包装材料13教材课件.ppt

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1、第六节、包装常用塑料及性能,包装常用塑料,纤维素衍生物聚烯烃聚酯和聚酰胺热固性塑料,一、纤维素衍生物 1、有机玻璃 2、醋酸纤维素,二、聚烯烃在热塑性塑料中，绝大多数塑料在化学结构上可看成乙烯衍生物的聚合物，这些聚合物的单体，在聚合前均含有烯键，把这类塑料称为乙烯类塑料或称为聚烯烃。,（一）聚乙烯塑料（Polyethylene，PE） 1、聚乙烯的物理性质纯净的聚乙烯是无臭、无味、无毒，外观呈乳白色的蜡状固体，不溶于水，常温下不溶于任何已知溶剂。密度为0.91g/cm30.97g/cm3。聚乙烯的大分子为线型或支链型结构，结构简单、规整且无极性，易于结晶，柔顺性好。,2、聚乙烯原料制备方法,制

2、备原料乙烯方法,烷烃（乙烷、丙烷、丁烷）热分解液态石油高温裂解酒精脱水工业气体分离,3、聚乙烯的主要包装性能（1）阻透性 阻水、阻湿性能好，但阻气性能差。（2）化学稳定性 常温下与一般酸、碱不起作用，在有机溶剂中不溶解，但可能溶胀，耐油性差。（3）机械性能 有一定的抗拉强度和撕裂强度。（4）耐高、低温性 耐低温，不耐高温。（5）光学性能 光泽度、透明度不高。（6）成型加工性 成型方便，加工容易。（7）热封性 热封性能好。（8）印刷性能 印刷性能差，常采用电晕处理或化学表面处理。（9）卫生安全性 无毒材料，加入添加剂量很少。,4、聚乙烯的种类及包装性能聚乙烯按密度和结构的不同分为低密度聚乙烯（L

3、DPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）和线性低密度聚乙烯（LLDPE）等。,（1）低密度聚乙烯（LDPE）在高压和高温条件下聚合的聚乙烯，又称高压聚乙烯，密度0.9150.942g/cm3。低密度聚乙烯可以制成极薄的薄膜代替纸张包装；可以与纸、铝箔及其他薄膜复合；可以用于收缩包装。,（2）中密度聚乙烯（MDPE）在低于低密度聚乙烯聚合的压力和温度条件下聚合的聚乙烯，密度0.9300.945g/cm3。与低密度聚乙烯相比，防潮性、耐热、耐寒、抗拉强度提高。中密度聚乙烯可以用作冷冻包装材料；蒸煮杀菌包装，保存期不宜过长。,（3）高密度聚乙烯（HDPE）在接近常压和较低温度（5

4、070）条件下聚合，又称低压聚乙烯，密度0.950.97g/cm3。高密度聚乙烯可以用于冷冻食品、蒸煮食品包装；可以用于制作零售商品的拎袋。,（4）线性低密度聚乙烯（LLDPE）线性低密度聚乙烯大分子的支链长度和数量界于LDPE和HDPE之间。 线性低密度聚乙烯主要用于包装肉类、冷冻鸡和奶制品等食品；充当改性剂，与其他树脂共混，使掺和体获得良好的综合性能。,（5）聚乙烯的其他品种聚乙烯常和其他化合物共聚或共混，以制得多种适于特定要求的塑料。乙烯醋酸乙烯 (Ethylene Vinylacetate Copolymer EVA)：乙烯醋酸乙烯共聚物，其性能根据醋酸乙烯含量不同而异。,根据醋酸乙烯

5、含量不同用途不同：醋酸乙烯含量3%时，共聚物柔顺性增加，冲击强度增加，耐老化性提高，可作为无毒薄膜材料。醋酸乙烯含量10%15%时，柔顺性与增塑聚氯乙烯一样，低温柔顺性及韧性都好。醋酸乙烯含量11%时，可以作为热熔胶中代替石蜡成分。醋酸乙烯含量20%时，可以溶于苯或甲苯的软树脂，用作粘合剂。醋酸乙烯含量25%40%时，主要作为热熔胶，往往与石蜡或沥青合并用。,乙烯丙烯酸乙酯 (Ethylene /ethyl Acrylate Copolymer E/EA)：乙烯丙烯酸乙酯共聚物，为柔软的橡胶状半透明固体，加工热稳定性好，耐低温性能优良，弹性大，此外还具有优良的热粘强度和粘结强度。乙烯丙烯酸乙酯

6、可作为包材中的粘结层，也可以薄膜或容器用于产品包装。,（二）聚丙烯塑料（Polypropylene PP） 1、聚丙烯的物理性质及化学结构聚丙烯是无色、无味、无毒、可燃的半透明固体，密度0.900.91g/cm3。聚丙烯分子结构根据甲基排列情况分为三种：等规结构、间规结构、无规结构分子结构排列越有规整性，结晶度越高，密度越大，刚性挺度越大。,2、聚丙烯原料制备方法,制备原料聚丙烯方法,提炼高辛烷汽油时或热分解时精制操作的副产品石油或低碳氢化合物热裂解制取烯烃时的副产物,3、聚丙烯的主要包装性能（1）阻透性能优于PE 阻气性能仍较差。（2）化学稳定性 具有很好的耐化学药品性，但抗老化性能差。 （

7、3）机械性能好 强度、硬度、刚性都高于PE。（4）耐高、低温性优良 可在100200范围内长期使用，无负荷时可在150 使用。（5）光学性能 光泽度、透明度高。（6）成型加工性 成型加工良好。（7）热封性 热封性能比PE差，但比其他塑料好。（8）印刷性能 印刷性能差，需要进行表面处理。（9）卫生安全,4、聚丙烯的应用,聚丙烯的应用,未拉伸薄膜（CPP）双向拉伸薄膜（BOPP）,编织袋,注塑制品：日用品、周转箱、机械零件等,薄 膜,热收缩膜,（三）聚氯乙烯塑料（Polyvinyl Chloride PVC） 1、聚氯乙烯的物理性质聚氯乙烯塑料由聚氯乙烯树脂为主要原料再加入增塑剂、稳定剂等助剂组成

8、。聚氯乙烯大分子中的CCl键有较强的极性，因极性大分子间结合力强，所以大分子的柔顺性差，且不宜结晶。食品包装用聚氯乙烯树脂必须达到食品级。,2、聚氯乙烯的主要包装性能（1）阻气、阻油性能优于PE （2）化学稳定性优良（3）机械性能好 （4）耐高、低温性不佳 使用温度为-1555（5）光学性能好 透光性、光泽度比PE高。（6）加工性 热加工时需要加入稳定剂，否则容易分解，制柔性包装材料时需要加入增塑剂。（7）热封性、着色性好 （8）印刷性能好,3、聚氯乙烯的应用,聚氯乙烯的应用,软质薄膜 (加入30%-50%增塑剂)硬质薄膜（不加或加入5%增塑剂）收缩薄膜,PVC吹塑制品,瓶盖的滴塑内衬,薄 膜

9、,真空成型的PVC片材PVC管材,泡罩包装的主要材料是药用 PTP 铝箔、塑料硬片(聚氯乙烯 PVC)和粘合剂。,（四）聚偏二氯乙烯塑料（Polyvinylidene Chloride PVDC） 1、聚偏二氯乙烯的物理性质及化学结构 聚偏二氯乙烯塑料由聚偏二氯乙烯和少量增塑剂、稳定剂等助剂组成。由于PVDC软化温度高，且与其分解温度接近，同时与一般增塑剂相溶性差，所以加热成型困难。为此，常采用与氯乙烯、醋酸乙烯、丙烯酸、苯乙烯等单体共聚的办法，其他单体起分子内增塑的所用，适当降低软化温度，提高与增塑剂的相溶性。,PVDC在分子结构上，两个氯原子在同一个碳原子键合，对称性极好，很容易形成晶体，

10、分子堆砌紧密，致使PVDC对气体、水蒸气有很强的阻隔性。用于食品包装的聚偏氯乙烯树脂必须达到食品级。,2、聚偏二氯乙烯的主要包装性能（1）透气率和透湿率极低 （2）化学稳定性很好。（3）耐高、低温性良好 可用于杀菌食品和冷藏食品包装 。（4）光学性能 透明性、光泽性良好。（5）成型加工困难，产品价格较高。成品率较低。 （6）卫生安全性 用作食品包装与PVC一样有卫生问题。,3、聚偏二氯乙烯的应用,聚偏二氯乙烯的应用,双向拉伸薄膜PVDC涂敷膜,制造复合薄膜,用作复合材料的粘结剂,薄 膜,PVDC热收缩薄膜,（五）聚苯乙烯塑料（Polystyrene PS） 1、聚苯乙烯的物理性质及化学结构聚苯

11、乙烯塑料是由苯乙烯单体聚合而成。聚苯乙烯无色、透明、无延展性，制品落地或敲打时有金属般清脆的响声，易燃烧，火焰呈橙黄色并有浓黑烟束。聚苯乙烯大分子主链上带有苯环侧基，所以大分子的柔顺性很低；由于大分子结构不规整，所以不易结晶。,2、聚苯乙烯的主要包装性能（1）阻气、阻湿性能差 阻湿性能低于PE。（2）化学稳定性差 耐一般酸、碱、盐、有机酸、低级醇，易受酮类、烃类和挥发油类的损伤。（3）机械性能好 具有较高的刚硬性能，但脆性大，耐冲击性能很差。（4）耐高、低温性 耐热性能不高，连续使用温度为6080。（5）光学性能 透明度高，有良好的光泽性。（6）成型工艺、热封性、印刷性能都比较好,3、聚苯乙烯

12、的主要品种通用聚苯乙烯(Gpps)增强聚苯乙烯(Hips)发泡聚苯乙烯(Eps),4、聚苯乙烯的应用,聚苯乙烯的应用,未拉伸薄膜拉伸薄膜热收缩薄膜,通过共聚或共混制造一些改性品种如：ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯） AS、BS,制造泡沫材料,薄 膜,聚苯乙烯（PS）,.,聚苯乙烯来源广，制造方便，但脆性大，耐热性差，透湿率大，为了改善PS的这些性质，通常以共聚或共混制得一系列改性品种。ABS（丙烯腈丁二烯苯乙烯）由三种单体聚合而成，具有很高的抗冲击强度，抗拉、抗弯和抗磨性良好。丙烯腈使ABS 有良好耐化学腐蚀性及表面硬度，丁二烯使ABS坚韧，苯乙烯使ABS具有良好的加工性和染色性。,AS（丙烯腈苯

13、乙烯）丙烯腈苯乙烯共聚物外观为无色或微黄色非晶态透明物质，与聚苯乙烯树脂相比，丙烯腈苯乙烯共聚物有更高的耐冲击强度、刚性，更好的耐应力开裂性能，并保持其高的透明性和表面硬度，耐热性也得到提高，可在80100长期使用。有比聚苯乙烯更好的耐烃类溶剂和耐油性；化学稳定性好，丙烯腈含量越高，其韧性和耐化学性越好。丙烯腈苯乙烯共聚物在包装中可制造要求透明的杯、盘、盒等餐具以及包装容器等比聚苯乙烯产品要求更高的各种制品。,（六）聚乙烯醇塑料（Polyvinyl Alcohol PVA） 1、聚乙烯醇的物理性质及化学结构由于不存在游离的乙烯醇，所以PVA不能用单体直接聚合的方法形成，而是用醋酸乙烯酯在碱性醇

14、溶液中水解，水解产物即为PVA，俗称维尼纶。聚乙烯醇是一种极性较强且具有高度结晶性的高分子化合物。,2、聚乙烯醇的主要包装性能（1）阻透性好 PVA具有优良的阻气性，同等厚度的薄膜，氧气的透过率是PVDC5.0%，二氧化碳的透过率是PVDC2.5% ，但是因其为亲水物质，阻湿性差, 且随吸湿量增加，阻气性能急剧下降。（2）化学稳定性 除水外稳定。（3）机械性能好 随吸湿量及增塑剂增加强度下降。（4）耐高、低温性 耐高温性优良，耐低温性较差。（5）光学性能 光泽度优良、透明度良好。（6）印刷性能良好,乙烯乙烯醇共聚物（Ethylene-Vinyl Alcohol Copolymer，EVOH）乙

15、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，有的品种还溶于水并难以加工。通过乙烯醇和乙烯的共聚合，高的气体阻隔性能保留下来了，而耐湿性和可加工性也得到了改进。,乙烯乙烯醇共聚物树脂的最突出的特性就是能提供对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作用。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，乙烯乙烯醇共聚物还有非常好的保香性能。这些性质使得它被优先选做油性食品、食用油等要求高阻隔性能的食品包装材料。,（七）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110%的丙烯

16、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。,离子交联聚合物的主要特性如下：1. 力学性能好；表面硬度高，耐磨性好，韧性强、弹性好，具有优良的抗穿刺性和耐折叠性。2. 耐溶剂性好，耐一般无机酸、碱和油脂；不耐强酸及某些氧化剂和有机酸。某些芳香烃或脂肪烃会引起溶胀。3. 热封合性能极好，相同条件下热封强度几乎是PE、EVA的十倍，且热封温度宽，在100160的温度范围内皆可良好热封，使高速包装作业容易控制。4. 阻气性比PE好，但阻湿性低于PE，易吸水；阻油性好，钠型离子交联聚合物的阻油性是LDPE的30倍。5. 透明性好、光泽度好。

17、6. 耐低温性好，但高温下易老化，最高使用温度为70左右。7. 对金属和其他极性材料的粘合性好，适宜作包装材料中极性材料（如铝箔、尼龙等）和非极性材料（如PE等）复合的中间层。,三、聚酰胺和聚酯（一）聚酰胺（Polyamide PA） 1、聚酰胺的物理性质及化学结构聚酰胺的商品名为尼龙（Ny）。是一类主链上含有酰胺基团的线型结晶聚合物。聚酰胺品种多达几十种，由二元胺和二元酸通过缩聚反应形成或内酰胺自聚而成，常见品种： Ny6、 Ny66 、Ny610、 Ny1010。PA树脂大分子间结合力强，大分子易结晶。,2、聚酰胺的主要包装性能（1）阻气性良好、阻湿性能差 PA是一种亲水性聚合物，吸水性强

18、，而且随吸水量增加，阻气、阻湿性能急剧下降。（2）化学稳定性良好 但易受强酸和氧化酸侵蚀，水和醇能使其溶胀。（3）机械性能好 随吸湿量的增多强度下降。（4）耐高、低温性优良。最高可达200，一般使用温度-60130。（5）成型加工性良好，热压封合性不良。 （6）卫生安全性好，耐油性好。,3、聚酰胺的应用,聚酰胺的应用,未拉伸薄膜：性能差，应用少双向拉伸薄膜：性能优良，应用广泛。,制造复合薄膜（PA/PE）,薄 膜,（二）聚对苯二甲酸已二醇酯塑料（Polyethylene Terephthlate PET） 1、 PET的物理性质及化学结构聚对苯二甲酸已二醇酯塑料多简称为聚酯，俗称涤纶。PET树

19、脂是由对苯二甲酸和乙二醇经缩聚而成。PET树脂大分子主链虽因含有苯环带来刚性，但因含有柔性键醚键，所以仍有较好的柔顺性。,2、聚酯的主要包装性能（1）具有优良的阻气、水、油及异味性用于易受氧气作用变质的啤酒、葡萄酒等包装时，阻气性还不够要求，故常用PVDC涂敷或采用与EVOH复合、在PET膜上蒸镀SiO2等方法来弥补。 （2）化学稳定性良好 （3）机械性能好 热塑性塑料中机械强度最高，抗拉强度是PE的510倍，为一般薄膜的35倍。（4）具有优良耐高、低温性 使用温度 -70150，可在120范围内长期使用。,（5）光泽性好、透明度高 可见光透过率高达90%，并能吸收301nm左右的紫外线。（6

20、）成型加工困难、热封合性差 （8）印刷性能较好（9）卫生安全性好 成型时加入添加剂少，本身无毒、无味，溶出物总量很小。,3、聚酯的应用,聚酯的应用,双向 拉伸薄膜：腌制品、蒸煮食品、豆酱等制造复合薄膜,PET瓶PET片材,制造纤维（涤纶）,薄 膜,（三）聚对奈二甲酸已二醇酯塑料（Polyethylene Nephthalene PEN） 1、 PEN的物理性质及化学结构聚对奈二甲酸已二醇酯与PET结构相似，性质上有相同的特征，性能优于PET，如阻隔性、耐热性等。PEN树脂是由对奈二甲酸和乙二醇经缩聚而成。PEN和PET可以通过共聚或共混反应来提高二者的使用性能。,（四）聚碳酸酯塑料（Polyc

21、arbonate PC ） 1、聚碳酸酯的物理性质及化学结构聚碳酸酯呈微黄色，着色性好，刚硬，具有良好的尺寸稳定性、耐热性。PC密度1.20g/cm3 。聚碳酸酯一种线型聚酯。,2、聚碳酸酯的主要包装性能（1）薄膜对水、蒸气和空气的渗透率高。（2）化学稳定性 PC具有一定的抗化学腐蚀性，不耐强碱及卤化剂，能部分溶解于芳香烃、酮和酯。（3）机械性能 具有优异的抗蠕变性和抗冲击性能，PC树脂易吸湿，所以，成型前必须充分干燥。（4）耐高、低温性优良 130连续使用不变形，可用于高温蒸煮、高温灭菌。（5）透明度高 透光率可达93%。（6）热封合性差 采用脉冲、超声波和高频封口。,3、聚碳酸酯的应用,聚

22、碳酸酯的应用,注塑成型为盆、盒等,吹塑成型为瓶、罐，也可制成薄膜,四、热固性塑料（一）酚醛塑料（PF）酚醛塑料由苯酚树脂及大量填料以及其他一些助剂构成，酚醛树脂主要由苯酚和甲醛在催化剂促进下经缩聚而形成。酚醛塑料具有良好的强度和刚硬性，很好的热强度，长期在150温度下使用可保持制品的尺寸。PF主要用来做瓶盖用于产品包装，现在正被氨基塑料制品所替代。,（二）氨基塑料（UF）氨基塑料是一种主要由氨基官能团的原料（脲、三聚氰胺等）和醛类（主要是甲醛）制成的氨基树脂，再与填料、着色剂、润滑剂等混合，经处理后制成的热固性塑料。UF塑料表面坚硬，耐刮伤，耐溶剂，无毒、无味，耐霉菌作用，易着色且色彩鲜艳光亮，价格便宜。UF主要用来制造包装容器盖。,