03 第2章包装工艺学的化学基础.ppt

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1、第一节第一节第一节第一节 产品质量变化的内在因素产品质量变化的内在因素产品质量变化的内在因素产品质量变化的内在因素 产品在流通领域质量变化的主要因素是产品的组成成分产品在流通领域质量变化的主要因素是产品的组成成分以及生产加工过程中所赋予的性能等内在因素。决定于：以及生产加工过程中所赋予的性能等内在因素。决定于：一、产品的化学成分一、产品的化学成分二、产品的结构二、产品的结构三、产品的性质三、产品的性质第二章第二章 包装工艺学的化学基础包装工艺学的化学基础一一一一 产品的化学成分产品的化学成分 有机有机 易变化，不易保管易变化，不易保管 无机无机 相反相反1 无机成分的产品无机成分的产品 不含碳

2、、氧结构，如，盐、碱、玻璃、五金。不含碳、氧结构，如，盐、碱、玻璃、五金。一一一一 产品的化学成分产品的化学成分2 有机成分的产品有机成分的产品 棉、毛、丝棉、毛、丝 化纤、塑料、橡胶化纤、塑料、橡胶 蔬菜、水果、粮食蔬菜、水果、粮食一一一一 产品的化学成分产品的化学成分 3 混合物混合物 无机无机 +无机无机 （火柴头火柴头 硫磺、赤磷、氯酸钾）硫磺、赤磷、氯酸钾）有机有机 +有机有机 （袋装杂粮）袋装杂粮）无机无机 +有机有机 （油墨、颜料、油漆）油墨、颜料、油漆）应根据所装化学成分分别对待！应根据所装化学成分分别对待！二二二二 产品的结构产品的结构 气态产品气态产品 分子间距大，形状随容

3、器而变分子间距大，形状随容器而变 液态产品液态产品 间距居中，形状随容器而变间距居中，形状随容器而变 固态产品固态产品 有一定的外型有一定的外型二二二二 产品的结构产品的结构 1 1 产品的外观形态产品的外观形态 人为的人为的 玻璃杯、灯具玻璃杯、灯具 天然的天然的 水果、蔬菜水果、蔬菜 根据产品的外型合理排放，提高包装容积利用率。根据产品的外型合理排放，提高包装容积利用率。二二二二 产品的结构产品的结构 2 2 产品的内部结构（微观结构）产品的内部结构（微观结构）乙醇、甲醚乙醇、甲醚 C 2 H 6 O 分子量分子量46 CH3-O-CH3 （不能食用）（不能食用）CH3-CH2-OH （饮

4、料）（饮料）三三三三 产品的性质产品的性质（由成分和结构决定）（由成分和结构决定）1 1 产品的物理性质产品的物理性质 a 产品的导热性产品的导热性 物体传递热能的性质，决定于物体的成分和结构。物体传递热能的性质，决定于物体的成分和结构。导热性好导热性好 金属（可露天存放）金属（可露天存放）导热性不好导热性不好 植物纤维、玻璃、橡胶（不可露天存放）植物纤维、玻璃、橡胶（不可露天存放）三三三三 产品的性质产品的性质 b 产品的耐热性产品的耐热性 指产品在其温度变化时不致破坏或显著降低其强指产品在其温度变化时不致破坏或显著降低其强度的性质。度的性质。决定于物体的成分、结构、不均匀性、导热性、决定于

5、物体的成分、结构、不均匀性、导热性、膨胀系数。膨胀系数。问题：导热性大而膨胀系数小的产品耐热性？问题：导热性大而膨胀系数小的产品耐热性？好！好！反面示例：冬季墨水瓶可能被冻破！反面示例：冬季墨水瓶可能被冻破！三三三三 产品的性质产品的性质 2 2 产品的机械性质产品的机械性质 产品的机械性质是指产品的形态、结构在外力（荷产品的机械性质是指产品的形态、结构在外力（荷重）的作用下的反应，如弹性、韧性、脆性等。重）的作用下的反应，如弹性、韧性、脆性等。弹性：橡胶、皮革、纺织品（可压）弹性：橡胶、皮革、纺织品（可压）脆性：玻璃、陶瓷脆性：玻璃、陶瓷 外力性质不同，反应也不同，承受静载荷的能力大，外力性

6、质不同，反应也不同，承受静载荷的能力大，动载荷容易破坏产品，针对载荷设计包装。动载荷容易破坏产品，针对载荷设计包装。三三三三 产品的性质产品的性质 3 3 产品的化学性质产品的化学性质 产品的化学性质是指产品的形态、结构以及产品在产品的化学性质是指产品的形态、结构以及产品在热、光、氧、酸、碱、温度、湿度等作用下，发生本质热、光、氧、酸、碱、温度、湿度等作用下，发生本质改变的性质。改变的性质。如：化学稳定性、腐蚀性、毒性、燃烧爆炸性等。如：化学稳定性、腐蚀性、毒性、燃烧爆炸性等。三三三三 产品的性质产品的性质 a a 产品的化学稳定性产品的化学稳定性 产品受外界因素作用，在一定范围内，不易发生分

7、解、氧产品受外界因素作用，在一定范围内，不易发生分解、氧化、或其他变化的性质。由具体产品的成分、结构决定。化、或其他变化的性质。由具体产品的成分、结构决定。红磷红磷 不活泼、不活泼、160oC燃烧、强氧化剂、摩擦爆炸；燃烧、强氧化剂、摩擦爆炸；白磷白磷 活泼、易氧化、能自然、活泼、易氧化、能自然、40oC燃烧燃烧 b b 产品的毒性产品的毒性 指产品能破坏有机体生理功能的性质。指产品能破坏有机体生理功能的性质。蒸汽有毒蒸汽有毒 甲醛（甲醛（0.005mg/升空气升空气）、苯）、苯 本身有毒本身有毒 砷砷 易氧化易氧化 三氧化二砷三氧化二砷 0.1克致死克致死 三三三三 产品的性质产品的性质 c

8、 c 产品的腐蚀性产品的腐蚀性 指某些产品能对其它物质发生破坏性的化学性质。指某些产品能对其它物质发生破坏性的化学性质。硫酸、盐酸等有腐蚀性，挥发与空气中的水分结合成硫酸、盐酸等有腐蚀性，挥发与空气中的水分结合成金属制品的电解液，增加锈蚀。金属制品的电解液，增加锈蚀。苛性钠腐蚀皮革、纤维制品、皮肤苛性钠腐蚀皮革、纤维制品、皮肤 浓硫酸吸收动植物体内水分，使它们炭化变黑。浓硫酸吸收动植物体内水分，使它们炭化变黑。三三三三 产品的性质产品的性质 d d 产品的燃烧爆炸性产品的燃烧爆炸性 燃烧属于氧化反应，反应剧烈，伴随热与光的发生。燃烧属于氧化反应，反应剧烈，伴随热与光的发生。具有燃烧性质的产品：

9、白磷、汽油、苯、油漆；具有燃烧性质的产品：白磷、汽油、苯、油漆；燃烧必须具备三个条件：可燃物、助燃物、火源。燃烧必须具备三个条件：可燃物、助燃物、火源。三三三三 产品的性质产品的性质 爆炸是指物质由一种状态迅速转变成另一种状态，爆炸是指物质由一种状态迅速转变成另一种状态，并在瞬息间以机械功的形式放出大能量的现象。并在瞬息间以机械功的形式放出大能量的现象。物理性爆炸物理性爆炸 包装内部压力超过包装承受包装内部压力超过包装承受 强度。强度。化学性爆炸化学性爆炸 碰击性爆炸碰击性爆炸 混入在空气中易燃物的爆炸混入在空气中易燃物的爆炸 氧化剂混合易燃物的爆炸氧化剂混合易燃物的爆炸 三三三三 产品的性质

10、产品的性质 a a 碰击性爆炸碰击性爆炸 产品不稳定，略受碰击，分子突然分解成若干元产品不稳定，略受碰击，分子突然分解成若干元素或简单的化合物。素或简单的化合物。乙炔、硝化甘油（起爆药）乙炔、硝化甘油（起爆药）包装时避免遭受撞击。包装时避免遭受撞击。三三三三 产品的性质产品的性质 b b 混入空气中的易燃物混入空气中的易燃物爆炸爆炸 苯、汽油苯、汽油 气体混合在空气中，火花气体混合在空气中，火花 c c 氧化剂混合易燃物的爆炸氧化剂混合易燃物的爆炸 氯酸钾、高锰酸钾、硫磺、红磷与金属锌粉混合，不氯酸钾、高锰酸钾、硫磺、红磷与金属锌粉混合，不安定的氧化剂和细粉状的易燃物作用，静置不会爆炸，略受安

11、定的氧化剂和细粉状的易燃物作用，静置不会爆炸，略受热或摩擦后立即爆炸。热或摩擦后立即爆炸。重铬酸钾、硝酸盐、磷类也略受热或摩擦即爆炸。重铬酸钾、硝酸盐、磷类也略受热或摩擦即爆炸。金属钠受极大震动也易发生危险。金属钠受极大震动也易发生危险。三三三三 产品的性质产品的性质 第二节第二节 产品的化学变化产品的化学变化 化学变化是指不仅改变物质的外表形态，而化学变化是指不仅改变物质的外表形态，而化学变化是指不仅改变物质的外表形态，而化学变化是指不仅改变物质的外表形态，而且在变化时生成了其他的物质。其本质就是产品且在变化时生成了其他的物质。其本质就是产品且在变化时生成了其他的物质。其本质就是产品且在变化

12、时生成了其他的物质。其本质就是产品的质变。的质变。的质变。的质变。常见的化学变化有化合、分解、水解、氧化、常见的化学变化有化合、分解、水解、氧化、常见的化学变化有化合、分解、水解、氧化、常见的化学变化有化合、分解、水解、氧化、锈蚀、老化等。锈蚀、老化等。锈蚀、老化等。锈蚀、老化等。一、化合一、化合一、化合一、化合 产品在流通环境中，受外界条件的影响，使两种产品在流通环境中，受外界条件的影响，使两种产品在流通环境中，受外界条件的影响，使两种产品在流通环境中，受外界条件的影响，使两种或两种以上的物质相互作用生成一种新物质的反应。或两种以上的物质相互作用生成一种新物质的反应。或两种以上的物质相互作用

13、生成一种新物质的反应。或两种以上的物质相互作用生成一种新物质的反应。H2OCaOCa(OH)2 二、分解二、分解二、分解二、分解有某些化学性质不稳定的产品，在光、热、酸、碱及潮湿空有某些化学性质不稳定的产品，在光、热、酸、碱及潮湿空气的影响下，会发生化学变化，由原来的一种物质生成两种气的影响下，会发生化学变化，由原来的一种物质生成两种或两种以上的新物质。或两种以上的新物质。如：双氧水分解成水和氧气。如：双氧水分解成水和氧气。三、水三、水三、水三、水 解解解解水解是指某些产品在一定条件下，遇水而发水解是指某些产品在一定条件下，遇水而发生分解的情况。水解的实质是分子与水作用生分解的情况。水解的实质

14、是分子与水作用而发生复分解。而发生复分解。三、水三、水 解解 硅酸盐、肥皂、纤维素、蛋白质水解，结硅酸盐、肥皂、纤维素、蛋白质水解，结果一般是链断裂、强度降低。果一般是链断裂、强度降低。受酸碱影响，蛋白质碱解酸稳，棉纤维碱受酸碱影响，蛋白质碱解酸稳，棉纤维碱稳强酸解。稳强酸解。四、氧化四、氧化四、氧化四、氧化 当产品与空气中的氧或其他物质放出的氧接触，发当产品与空气中的氧或其他物质放出的氧接触，发当产品与空气中的氧或其他物质放出的氧接触，发当产品与空气中的氧或其他物质放出的氧接触，发生与氧结合的化学变化。生与氧结合的化学变化。生与氧结合的化学变化。生与氧结合的化学变化。产品氧化不仅会影响产品的

15、质量，有的产品在氧化产品氧化不仅会影响产品的质量，有的产品在氧化产品氧化不仅会影响产品的质量，有的产品在氧化产品氧化不仅会影响产品的质量，有的产品在氧化过程中会产生热量，以至发生自燃，有的甚至会发生爆过程中会产生热量，以至发生自燃，有的甚至会发生爆过程中会产生热量，以至发生自燃，有的甚至会发生爆过程中会产生热量，以至发生自燃，有的甚至会发生爆炸事故。炸事故。炸事故。炸事故。纤维制品时久褪色，桐油布、油纸易氧化。纤维制品时久褪色，桐油布、油纸易氧化。纤维制品时久褪色，桐油布、油纸易氧化。纤维制品时久褪色，桐油布、油纸易氧化。五、锈蚀五、锈蚀五、锈蚀五、锈蚀 金属制品特别是钢铁制品在潮湿空气或酸、

16、碱、盐类金属制品特别是钢铁制品在潮湿空气或酸、碱、盐类金属制品特别是钢铁制品在潮湿空气或酸、碱、盐类金属制品特别是钢铁制品在潮湿空气或酸、碱、盐类物质的影响作用下发，会发生腐蚀现象。物质的影响作用下发，会发生腐蚀现象。物质的影响作用下发，会发生腐蚀现象。物质的影响作用下发，会发生腐蚀现象。金属制品的锈蚀不仅会使金属制品的重量减少，更金属制品的锈蚀不仅会使金属制品的重量减少，更金属制品的锈蚀不仅会使金属制品的重量减少，更金属制品的锈蚀不仅会使金属制品的重量减少，更为严重的是会影响制品的质量和使用价值。为严重的是会影响制品的质量和使用价值。为严重的是会影响制品的质量和使用价值。为严重的是会影响制品

17、的质量和使用价值。腐蚀腐蚀腐蚀腐蚀 化学锈蚀：化学锈蚀：化学锈蚀是指金属与周围介质化学锈蚀是指金属与周围介质(O(O2 2、COCO2 2、H H 2 2S S、HClHCl、S0S02 2、HH2 2等等)中发生直接化学作中发生直接化学作用而引起的锈蚀。其主要特点是锈蚀过程中没有电用而引起的锈蚀。其主要特点是锈蚀过程中没有电流产生，并且锈蚀产物沉积在金属制品表面。流产生，并且锈蚀产物沉积在金属制品表面。金属电化学锈蚀：金属电化学锈蚀：金属电化学锈蚀是指金属与酸、金属电化学锈蚀是指金属与酸、碱、盐等电解质溶液或潮湿空气接碱、盐等电解质溶液或潮湿空气接触时，发生原电池或微电池作用，有电流产生的触

18、时，发生原电池或微电池作用，有电流产生的腐蚀过程，也称为电化学腐蚀。电化学锈蚀是金腐蚀过程，也称为电化学腐蚀。电化学锈蚀是金属材料及其制品破坏的主要形式。属材料及其制品破坏的主要形式。生物腐蚀生物腐蚀六、老化六、老化六、老化六、老化 某些以有机高分子聚合物产品为成分的产品如橡某些以有机高分子聚合物产品为成分的产品如橡某些以有机高分子聚合物产品为成分的产品如橡某些以有机高分子聚合物产品为成分的产品如橡胶、塑料制品及合成纤维织物等，受日光、热和空气胶、塑料制品及合成纤维织物等，受日光、热和空气胶、塑料制品及合成纤维织物等，受日光、热和空气胶、塑料制品及合成纤维织物等，受日光、热和空气中氧等因素的影

19、响，而发生发粘、龟裂、强度降低以中氧等因素的影响，而发生发粘、龟裂、强度降低以中氧等因素的影响，而发生发粘、龟裂、强度降低以中氧等因素的影响，而发生发粘、龟裂、强度降低以至发脆变质的现象。至发脆变质的现象。至发脆变质的现象。至发脆变质的现象。P41P41（塑料、橡胶）（塑料、橡胶）（塑料、橡胶）（塑料、橡胶）问题：塑料制品何时强度降低？问题：塑料制品何时强度降低？问题：塑料制品何时强度降低？问题：塑料制品何时强度降低？何时发粘？何时发粘？何时发粘？何时发粘？第三节第三节第三节第三节 产品质量变化的外在因素产品质量变化的外在因素产品质量变化的外在因素产品质量变化的外在因素流通过程中：空气、日光、

20、细菌、温、湿度等；流通过程中：空气、日光、细菌、温、湿度等；产品：霉腐、害虫、锈蚀、老化、熔化、燃烧、爆炸等。产品：霉腐、害虫、锈蚀、老化、熔化、燃烧、爆炸等。外在因素：外在因素：环境温、湿度环境温、湿度环境温、湿度环境温、湿度 空气中的氧和日光照射空气中的氧和日光照射空气中的氧和日光照射空气中的氧和日光照射 流通过程中遭受的外力流通过程中遭受的外力流通过程中遭受的外力流通过程中遭受的外力一一一一 环境温湿度对产品质量的影响环境温湿度对产品质量的影响环境温湿度对产品质量的影响环境温湿度对产品质量的影响产品水分与温湿度相关产品水分与温湿度相关 结合水结合水 束缚水束缚水 与糖类、蛋白质紧密结合与

21、糖类、蛋白质紧密结合 不结冰、不能提供微生物生长不结冰、不能提供微生物生长 游离水游离水 自由水自由水 吸附在产品表面或结构中毛细吸附在产品表面或结构中毛细 管内，产品水分变化，一般是游离水的管内，产品水分变化，一般是游离水的 变化。变化。产品的平衡水分是动态的，在一定温湿度下，游离水产品的平衡水分是动态的，在一定温湿度下，游离水出现之前，饱和状态的结合水，称为产品的临界水分。出现之前，饱和状态的结合水，称为产品的临界水分。一一一一 环境温湿度对产品质量的影响环境温湿度对产品质量的影响环境温湿度对产品质量的影响环境温湿度对产品质量的影响二二二二 空气中氧和日光照射对产品质量的影响空气中氧和日光

22、照射对产品质量的影响空气中氧和日光照射对产品质量的影响空气中氧和日光照射对产品质量的影响氧氧 活泼，易发生化学反应活泼，易发生化学反应 能提供微生物呼吸能提供微生物呼吸 含不饱和成分的油脂易被氧化含不饱和成分的油脂易被氧化 含氧含氧 5%时，呼吸强度下降；时，呼吸强度下降；1%时，缺氧呼吸。时，缺氧呼吸。二二二二 空气中氧和日光照射对产品质量的影响空气中氧和日光照射对产品质量的影响空气中氧和日光照射对产品质量的影响空气中氧和日光照射对产品质量的影响日光照射日光照射 细菌细菌 1 2 小时死亡小时死亡 有机物有机物 老化老化 如丙烯氰橡胶发生如丙烯氰橡胶发生聚合反应。聚合反应。三三三三 产品在流

23、通中遭受外力产品在流通中遭受外力产品在流通中遭受外力产品在流通中遭受外力搬运、装卸、船码头、仓库搬运、装卸、船码头、仓库 汽车、火车、轮船、飞机汽车、火车、轮船、飞机 堆码、底层过重、意外跌落堆码、底层过重、意外跌落 请综合分析下述产品在流通过程中需关注那些变化？请综合分析下述产品在流通过程中需关注那些变化？采取什么措施？实际流通过程中使用了什么样的包装？有采取什么措施？实际流通过程中使用了什么样的包装？有那些不足？那些不足？1 1 梨梨 2 2 大米大米 3 3 电视机电视机 4 4 浓硫酸浓硫酸 5 5 铁钉铁钉 6 6 丝毛衬衫丝毛衬衫 1 1 梨梨 （呼吸、水分、霉腐、外力）（呼吸、水分、霉腐、外力）2 2 大米大米 （立方体、害虫、水分）（立方体、害虫、水分）3 3 电视机电视机 （外力、湿度、环保）（外力、湿度、环保）4 4 浓硫酸浓硫酸 （铝槽车）（铝槽车）5 5 铁钉铁钉 （防锈、伤害性）（防锈、伤害性）6 6 丝毛衬衫丝毛衬衫 （受压变形、虫蛀）（受压变形、虫蛀）v课后作业：课后作业：vP42 第第7、9题题THE END