原,而在另一個電極上I-被氧化,因此在兩個電極之間有電流通過。如果溶液中只有I-而無I2同時存在,則兩個電極間沒有電流通過。
卡爾費休試劑中含有效成分吡啶和碘等物質,把其計量滴入反應池,能與待測溶液中的水發生如下化學反應:
H2O+SO2+I2+3C5H 5N→2C5H5N·HI+C5 H5N·SO3
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