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硫化鋅鐳射介質(zhì)膜異味脫除技術(shù)的探究摘要:硫化鋅(ZnS)由于其出色的特性,作為一種高光澤的鍍膜材料被越來(lái)越多的應(yīng)用于包裝領(lǐng)域。本文著重介紹了脫除硫化鋅鐳射介質(zhì)膜中SO2和H2S兩種物質(zhì)的裝置和方法。關(guān)鍵詞:硫化鋅、介質(zhì)膜、異味、pH1、 硫化鋅(ZnS)介質(zhì)膜的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):經(jīng)過(guò)鍍介質(zhì)后的鐳射圖形有光亮的金屬感,鐳射效果更明顯。最主要的優(yōu)點(diǎn)則是鍍介質(zhì)后鐳射面可以與其他紙、塑材料復(fù)合,鐳射圖形不受影響。復(fù)合后的鐳射材料就具有鐳射圖形耐摩擦的優(yōu)點(diǎn),而其他不鍍介質(zhì)的透明鐳射膜都不具備的。缺點(diǎn):硫化鋅鐳射介質(zhì)包裝材料有類似臭雞蛋的刺激性氣味,異味問(wèn)題一直是限制該鍍層材料在包裝上應(yīng)用的一個(gè)技術(shù)壁壘,特別是煙草及食品包裝,嚴(yán)格要求包裝材料無(wú)異味。2、 去除異味的必要性采用GC-MS對(duì)比了同種涂層分別鍍硫化鋅和鋁層介質(zhì)膜的的圖譜曲線,120S位置附近峰值有差異,質(zhì)譜分析的結(jié)果兩峰分別為SO2和H2S產(chǎn)生,硫化鋅介質(zhì)膜的氣味也驗(yàn)證了這一結(jié)論。其原理在于高溫、真空條件下ZnS由固態(tài)升華成的氣態(tài),在蒸鍍過(guò)程中薄膜涂層內(nèi)微量的水及氧氣與氣態(tài)ZnS反應(yīng),生成SO2和H2S氣體及氧化鋅,化學(xué)反應(yīng)方程式如下:ZnS+H2OfH-2S+ZnO2H2S+3O2-2SO2+2H2O氧化鋅和氣態(tài)的硫化鋅一起在薄膜制品表面形成一層致密的鍍層,并吸附反應(yīng)生成的SO2和H2S氣體。由于ZnO是很好的光致發(fā)光材料,室溫下對(duì)可見(jiàn)光的反射率高于ZnS材料。在真空鍍過(guò)程中產(chǎn)生的ZnO實(shí)際上增強(qiáng)了ZnS材料的光學(xué)性能,不影響包裝材料的外觀效果。若能有效除去SO2和H2S氣體,則能達(dá)到煙草包裝材料對(duì)氣味的要求。3、脫除裝置用于脫除硫化鋅鐳射介質(zhì)膜異味的裝置包括依次前后排列的放卷架、脫硫槽、清水槽、烘箱和收卷架。脫硫槽的上方設(shè)有pH測(cè)試儀連線自動(dòng)加液裝置,清水槽配有噴水清洗裝置,噴水清洗裝置的上方設(shè)有用于除去多余水分的擠干裝置,脫硫槽內(nèi)有脫硫劑Na2HPO4溶液,也可以采用其他類似的脫硫劑。pH測(cè)試儀連線自動(dòng)加液裝置包括儲(chǔ)液罐和安裝在儲(chǔ)液罐的出液管上的閥門,該閥門通過(guò)控制器控制,控制器連接pH測(cè)試儀,該pH測(cè)試儀的檢測(cè)探頭置于脫硫槽中。pH測(cè)試儀連線自動(dòng)加液裝置能自動(dòng)檢測(cè)Na2HPO4溶液的pH值并自動(dòng)添加0.2mol/L的Na2HPO4溶液,使間隔內(nèi)Na2HPO4溶液的pH值要控制在7.4-8.0之間。如果pH值小于7.4,則Na2HPO4溶液與SO2和H2S反應(yīng)速度太慢,無(wú)法快速清除異味;當(dāng)pH值大于8.0,則由于Na2HPO4溶液堿性增強(qiáng),OH-離子會(huì)與ZnO發(fā)生化學(xué)反應(yīng),生成Na2[Zn(OH)4]破壞介質(zhì)膜的介質(zhì)層,化學(xué)反應(yīng)方程式如下:ZnO+2Na++2OH-+H2O-Na2[Zn(OH)4]因此,Na2HPO4溶液的pH值要控制在7.4-8.0之間。脫硫槽內(nèi)通過(guò)隔斷形成多個(gè)連續(xù)分布的間隔,間隔的底部相互連通,使脫硫槽內(nèi)各處的脫硫劑的濃度盡量一致,從而也使脫硫槽內(nèi)各處的pH值也盡量一致。擠干裝置由多對(duì)擠壓輥構(gòu)成,每對(duì)擠壓輥由兩根緊臨設(shè)置的擠壓輥組成,其中的一根擠壓輥由電機(jī)帶動(dòng),工作時(shí),介質(zhì)膜被夾于兩根擠壓輥之間,通過(guò)兩擠壓輥對(duì)介質(zhì)膜進(jìn)行擠壓。用于脫除硫化鋅鐳射介質(zhì)膜異味的裝置,它還包括多個(gè)對(duì)介質(zhì)膜起導(dǎo)向和支撐作用的導(dǎo)膜輥。作為雜質(zhì)清除對(duì)象的硫化鋅鐳射介質(zhì)膜通過(guò)導(dǎo)膜輥牽引的方式依次經(jīng)過(guò)脫硫槽2的多個(gè)間隔,并且在間隔中清除鐳射介質(zhì)膜中的SO2和H2S。
間隔內(nèi)的Na2HPO4溶液,通過(guò)與介質(zhì)膜內(nèi)的SO2和H2S反應(yīng),以達(dá)到清除異味的目的。反應(yīng)如下:SO2+SO2+H2O—2H++SO32-H2S+OH-=H2O+SIH++OH-=H2OSO32-+2Na++2OH-=H2O+Na2SO4H++OH-=H2OSO32-+2Na++2OH-=H2O+Na2SO49S 4 7圖一9S 4 7圖一(放卷架1、脫硫槽2、清水槽3、噴水清洗裝置4、烘箱5、收卷架6、擠干裝置8、pH測(cè)試儀連線自動(dòng)加液裝置9、脫硫劑10、儲(chǔ)液罐11、控制器12、pH測(cè)試儀13、閥門14、檢測(cè)探頭15)4、脫除方法1)放卷,硫化鋅鐳射介質(zhì)膜進(jìn)入脫硫槽中進(jìn)行脫硫。pH測(cè)試儀實(shí)時(shí)檢測(cè)脫硫槽內(nèi)Na2HPO4溶液的pH值,當(dāng)脫硫槽內(nèi)Na2HPO4溶液的pH值小于7.4時(shí),pH測(cè)試儀把該檢測(cè)信息反饋給控制器,控制器根據(jù)這一信息打開儲(chǔ)液灌的閥門開關(guān),自動(dòng)添加0.1-0.3mol/L的Na2HPO4溶液。當(dāng)pH測(cè)試儀檢測(cè)到脫硫槽內(nèi)Na2HPO4溶液的pH值又維持在7.4-8.0之間時(shí),pH測(cè)試儀把此信息傳輸給控制器,控制器依據(jù)該信息關(guān)閉儲(chǔ)液灌的閥門。硫化鋅鐳射介質(zhì)膜經(jīng)過(guò)清水槽的噴水清洗裝置除去附在其上的Na2HPO4溶液,進(jìn)入擠干裝置除去多余水分,然后進(jìn)入烘箱烘干,最后收卷。5、總結(jié)本文介紹的用于脫除硫化鋅鐳射介質(zhì)膜異味的裝置及方法可以有效地清除硫化鋅鐳射介質(zhì)膜中SO2和H2S兩種物質(zhì),能達(dá)到煙草包裝材料對(duì)氣味的要求,從而可以使硫化鋅
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