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      光固化配方產品如何應用食品包裝?
      - 2020-10-27-

      紫外線照射光固化配方產品,以通過化學反應將原始液體產品轉換為固態。食品包裝所用的清漆和油墨也不例外。光固化產品配方通常由低聚物(樹脂),反應性單體,光引發劑,顏料,填料和添加劑組成。在這些組分中,這些組分中的任何一種都不能通過化學反應固化成聚合物網絡。所有液體產品都有潛在的遷移可能性。

        光引發劑可分為兩種類型,一種是I型光引發劑,其本身通過裂解直接產生自由基,另一種是II型光引發劑,需要使用助引發劑或增效劑。

      苯醌衍生物,尤其是α-羥基和α-氨基二苯甲酮,以及?;趸⑹浅S玫腎型引發劑。當用紫外線照射α-羥基苯甲酮分子時,羥基與脂肪族α-碳之間的σ鍵斷裂。例如,如下圖所示,常見的1173光引發劑2-羥基-2-甲基苯乙酮在裂解后會生成苯甲?;?-羥基-2-丙基。這兩個自由基都具有高反應活性,并且可以引發聚合反應。因此,在理想的100%轉化率下,所有光引發劑都可以反應到聚合物網絡中。

        II型光引發劑的主要代表是二苯甲酮和噻噸酮衍生物。以二苯甲酮為例,在紫外線照射下,分子被激活并保持三重態。在共引發劑(例如胺)的存在下,電子從共引發劑轉移到二苯甲酮,然后酸性質子轉移形成氨基和羥基。產生的α-氨基烷基自由基的活性足以引發自由基聚合反應。羥基自由基是相對穩定的并且不會引發聚合,并且更可能發生重組反應或氫提取反應。

         即使發生完全轉化,II型光引發劑仍將留下可能遷移的相對較小的分子。

         但是,LED EV設備的實際UV固化反應與理想狀態仍有很大差異,也就是說,必須考慮其他一些反應。換句話說,在實際應用中,必須有一些未反應的光引發劑殘基。在I型光引發劑中,它可能是由II型光引發劑中的直接重組反應或三重態物質的劣化引起的。 I型光引發劑的另一種可能性是殘余自由基的重組?;蛴脷錃廨腿》磻?。

         為了減少遷移,必須固定光引發劑。一種方法是增加光引發劑的分子量。已經證明,當分子量小于300時,擴散系數將增加,而當分子量大于1000時,遷移率將被認為很小。因此,根據歐洲食品安全局的相關規定,只有低分子量的未知物質才能被認為是有毒的。對于I型光引發劑,可以有多種低聚物型光引發劑,并在其上引入一個以上的光敏部分,從而大大增加了其參與反應的可能性。然而,低聚物型光引發劑的不利缺點是其粘度將更高,導致最終制劑的粘度更高。結果,制劑的調節窗口將變窄。如果使用單體降低粘度,則由于使用的低粘度單體的官能度低,將引入新的遷移因子。

        對于II型光引發劑,減少對粘度的負面影響并同時減少遷移的可能性的一種方法是降低分子量,并將光引發劑直接引入系統材料中。

        凹版UV設備的方案建議:就添加劑而言,如果添加劑本身是非反應性的,則存在遷移的風險。幸運的是,大多數添加劑制造商現在都可以提供反應性添加劑,以有效避免添加劑遷移。

         除了配制產品本身以外,其他因素(包括固化條件和產品使用環境)也可能引起食品安全問題。因此,整個價值鏈的每個環節都需要關注這個問題,以有效避免食品包裝中物質遷移所引起的食品安全問題。


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