理论教育 常用的塑料包装材料类型大解析

常用的塑料包装材料类型大解析

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:乳液法聚偏氯乙烯涂覆在其他纸张、薄膜或塑料容器的表面,可提高纸张和塑料薄膜甚至半刚性容器PET瓶的阻隔性能,延长食品的保存期。结晶的PET树脂是目前较好的耐热包装材料,适用于冷冻食品及微波处理的食品容器,以及热罐装食品的包装,如图2-28所示。由于PEN具有较高的熔融温度,且价格较高,限制了其作为包装材料的广泛使用。

常用的塑料包装材料类型大解析

1.聚乙烯(Polyethylene,PE)

聚乙烯是包装中用量最大的塑料制品之一,聚乙烯是经石油裂解所得到的乙烯,经聚合而成,聚乙烯可以是均聚和共聚的,同时也可以是线型和非线型的。聚乙烯为无臭、无毒、外观呈乳白色的蜡状固体,材料柔软性好,不易脆化。化学稳定性好,常温下几乎不与任何物质反应,具有一定的透气性,热封性能好,聚乙烯主要用来制造各种包装薄膜、容器以及缓冲泡沫材料,如图2-24所示,广泛用于食品、药品、化学品包装领域

图2-24 聚乙烯购物袋

2.聚丙烯(Polypropylene,PP)

聚丙烯属聚烯烃品种之一,也是包装中最常用的塑料品种之一,聚丙烯是以丙烯单体进行聚合的热塑性聚合物,相对密度为0.90~0.91,是目前常用塑料中最轻的一种,聚丙烯由于具有全同构型,其结晶度可达95%,透明性较聚乙烯好,表面光滑,吸水性低(<0.02%),气密性也比聚乙烯好。聚丙烯是一种热塑性树脂,具有良好的耐热性、电绝缘性且耐腐蚀、密度低;加之原料易得来源丰富,使之成为近年来世界通用树脂中增长较快的品种。

聚丙烯薄膜主要包括双向拉伸聚丙烯(BOPP)薄膜、流延聚丙烯(CPP)薄膜、普通包装薄膜和微孔膜等。BOPP薄膜具有质轻、机械强度高、尺寸稳定性好等优点,广泛应用于包装领域,特别是食品包装领域,如图2-25所示。BOPP薄膜按用途可分为光膜、烟膜、电工膜、珠光膜等。CPP薄膜具有阻隔性好、热封温度低、印刷和复合适应性强、耐蒸煮等特点。与BOPP薄膜相比,CPP薄膜具有加工设备简单、单位面积成本低的优势,而且其抗刮性和包装机械性能良好,因而在包装领域占有重要地位。

3.聚苯乙烯(Polystyrene,PS)

聚苯乙烯是目前世界上应用最广的塑料。聚苯乙烯大分子主链上带有体积较大的苯环侧链,使大分子的内旋受阻,故柔顺性较差,且不易结晶,属线型无定型聚合物。聚苯乙烯包括三个品种,有通用聚苯乙烯、增强聚苯乙烯和发泡聚苯乙烯。通用聚苯乙烯耐热温度高、高流动性和几乎不含添加剂,通常用作发泡塑料和热塑成型原料,如图2-26所示,用于注塑透明商品盒、高品质化妆用品器皿盒、光盘包装、透明的食品盒、果盘、小餐具等。高流动性聚苯乙烯用作医用器皿、餐具盒热塑成型的共挤片材。

4.氯乙烯(Polyvinyl Chloride,PVC)

聚氯乙烯塑料是多组分塑料,它包括聚氯乙烯树脂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、填料、颜料等多种助剂,助剂的品种及数量都直接影响聚氯乙烯塑料的性能。聚氯乙烯的性能可调,可制成从软到硬不同力学性能的塑料制品;化学稳定性好,在常温下不受一般无机酸、碱的侵蚀;耐热性较差,受热易变形;光学性能好,可制成透光性、光泽度皆好的制品,聚氯乙烯多用于制作硬质包装容器,透明片材,软质包装薄膜等,如图2-27所示,主要应用于纺织品服装以及药品等领域。

图2-25 聚丙烯塑料盒

图2-26 发泡聚苯乙烯材料

图2-27 聚氯乙烯塑料包装

5.聚偏氯乙烯共聚物(Polyvinylidene Chloride,PVDC)

聚偏氯乙烯的分子结构的对称性使它具有高度的结晶性,并且软化温度高,接近其分解温度,再加上它与一般的增塑剂相容性较差,难以加热成型,因此工业上采用结构与其相似的氯乙烯共聚,起到内增塑的作用,从而达到适当的降低其软化温度,提高与增塑剂相容性的目的。制造薄膜用的共聚物中的偏氯乙烯含量在80%~90%,多位悬浮法生产,其特点为杂质少,透明度好;用作涂料、黏合剂的共聚物中偏氯乙烯含量通常在70%以下,常采用乳液法生产。乳液法聚偏氯乙烯涂覆在其他纸张、薄膜或塑料容器的表面,可提高纸张和塑料薄膜甚至半刚性容器PET瓶的阻隔性能,延长食品的保存期。

6.聚酰胺(Polyamide,PA)

聚酰胺的商品名叫尼龙(Nylon),是分子主链上含有酰胺基团的线型结晶聚合物,它是由内酰胺或由二元胺与二元酸缩聚而成,其名称是根据胺与酸中的碳原子数或内酰胺中的碳原子数来命名的。尼龙在包装方面主要以薄膜形式应用,为提高薄膜性能,一般对薄膜进行拉身。由于尼龙的熔融加工性能好,在大多数的包装应用中,尼龙通常被用于制造挤出薄膜,可以通过流延或吹胀的工艺得到。在整个薄膜加工过程中,通过不同温度的处理可以得到不同结晶度的尼龙。尼龙通过吹塑加工,可以用来生产工业容器、燃料罐和油罐。尼龙一般还用于医疗器械、肉类和奶酪包装及热成型填充包装。在大多数包装应用中,尼龙一般与其他薄膜复合成多层结构,其他树脂主要提供热封性能和阻水性能,如尼龙多层复合膜通常用于真空咸肉、干酪、大腊肠和其他肉类加工品的包装。

7.聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Terephthlate,PET)(www.daowen.com)

在包装行业中人们常将聚对苯二甲酸乙二醇酯简称为聚酯。聚酯树脂具有优良的性能,力学性能好,其韧性在常用的热塑性塑料中是最大的;具有优良的阻气、水、油及异味性能;透明度高,可阻挡紫外光,光泽性能好;无毒、无味,卫生安全性好,可直接用于食品包装。

PET片材是PET经干燥→挤出→流延铸片而成。PET薄膜用于医疗用器具、精密仪器、电器元件的高档包装材料和录音带、录像带、电源胶片、计算机软盘及感光胶片等的基材,还可以制成拉伸薄膜用于各类产品的包装。瓶用树脂是PET制成瓶类容器用于充气饮料及纯净水等的包装,其特点是重量轻、强度高、韧性好、透明度高、拉伸取向后可耐较高的内压、化学稳定性好、阻隔性高。结晶的PET树脂是目前较好的耐热包装材料,适用于冷冻食品及微波处理的食品容器,以及热罐装食品的包装,如图2-28所示。

图2-28 聚酯瓶

8.聚萘二甲酸乙二醇酯(Polyethylene Naphthalene,PEN)

PEN和PET有非常类似的结构,所以在性质上也有相同的特性,而且几乎在所有方面都优于PET。在PET树脂的阻隔性和耐热性达不到要求的应用领域,PEN则显示出其卓越的性能。PEN的耐热性能较好,拉伸强度比PET高35%,且加工性能好,成型周期快。由于PEN具有较高的熔融温度,且价格较高,限制了其作为包装材料的广泛使用。PEN以其较高的防水性、气密性、抗紫外性以及耐热、耐化学、耐辐射而著称,目前在包装上的典型使用是生产医药和化妆品的吹塑容器和可蒸煮消毒的果汁瓶、啤酒瓶等。

9.聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)

聚碳酸酯为一种线型聚酯,是一种无色或呈微黄色透明的无定形塑料,如图2-29所示。具有优越的耐高温性能及在高温下的高强度,且耐低温性能也很好,脆化温度低于-100℃,可在130℃下长期使用;耐稀酸、耐脂肪烃、醇、油脂和洗涤剂,溶于卤代烃,易与碱作用;对水、蒸汽和空气的渗透率高,可用于蔬菜等需要呼吸的食品包装,若需阻隔性时,必须进行涂覆处理;无毒、无味、无臭具有透明性;耐候性较好,对热、辐射、空气、臭氧有良好的稳定性。聚碳酸酯在包装上主要以薄膜形式用于蔬菜、肉类等需要呼吸及氧气的食品,还可制成纯净水桶、婴儿奶瓶,以及瓶、碗、盘类食品包装。

图2-29 聚碳酸酯水桶

10.乙烯—醋酸乙烯酯共聚物(Ethylene/Vinylacetate Copolymer,E/VAC)

E/VAC按聚合工艺不同,所得产物可用于不同的用途,高压本体法所制用于塑料,溶液法用于PVC加工助剂,乳液法用于制作黏合剂、涂料等。E/VAC的特性主要取决于醋酸乙烯的含量,由于VA(醋酸乙烯酯)的存在,增加了链与链之间的分子黏性,相对LDPE来说,E/VAC树脂具有更好的柔软性、韧性和热封性,在包装应用中,VA的含量最佳为5%~20%。分子量增加,黏合性、柔韧性、热封强度、热粘强度和柔软性能都有提高。良好的黏结性和易加工性,E/VAC常用于挤出涂布,作为热封层与PET、OPP挤出复合,用来包装奶酪和药品。在低温下有很好的柔韧性,这种低温性可用于冰激凌、冷冻肉的包装。

11.乙烯—丙烯酸乙酯共聚物(Ethylene/ethyl Acrylate Copolymer,E/EAC)

E/EAC是乙烯和丙烯酸乙酯的共聚物,为柔软的橡胶状半透明固体,其主要优点是加工热稳定性好,耐低温性能优良,脆折温度可低至-100℃,优良的耐弯曲开裂性及耐环境应力开裂性,而且弹性较大,有优秀的热粘强度和黏结强度,E/EAC可用于铝箔和其他树脂的黏结层。E/EAC具有广泛的用途,可以作为包材中的黏结层,也可以作为薄膜或容器的形式用于食品软包装、快餐食品、药品包装,挤出薄膜可用于无菌纸盒包装、复合罐、牙膏管和食品包装。

12.聚乙烯醇(Polyvinyl Alcohol,PVA)

聚乙烯醇是一种耐热、高强度、柔韧、耐溶剂、介电性能好的材料,近一半用于薄膜、涂料、黏合剂或成型材料。聚乙烯醇的单体乙烯醇是不稳定的,因此聚乙烯醇不能由单体直接聚合而成,而是先用醋酸乙烯酯聚合呈聚醋酸乙烯酯,然后将其醇解,制得聚乙烯醇。聚乙烯醇被大量地用于制造涂料、黏合剂。当作塑料使用时,通常以薄膜形式应用于食品包装。聚乙烯醇薄膜的机械性能好,耐折、耐磨;无毒、无臭、无味,化学稳定性好;阻气性和阻香性极好,因分子内含有羟基,具有较大的吸水性,故阻湿性差,且随着吸湿量的增加,其阻气性能急剧下降,因此常与高阻湿性薄膜复合,用作高阻隔性食品包装材料。

13.乙烯—乙烯醇共聚物(Ethylene—Vinylalcohol Copolymer,EVOH)

乙烯—乙烯醇共聚物是乙烯和乙烯醇的水解共聚产物。聚乙烯醇具有特别高的气体阻隔性能,但它吸湿性大,有的品种还溶于水难以加工。通过乙烯醇和乙烯的共聚合,保留了高的气体阻隔性能,而耐湿性和加工性也得到了改进。

乙烯—乙烯醇共聚物树脂最突出的特性就是能提高对O2、CO2或N2等气体的高阻隔性能,使其在包装中能充分提高保香和保质的作用。由于乙烯—乙烯醇共聚物分子中存在较多的羟基,因而材料是亲水和吸湿的。乙烯—乙烯醇共聚物具有非常好的耐油性和耐有机溶剂能力,可以做油性食品、食用油等要求高阻隔性能的食品包装材料。

14.离子交联聚合物(Ionomer)

离子交联聚合物又称离子型聚合物,是以乙烯为主体,加入1%~10%的丙烯酸(或甲基丙烯酸)等单体进行高压共聚并在共聚物主链上引入金属离子(如钠、钾、锌、镁等)进行交联而得的产品。

离子交换聚合物在包装行业中以薄膜形式使用时,可用于包装形状复杂的或带棱角的物品、食品,特别是高油脂的食品,还可做普通裹包、弹性裹包及收缩包装,以及复合材料的中间黏合层或热封层,还可以制造盛装洗涤剂、食用油、机油、化妆品、药品、食品的容器。

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