農藥塑料包裝瓶變形成因分析

二十世紀九十年代初，中國農藥界興起了 以塑代玻的熱潮。短短十年不到，塑料瓶即以其不可替代的優勢，占據了農藥包裝的主導地位。可以說，除了一些低檔農藥產品或小企業仍在沿用玻璃瓶外，人們已很少再用它來包裝農藥了。
                  　　
　　然而，塑料瓶除質輕、美觀、易加工、不易破損、綜合成本有競爭力這些優勢外，亦存在著易變形這么一個令人頭痛的不足。本文擬就此不足之成因及如何加以解決作一深入探討，起到一個拋磚引玉、集思廣益之作用。

農藥塑料包裝瓶變形的成因
                  　　
　　農藥塑料包裝瓶的變形多發生于包裝乳油農藥，其變形可按其成因分為三類：　
　
　　一、因熱灌裝導致變形：
                  　　
　　在農藥銷售旺季或在一些特殊的情況下，灌入塑料瓶的農藥的溫度會比環境溫度高出很多。而一般農藥灌裝后會立即封口蓋緊。為避免農藥灌裝時濺出或溢出瓶口，一般瓶的內容積要比所需灌入液體之容積多出至少10%以上。也就是說，熱灌裝后瓶內10%以上的存留空氣的溫度與農藥是一樣的。當一段時間后，農藥及內部空氣降至環境溫度時，瓶內就會因熱脹冷縮和液上汽的液化而造成負壓。當負壓超過瓶壁強度時，就會導致塑料瓶壁內陷、變形。
                  　　
　　二、因互溶、失重導致變形。
                  　　
　　此變形源自化學物質的極性相近相溶原理。當塑料包裝瓶材質的極性與其所包裝的乳油農藥之有機溶劑的極性相近時，相互之間就會出現互溶。隨著時間的推移，互溶會發展成滲透。有機溶劑會從包裝瓶瓶體材料之分子間隙中滲透逸出。一瓶100毫升裝的農藥在若干時間后會變成90毫升，80毫升，甚至更少。因此時農藥瓶的蓋子是密封的，這種滲漏而導致的失重必然產生負壓，最終使得瓶子變形。
                  　　
　　一般，當高密度聚乙烯瓶（PE）用來包裝脂族，或酯類與酮類，或芳族溶劑時；當聚酯瓶（PET）包裝二甲基甲酰胺（DMF）時；當多層共擠瓶內層為聚乙烯醇（EVOH）包裝芳族或酯類與酮類溶劑時，均會發生這類現象。　　三、因氧化產生負壓導致變形。
                  　　
　　農藥的成分非常復雜，其所含的成分中某些特殊的溶劑，或乳化劑，或原料中不知名的雜質常常會和瓶內存留的空氣中的氧氣發生氧化反應，進而導致負壓而產生變形。
                  　　
　　對此現象，我們曾做過多次快速老化試驗加以證實。如我們將1.8%阿維菌素測試農藥放入塑料瓶中，蓋緊蓋子并在蓋上開一小洞與一放有一些水的U形管相連接。而后，我們將此瓶農藥及與其相連的U形管放入50°±2℃的烘箱中熱儲5天，同時每天記錄U形管的液面高度變化情況。
                  　　
　　在開始升溫及以后的一段時間內，因農藥瓶內液體及空氣受熱膨脹，瓶內產生正壓。U形管與瓶內相通的液面低于與外界大氣相通的液面。然而隨著時間的推移，液面高差逐漸變小，30小時時齊平。而后，與大氣相通液面開始低于與瓶內相通之液面，這顯示出瓶內已開始出現負壓。當滿五天取出測試農藥并回復至室溫時，將測得之液面差換算成負壓值為-12.9千帕（Kpa），其時，瓶內含氧量亦由原先的約20%~21%降至5%~7%。解決變形的幾種方法
                  　　
　　鑒于塑料瓶變形是一個普遍現象，塑料瓶生產廠家有必要與農藥廠家一起攜手合作，探討和努力解決這一難題。
                  　　
　　一、克服因熱灌裝導致變形的方法。　　很簡單也很直接，盡可能以常溫灌裝。為達到此目的，農藥廠家在無法降低反應釜溫度時，應采取或延長循環傳輸管道或增加冷卻裝置加以克服。若這些方法均無法實現，則應在農藥灌裝入塑料瓶內后，待其冷卻至常溫時再行封口加蓋。
                  　　
　　二、因互溶、失重導致的變形的解決方法。　　主要的方法是根據乳油農藥中不同的溶劑，選用不同的有針對性阻隔效果材質的塑料瓶，并在選用之前以相容性試驗 加以確認。
                  　　
　　一般而言，液體農藥之水劑、懸浮劑變形的情況較少，普通材質塑料瓶已完全能勝任。
                  　　
　　乳油農藥因其所含溶劑多具侵蝕性，故在我國最新頒布并已在2001年3月1日起實施的《農藥乳油包裝》中特別明確應使用玻璃瓶、高密度聚乙烯氟化瓶和等效的其它材質的瓶（袋）等 來包裝。
                  　　
　　應該講，聚酯瓶（PET）對一些乳油農藥使用的溶劑亦有良好的阻隔效果，但PET因其易吸收環境中的水分，進而導致農藥水分超標、分解乃至失效這一先天不足，在國際上被限制使用。