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文檔簡(jiǎn)介
1、第二篇 塑料包裝材料與制品(習(xí)題集)第一章概述思考題:1 .簡(jiǎn)述塑料包裝材料的優(yōu)缺點(diǎn)。2 .塑料在包裝材料方面的主要應(yīng)用有哪些3 .用示意圖表示:(1)線型聚合物,(2)短支鏈聚合物,(3)長(zhǎng)支鏈聚合物,(4)低交聯(lián)聚合物,(5) 高交聯(lián)聚合物。4 .區(qū)別下列概念:?jiǎn)误w與重復(fù)結(jié)構(gòu)單元;加聚反應(yīng)與縮聚反應(yīng);熱塑性塑料與熱固性塑料; 聚合度與分子量。5 .什么是聚合物老化老化時(shí)常發(fā)生哪些物理化學(xué)變化6 .聚合物常用的分類方法有那些7 .寫出六種你經(jīng)常遇到的聚合物的名稱,包括商品名稱和工業(yè)命名名稱。第二章塑料包裝材料常用樹脂和助劑思考題:1 .述包裝常用塑料材料的品種和性能。2 .簡(jiǎn)述高密度聚乙烯和
2、低密度聚乙烯的主要差別。3 . PVC的性能與什么因素有關(guān)4 .塑料材料中為什么要加入助劑按其作用可分為哪幾種5 .什么叫做增塑劑它是如何起增塑作用的6 .何謂增塑劑效率試說明其用途及局限性。7 .請(qǐng)以聚氯乙烯為例,說明熱穩(wěn)定劑的作用機(jī)理。8 .抗氧劑和光穩(wěn)定劑主要有哪些類型試舉例說明其穩(wěn)定作用機(jī)理。9 .阻燃劑是怎樣起阻燃作用的第三章塑料包裝材料的性能思考題:1 .簡(jiǎn)述高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的差別。2 .聚乙烯和聚苯乙烯哪一個(gè)在室溫下有較大的蠕變傾向3 .聚苯乙烯和全同立構(gòu)聚丙烯哪一個(gè)更為透明4 .怎樣才能制得接近透明的低密度聚乙烯薄膜5 .常見的透明塑料有哪些塑料的透明性與什么有關(guān)6
3、.試驗(yàn)溫度下降對(duì)抗拉強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生什么影響7 .試驗(yàn)時(shí)間增加對(duì)抗拉強(qiáng)度會(huì)產(chǎn)生什么影響8 .什么溫度下聚苯乙烯的性質(zhì)同室溫下的天然橡膠的性質(zhì)類似9 .何謂聚合物老化老化時(shí)常發(fā)生哪些物理化學(xué)變化思考題:1 .軟包裝材料有哪些基材2 .軟包裝材料的構(gòu)成原理是什么3 .單層薄膜的種類和制作方法有哪些4 .復(fù)合薄膜有哪幾種成型工藝原理是什么5 .薄膜包裝袋的品種有哪些特點(diǎn)是什么6 .薄膜包裝袋的熱封合的方法和原理是什么7 .如何鑒別塑料薄膜第五章塑料包裝容器及成型思考題:1 .簡(jiǎn)述擠出成型過程。2 .根據(jù)擠出機(jī)中塑料熔化過程,料筒溫度的選擇對(duì)物料的機(jī)械降解有何影響3 .何為注射成型影響制品質(zhì)量的因素有哪些4
4、 .簡(jiǎn)述注一拉一吹工藝流程及其優(yōu)點(diǎn)。5 .熱成型過程中塑料溫度對(duì)熔體粘度變化有何影響熱成型中影響制品質(zhì)量的工藝因素有哪些 怎樣控制6 .簡(jiǎn)述擠出、注射、熱成型及其它方法成型制品特點(diǎn)及基本成型工藝過程。第六章其它塑料包裝材料及成型思考題:1 .泡沫塑料有那些種類2 .泡沫塑料在包裝行業(yè)有那些用途3 .泡沫塑料分別用那些方法加工的4 .捆扎材料有哪些種類5 .牽伸材料有哪些用途第一章概述1、簡(jiǎn)述塑料包裝材料的優(yōu)缺點(diǎn)。塑料包裝材料之所以發(fā)展迅速,是由于與其他包裝材料相比,有很多優(yōu)點(diǎn):1 .質(zhì)輕、機(jī)械性能好 塑料的相對(duì)密度一般為2.0g/cm3 ,只有鋼的1/81/4,鋁的1/32/3,玻璃的1/32
5、/3,按材料單位重量計(jì)算的強(qiáng)度比較高。制成同樣容積的包裝,使用塑料材料將比使用玻璃、金屬材料輕得多, 這對(duì)長(zhǎng)途運(yùn)輸將起到節(jié)省運(yùn)輸費(fèi)用、增加實(shí)際運(yùn)輸能力的作用。塑料包裝材料在其拉伸強(qiáng)度、剛性、沖擊韌性、耐穿刺性等機(jī)械性能中,某些強(qiáng)度指標(biāo)上較之金屬、玻璃等包裝材料差一些,但較紙材要高得多;且在包裝行業(yè)中應(yīng)用的塑料材料,某些特性可以滿足包裝的不同要求,如塑料良好的抗沖性優(yōu)于玻璃,能承受擠壓;可以制成泡沫塑料,起到緩沖作用,保護(hù)易碎物品。2 .適宜的阻隔性與滲透性選擇合適的塑料材料可以制成阻隔性適宜的包裝,包括阻氣包裝、防潮包裝、防水包裝、保香包裝等,用來(lái)包裝易因氧氣、水分作用而氧化變質(zhì)、發(fā)霉腐敗的食
6、 品等包裝材料。對(duì)某些蔬菜水果類生鮮食品,對(duì)包裝要求有一定的氣體和水分的透過性,以滿 足蔬菜水果的呼吸作用,用塑料制得的保鮮包裝能滿足上述要求。3 .化學(xué)穩(wěn)定性好 塑料對(duì)一般的酸、堿、鹽等介質(zhì)均有良好的抗耐能力,足以抗耐來(lái)自被包裝 物(如食品中的酸性成份、油脂等)和包裝外部環(huán)境的水、氧氣、二氧化碳及各種化學(xué)介質(zhì)的 腐蝕,這一點(diǎn)較之金屬有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。4 .光學(xué)性能優(yōu)良許多塑料包裝材料具有良好的透明性,制成包裝容器可以清楚地看清內(nèi)裝物,起到良好的展示、促銷效果。5 .衛(wèi)生性良好 純的聚合物樹脂幾乎是沒有毒性的,可以放心地用于食品包裝。但個(gè)別樹脂的 單體(如聚氯乙烯的單體氯乙烯等)如果在用做食品包裝
7、容器時(shí)含量過高,超過一定濃度時(shí), 容易遷移到被包裝的食品中,經(jīng)食品進(jìn)入人體后有一定的危害作用,如果在樹脂聚合過程中盡 量將單體控制在一定數(shù)量之下,則可確保其衛(wèi)生性。6 .良好的加工性能和裝飾性塑料包裝制品可以用擠出、注射、吸塑等方法成型,還能很容易 地染上美麗的顏色或印刷上裝潢圖案。塑料薄膜還可以很方便地在高速自動(dòng)包裝機(jī)上自動(dòng)成型、灌裝、熱封,生產(chǎn)效率高。塑料材料雖然有上述優(yōu)點(diǎn),但同時(shí)也有許多缺點(diǎn),如強(qiáng)度和硬度不如金屬材料高,耐熱性和耐寒性比較差,材料容易老化等,這些缺點(diǎn)使得它們的使用范 圍受到限制。2、塑料在包裝材料方面的主要應(yīng)用有哪些塑料在包裝方面的主要應(yīng)用主要包括:1 .薄膜包括單層薄膜
8、、復(fù)合薄膜和薄片,這類材料做成的包裝也稱軟包裝,主要用于包裝食品、藥品等。單層薄膜的用量最大,約占薄膜的2/3 ,其余的則為復(fù)合薄膜及薄片。厚度為0.4mm的透明塑料薄片,經(jīng)熱成型制成吸塑包裝,又稱泡罩包裝,在包裝藥片、藥丸、食品或 其他小商品方面已普遍應(yīng)用。2 .容器(1)塑料瓶、桶、罐及軟管容器使用的材料以高、低密度聚乙烯和聚丙烯為主,也有用聚氯乙烯、聚酰胺、聚苯乙烯、聚酯、聚碳酸酯等樹脂的。這類容器容量可小至幾毫升,大 至幾千升。耐化學(xué)性、氣密性及抗沖擊性好,自重輕,運(yùn)輸方便,破損率低。如聚酯吹塑薄壁瓶,透氣性低,能承受壓力,已普遍用來(lái)盛飲用水、汽水等充氣飲料。(2)杯、盒、盤、箱等容器
9、以高、低密度聚乙烯、聚丙烯以及聚苯乙烯的發(fā)泡或不發(fā)泡片材,通過熱成型方法制成, 用于包裝食品。塑料包裝箱的性能比紙箱或木箱好得多,用低發(fā)泡鈣塑材作包裝箱可降低包裝 商品的成本。用高密度聚乙烯制成的各種周轉(zhuǎn)箱,比木箱容易清洗、消毒,使用壽命長(zhǎng)。3 .防震緩沖包裝材料用聚苯乙烯、低密度聚乙烯、聚氨酯和聚氯乙烯制成的泡沫塑料。泡沫塑料按發(fā)泡程度和交聯(lián)與否,分硬質(zhì)和軟質(zhì)兩類;按泡沫結(jié)構(gòu),分閉孔和開孔兩種,密度0.06g/cm3 ,具有良好的隔熱和防震性,主要用作包裝箱內(nèi)襯。在兩層低密度聚乙烯薄膜之間充以氣泡制成的薄膜,稱為氣泡塑料薄膜或氣墊薄膜,密度為0.03g/cm3 ,適用于包裝食品、醫(yī)藥品、化妝
10、品和小型精密儀器。將聚苯乙烯或低密度聚乙烯在擠出機(jī)內(nèi)通入加壓易于汽化的氣體,經(jīng)擠出吹塑而成低發(fā)泡薄片,稱為泡沫紙,再用熱成型方法,可制成食品包裝托盤、餐盤、蛋盒及快餐食品包裝盒等。4 .密封材料 包括密封劑和瓶蓋襯、墊片等,是一類具有粘合性和密封性的液體稠狀糊或彈性 體,以聚氨酯或乙烯-醋酸乙烯酯樹脂為主要成分,用作桶、瓶、罐的封口材料。橡膠或無(wú)毒軟聚氯乙烯片材,可作瓶蓋、罐蓋的密封墊片。5 .帶狀材料 包括打包帶、撕裂膜、膠粘帶、繩索等。膠粘帶是一種壓敏膠帶,將壓敏膠涂于薄膜帶基或牛皮紙帶基上,帶的背面有防粘層。如果用玻璃纖維順軸向增強(qiáng)膠粘帶,可提高拉伸強(qiáng)度,作捆扎材料使用極為方便。將壓敏膠
11、涂于紙質(zhì)或鋁箔彩色標(biāo)貼背面,俗稱不干膠標(biāo)貼。熱熔膠和乙烯-醋酸乙烯酯樹脂乳液是包裝箱盒封口的主要膠粘劑,消耗量占包裝用膠粘劑的80%以上。3、用示意圖表示:(1)線型聚合物,(2)短支鏈聚合物,(3)長(zhǎng)支鏈聚合物,(4)低交聯(lián)聚合物,(5)高交聯(lián)聚合物。(略)4、區(qū)別下列概念:?jiǎn)误w與重復(fù)結(jié)構(gòu)單元;加聚反應(yīng)與縮聚反應(yīng);熱塑性塑料與熱固性塑料; 聚合度與分子量。單體與重復(fù)結(jié)構(gòu)單元;高聚物在聚合以前的低分子化合物稱為單體。高聚物是由特定的結(jié)構(gòu)單位多次重復(fù)組成的。即重復(fù)結(jié)構(gòu)單元,二者的化學(xué)組成可以相同,也可以不相同。加聚反應(yīng)與縮聚反應(yīng);(1)加聚反應(yīng) 加聚反應(yīng)的單體一般都是含有雙鍵的有機(jī)化合物,例如烯
12、燒和二烯燒等。高聚物經(jīng)過光照,加熱或用催化劑處理等引發(fā)作用,就可以把雙鍵打開,第一個(gè)分子便和第二個(gè)分子連結(jié)起來(lái),第二個(gè)分子又和第三個(gè)分子連結(jié),一直連成一條大分子鏈。這樣的化學(xué)作用就 象分子和分子一個(gè)一個(gè)相加起來(lái)成為一個(gè)大分子,所以稱為加聚反應(yīng)。(2)縮聚反應(yīng) 縮聚反應(yīng)是由相同或不同的低分子物質(zhì)聚合,在生成高聚物的同時(shí)常有H2O、NH3、鹵化氫、醇等低分子物質(zhì)的析出。所得到的高聚物,其組成與原料物質(zhì)的組成不同。熱塑性塑料與熱固性塑料;熱塑性塑料本身多為長(zhǎng)鏈大分子,線型或支鏈型聚合物。當(dāng)加熱此類材料超過一定溫度時(shí),材料就軟化,進(jìn)而產(chǎn)生流動(dòng),很少有化學(xué)反應(yīng)發(fā)生,僅僅是物理的熔融過程;當(dāng)溫度降至一定溫
13、度時(shí),材料就硬化恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài);再受熱又可軟化, 冷卻再變硬;這類材料在某些特定溶劑的作用下還可溶解,成為高分子樹脂溶液,溶劑揮發(fā)后,材料仍可回復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。熱固性塑料本身原來(lái)是由較低分子量的物質(zhì)構(gòu)成,也為線型結(jié)構(gòu)。但一經(jīng)加熱,材料首先軟化, 呈現(xiàn)出流動(dòng)性,隨即發(fā)生縮聚反應(yīng), 脫出小分子物質(zhì)并生成中間縮聚物, 進(jìn)而該中間縮聚物分子間發(fā)生交聯(lián)反應(yīng),生成具三維交聯(lián)的體型結(jié)構(gòu)高分子化合物,最終固化成為不熔、不溶的高分子材料。聚合度與分子量。高分子化合物是由特定的結(jié)構(gòu)單位多次重復(fù)組成的。其中特定的結(jié)構(gòu)單位,稱為鏈節(jié);特定結(jié)構(gòu)單位的重復(fù)個(gè)數(shù),稱為聚合度。高分子化合物中每個(gè)鏈節(jié)好象一條長(zhǎng)鏈條里的每一個(gè)環(huán)
14、節(jié),聚合度即鏈上環(huán)節(jié)的數(shù)目。高分子化合物的分子量=鏈節(jié)分子量裸合度5、什么是聚合物老化老化時(shí)常發(fā)生哪些物理化學(xué)變化高分子材料在長(zhǎng)期使用過程中,由于受到氧、熱、紫外光線、機(jī)械力、水蒸氣以及微生物等因素的作用,逐漸失去彈性,出現(xiàn)龜裂;變硬變脆或發(fā)粘軟化,失去光澤或變色,物理-機(jī)械性能變差等現(xiàn)象,稱為聚合物的老化。高分子材料的老化是一個(gè)復(fù)雜的化學(xué)變化過程,它涉及到高分子化合物本身的結(jié)構(gòu)和環(huán)境條件等因素。這些因素造成高分子的交聯(lián)和高分子的裂解,是引起老化的主要原因。老化以大分子的交聯(lián)為主時(shí),則表現(xiàn)為失去彈性、變硬變脆、出現(xiàn)龜裂等。老化以大分子的裂解為主時(shí),則表現(xiàn)為失去剛性、變軟發(fā)粘、出現(xiàn)蠕變等。6、聚
15、合物常用的分類方法有那些高分子材料的分類方法有多種,可按反應(yīng)類型、化學(xué)結(jié)構(gòu)和所用原料類別等進(jìn)行分類,但應(yīng)用最多的是將高分子材料按其熱行為分為熱塑性高分子材料和熱固性高分子材料兩種。7、寫出六種你經(jīng)常遇到的聚合物的名稱,包括商品名稱和工業(yè)命名名稱。習(xí)慣命名聚丙烯睛聚酯聚異丁烯有機(jī)玻璃聚丙烯聚苯乙烯聚(四氟乙烯)尼龍-6聚乙烯醇聚(氯乙烯工業(yè)命名聚丙烯睛聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯聚異丁烯聚甲基丙烯酸甲酯聚丙烯聚苯乙烯聚四氟乙烯聚酰胺-6聚乙烯醇聚氯乙烯8、什么溫度下,聚苯乙烯的性質(zhì)同室溫下的天然橡膠的性質(zhì)相似 聚苯乙烯在Tg溫度以上,Tf溫度以下時(shí),即處在高彈態(tài)時(shí)其性質(zhì)同室溫下的天然橡膠的性質(zhì) 相似。第
16、二章塑料包裝材料常用樹脂和助劑1、簡(jiǎn)述包裝常用塑料材料的品種和性能。1.聚乙烯 聚乙烯是包裝中用量最大的塑料品種之一,其分子結(jié)構(gòu)式為:一CH2 CH2 n聚乙烯是乙烯通過加成反應(yīng)得到的一組聚合體的總和。聚乙烯可以是均聚和共聚的,同時(shí)也可以是線性和非線性的。聚乙烯為無(wú)臭、無(wú)毒、外觀呈乳白色的蠟狀固體。主要性質(zhì)如下:(1)分子結(jié)構(gòu)為線型或支鏈型結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單規(guī)整、對(duì)稱性好、易于結(jié)晶,材料柔軟性好, 不易脆化。(2)分子中無(wú)活性反應(yīng)基團(tuán)又無(wú)雜原子,因此化學(xué)穩(wěn)定性極好,在常溫下幾乎不與任何物 質(zhì)反應(yīng)。常溫下不溶于任何一種已知的溶劑,但對(duì)燒類、油類的穩(wěn)定性較差,可能引起溶脹或 變色。在70c以上能溶于二
17、甲苯、四氫蔡、十氫蔡等溶劑。(3)聚乙烯有優(yōu)良的耐低溫性能,且在低溫下性能變化極小。(4)阻濕性好,但具有一定的透氣性。(5)熱封性好。(6)由于聚乙烯分子無(wú)極性,極性油墨等對(duì)其附著力較差,導(dǎo)致適印性不好,故在印刷前 應(yīng)進(jìn)行表面處理。同樣,在聚乙烯薄膜與其他薄膜進(jìn)行干法復(fù)合前,也需要進(jìn)行表面處理,以 增加印刷或復(fù)合的牢度。聚乙烯的品種類型有多種,在使用中通常將聚乙烯按密度和結(jié)構(gòu)的不同分為低密度聚乙烯(LDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)和線型低 密度聚乙烯(LLDPB等。2.聚丙烯聚丙烯屬聚烯燒品種之一,也是包裝中最常用的塑料品種之一,其結(jié)構(gòu)式為:正CH00冉OH,聚
18、丙烯是以丙烯單體進(jìn)行聚合的熱塑性聚合物。聚丙烯外觀與聚乙烯相似,但聚丙烯的 相對(duì)密度為,是目前常用塑料中最輕的一種。通常有均聚聚丙烯和無(wú)規(guī)共聚聚丙烯二類。聚 丙烯有很高的耐化學(xué)性及耐機(jī)械性能。聚丙烯樹脂常用于制造薄膜和硬的容器。(1)均聚聚丙烯 與低密度聚乙烯及高密度聚乙烯相比,聚丙烯密度低,熔點(diǎn)高;聚丙烯的 機(jī)械性能好,拉伸強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、挺度、硬度等都優(yōu)于聚乙烯,尤其是具有較好 剛性和抗彎曲性;耐化學(xué)性極好,耐熱性良好,在無(wú)外力作用下,加熱到150 c也不變形;并能耐沸水煮,能經(jīng)受高溫消毒;聚丙烯的阻濕性極好,阻氣性優(yōu)于聚乙烯,但耐低溫性能遠(yuǎn)不 如聚乙烯;由于同樣的原因,聚丙烯的
19、印刷性與粘合性不好,在印刷或粘合前多需進(jìn)行表面處 理。 聚丙烯的這些特性決定了均聚聚丙烯有很廣的應(yīng)用。例如,聚丙烯薄膜可以包裝食品, 其通過吹膜和流延二種方法制成,雙向拉伸提高了薄膜的光學(xué)性能和強(qiáng)度。聚丙烯薄膜通常通 過不同的涂層來(lái)改善其熱封性、阻隔性及光學(xué)性能,同時(shí)鍍鋁聚丙烯膜有很低的透氣及透濕性能。雙向拉伸的聚丙烯薄膜(BOPR)其透明性、阻隔性等均優(yōu)于未拉伸的聚丙烯薄膜(CPP)(如表2-6所示),從而廣泛地應(yīng)用于復(fù)合薄膜的制造。高挺度與易拉性能使均聚聚丙烯非常適合纏繞及拉伸應(yīng)用;聚丙烯還可用來(lái)制造瓶、罐及各種形式的中空容器。利用聚丙烯的優(yōu)良 抗彎性和回彈性,可制作蓋及本體和一的箱殼。同
20、時(shí)其很好的耐熱性則可以用這種材料制成的 耐熱的微波食品容器以及耐蒸煮容器。聚丙烯也是一種極好的注塑材料以代替高密度聚乙烯、 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯和玻璃瓶。均聚聚丙烯有極好的流變性和很好的加工性能。其熔體質(zhì)量流動(dòng)速率范圍在50g/10min。寬熔指材料容易用來(lái)作為注塑材料。但是,均聚聚丙烯在加 工和使用中較聚乙烯更容易受光和熱而氧化降解。因此,應(yīng)該加一些抗氧劑來(lái)阻止氧化。在包 裝應(yīng)用中,抗靜電劑也通常被加入用來(lái)消除靜電。(2)無(wú)規(guī)共聚聚丙烯無(wú)規(guī)共聚聚丙烯通常含有 7%的乙烯,在分子鏈上乙烯單體位置的 無(wú)規(guī)律就阻礙了順式聚丙烯的那種分子鏈的有規(guī)立構(gòu)和高結(jié)晶,因此無(wú)規(guī)共聚聚丙烯就具有低結(jié)晶度,低熔點(diǎn)
21、,高透明度及柔軟性的性能。無(wú)規(guī)共聚聚丙烯相對(duì)均聚聚丙烯較輕,其密度0.90g/cm3 ,具有更好的耐低溫沖擊強(qiáng)度。無(wú)規(guī)共聚聚丙烯對(duì)酸、堿、醇及低沸點(diǎn)的碳?xì)浠衔镉泻芎玫哪突瘜W(xué)性。無(wú)規(guī)共聚聚丙烯可用來(lái)吹膜或注塑,拉伸薄膜可以作為玩具等的收縮膜包裝。防濕性能也好,在包裝中的其他應(yīng)用有醫(yī)藥、食品及服裝的包裝;7%的乙烯共聚物用于作熱封層。3.聚苯乙烯(Polystyrene , PS)聚苯乙烯的分子結(jié)構(gòu)式為:CH住6聚苯乙烯是目前世界上應(yīng)用最廣的塑料之一。聚苯乙烯大分子主鏈上帶有體積較大的苯環(huán) 側(cè)基,使得大分子的內(nèi)旋受阻,故大分子的柔順性差,且不易結(jié)晶,屬線型無(wú)定型聚合物。聚 苯乙烯的一般性能如下:
22、(1)機(jī)械性能好,密度低,剛性好、硬度高,但脆性大,耐沖擊性能差。(2)耐化學(xué)性能好,不受一般酸、堿、鹽等物質(zhì)侵蝕,但易受有機(jī)溶劑如蝶類、酯類等的 侵蝕,且溶于芳蝶類溶劑。(3)連續(xù)使用溫度不高,但耐低溫性能良好。(4)阻氣、阻濕性差。(5)具有高的透明度,有良好的光澤性,染色性良好,印刷、裝飾性好。(6)無(wú)色、無(wú)毒、無(wú)味,尤其適用于食品包裝。4.聚氯乙烯聚氯乙烯樹脂的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為:壬 CHlCH士G1聚氯乙烯塑料是多組分塑料,它包括聚氯乙烯樹脂、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、填料、顏料等多種助劑,各助劑的品種及數(shù)量都直接影響聚氯乙烯塑料的性能。聚氯乙烯大分子中含有的C- Cl鍵有較強(qiáng)的極性, 大分
23、子間的結(jié)合力較強(qiáng),故聚氯乙烯分子柔順性差,且不易結(jié)晶。加入不同數(shù)量的增塑劑可將剛硬的聚氯乙烯樹脂制成硬質(zhì)聚氯乙烯(不加或加入5%左右的增塑劑)和軟質(zhì)聚氯乙烯(加3050 %增塑劑)。聚氯乙烯的主要特性如下:(1)性能可調(diào),可制成從軟到硬不同機(jī)械性能的塑料制品。(2)化學(xué)穩(wěn)定性好,在常溫下不受一般無(wú)機(jī)酸、堿的侵蝕。(3)耐熱性較差,受熱易變形。純樹脂加熱至85c時(shí)就有氯化氫析出,并產(chǎn)生氯化氫刺激氣體,故加工時(shí)必須加入熱穩(wěn)定劑。制品受熱還會(huì)加劇增塑劑的揮發(fā)而加速老化。在低溫作用 下,材料易脆裂,故使用溫度一般為-1555C。(4)阻氣、阻油性好,阻濕性稍差。硬質(zhì)聚氯乙烯阻隔性優(yōu)于軟質(zhì)聚氯乙烯,軟質(zhì)
24、聚氯乙 烯的阻隔性與其加入助劑的品種和數(shù)量有很大關(guān)系。(5)聚氯乙烯樹脂光學(xué)性能較好,可制成透光性、光澤度皆好的制品。(6)由于聚氯乙烯分子中含有C- Cl極性鍵,與油墨的親和性好,與極性油墨結(jié)合牢固,另外熱封性也較好。(7)純的聚氯乙烯樹脂本身是無(wú)毒聚合物,但若樹脂中含有過量的未聚合的氯乙烯單體時(shí),在制成食品包裝后,若所含的氯乙烯通過所包裝的食品進(jìn)入人體,可對(duì)人體肝臟造成損害,還 易產(chǎn)生致癌和致畸作用。因此,我國(guó)規(guī)定食品包裝用聚氯乙烯樹脂的氯乙烯單體含量應(yīng)小于5PPM,食品包裝用壓延聚氯乙烯硬片中未聚合的氯乙烯單體含量必須控制在1PPM以下。此外還要注意的是,聚氯乙烯在用于食品包裝時(shí),所加入
25、的助劑必須符合相關(guān)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)聚合方法的不同,常用的聚氯乙烯樹脂可分為懸浮法樹脂與乳液法樹脂兩種。在包裝方面,80%的商品聚氯乙烯是用懸浮聚合法生產(chǎn),其他是用乳液和溶液聚合法。在聚氯乙烯樹脂中加入不同種類的增塑劑等助劑,可制得符合衛(wèi)生要求、不同強(qiáng)度、透明或不透明的各種食品包裝。 因此,欲制得理想的制品,首先需合理地選擇配方,按照國(guó)家規(guī)定的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),全面考慮制品 的物理性能、化學(xué)性能、成型加工性能來(lái)選擇各種助劑的品種與用量。(其余略)2、簡(jiǎn)述高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的主要差別。低密度聚乙烯(LDPB是一種非線性熱塑性聚乙烯,密度范圍為0.942 g/cm3,熔體質(zhì)量流動(dòng)速率 為20g/min
26、 ;結(jié)晶度低,約在 6080%左右;低密度聚乙烯中支鏈較多,并對(duì)透 明性、柔軟性、可熱封性和易加工性有較大的影響,這些特性真正取決于分子量的平衡、分子 量的分布和分子的交聯(lián);其機(jī)械強(qiáng)度、阻氣性、耐溶劑性都比高密度聚乙烯差;但它的柔軟性、斷裂伸長(zhǎng)率、耐沖擊性、透明度則比高密度聚乙烯好。低密度聚乙烯的最大產(chǎn)品是薄膜,大約有55%的低密度聚乙烯被加工成薄膜。與其它材料相比,低密度聚乙烯具有優(yōu)秀的阻濕性, 同時(shí)對(duì)氧氣、二氧化碳?xì)怏w及有機(jī)蒸氣也有較高的阻隔性能。低密度聚乙烯可普遍運(yùn)用于食品、服裝包裝袋、阻濕層、農(nóng)用薄膜、日用品包裝和收縮纏繞膜等,以及復(fù)合薄膜中的熱封和 黏合層。 高密度聚乙烯(HDPE)
27、含支鏈少,2晶度高達(dá) 90%,有些品種使用溫度可達(dá)120C,耐寒性能良好。由于密度高,結(jié)晶度高,故其機(jī)械強(qiáng)度、阻隔性、耐熱性等性能均好于低密度 聚乙烯。多用來(lái)制造食品包裝用瓶、罐、桶等中空容器,也可制成薄膜或復(fù)合膜。3、 PVC的性能與什么因素有關(guān)聚氯乙烯塑料是多組分塑料,它包括聚氯乙烯樹脂、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤(rùn)滑劑、填料、顏 料等多種助劑,樹脂的型號(hào)還有所加入的各助劑的品種及數(shù)量都直接影響聚氯乙烯塑料的性 能。4、塑料材料中為什么要加入助劑按其作用可分為哪幾種在塑料加工和使用過程中加入塑料助劑。是因?yàn)橛行渲虍a(chǎn)品其固有性能不適應(yīng)其產(chǎn)品 所需的加工工藝的要求,添加助劑僅僅是需要改變其加工性;而
28、有些材料其加工性能較好,而 產(chǎn)品性能卻達(dá)不到我們的要求,這也要添加助劑,以改變其產(chǎn)品性能。5、什么叫做增塑劑它是如何起增塑作用的增塑劑,顧名思義是增加材料的塑性,即添加到樹脂中,一方面使樹脂在成型時(shí)流動(dòng)性增 大,改善加工性能,另一方面可使制成后的制品柔韌性和彈性增加的物質(zhì)。從理論上講,增塑劑對(duì)塑料有兩種理想的塑化效應(yīng):一種是將聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變溫度向低溫轉(zhuǎn)移,達(dá)到或接近 材料的實(shí)際使用溫度范圍,從而使塑料制品柔軟(這稱為低溫塑化,是最普通的塑化效應(yīng));另一種是將聚合物的軟化熔融溫度移向低溫,以改善加工性能易于成型加工,(這種塑化效應(yīng)稱為高溫塑化)。實(shí)質(zhì)上,某些改變?nèi)垠w粘度, 但不影響低溫塑化性能
29、的內(nèi)潤(rùn)滑劑或其他加工助劑也 具有此類高溫塑化效應(yīng)。其作用機(jī)理大致可分為兩種:(1)非極性增塑劑 主要作用是插入到高分子鏈之間,增大高分子鏈間的距離,從而削弱 它們之間的范德華力,使高分子鏈易于活動(dòng),在較低的溫度下就可發(fā)生玻璃化轉(zhuǎn)變。增塑劑用 量越多,則隔離作用也越大,而且小分子易活動(dòng),易使高聚物粘度降低。(2)極性增塑劑 其主要作用是:增塑劑的極性基團(tuán)與高聚物分子的極性基團(tuán)相互作用, 代替了高聚物極性分子間的作用,從而削弱了高聚物間的范德華力,因此達(dá)到增塑的目的。增 塑劑的效能是與增塑劑的摩爾數(shù)成正比。由以上討論可知,無(wú)論是極性還是非極性增塑劑,因它的加入(到高聚物中),改變了高聚物間的范德華
30、力,使高分子鏈間作用力減弱,同時(shí)因?yàn)?增塑劑一般為小分子物質(zhì),在高分子鏈間易于移動(dòng),也相對(duì)為高分子鏈的運(yùn)動(dòng)起了潤(rùn)滑作用。 增塑劑能增塑的關(guān)鍵就在于它改變了大分子間的作用力。6、何謂增塑劑效率試說明其用途及局限性。所謂增塑效率是以改變聚合物的一定量的物理性能所需加入增塑劑的量作為標(biāo)記的??墒俏锢硇阅苡卸喾N,這里是以添加相同重量份增塑劑的情況下,比較抗拉強(qiáng)度、彈性模量、斷裂 伸長(zhǎng)率、硬度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度等下降的程度。增塑效率越高的增塑劑將使性能下降的程度越 大。但能測(cè)出的數(shù)據(jù)的排列次序是一定的。通常以100份PVC樹脂中添加50份DOP所得性能為標(biāo)準(zhǔn),為達(dá)到同樣性能指標(biāo)值所需要添加的其他各種增塑劑
31、的重量份數(shù)分別除以50份所得的商值作為該增塑劑的增塑效率值,其增塑效率值越大,表明該種增塑劑的增塑效率低。這就 是為什么DOP是標(biāo)準(zhǔn)增塑劑的緣故。選用DOP的原因是因?yàn)榇朔N增塑劑有比較全面的性能,其局限性在于:各種手冊(cè)用量也較高的緣故。并不是說DOP在任何場(chǎng)合下都是最好的增塑劑中報(bào)導(dǎo)的增塑效率值其性能指標(biāo)不同,數(shù)值也各異。例如有的是以硬度為比較性能,提供的性能是100份PVC添力口 67份增塑劑條件下測(cè)定的:DOP得硬度70, DBP得硬度62;當(dāng)以斷裂伸長(zhǎng)率來(lái)比較時(shí),DOP的增塑效率又比 DBP高,與前者正好倒過來(lái)了。當(dāng)然評(píng)價(jià)一種增塑劑的優(yōu)劣,不能只以增塑效應(yīng)為唯一選擇,還要考慮到相容性、揮
32、發(fā)性、抽取性、遷移性等因素。7、請(qǐng)以聚氯乙烯為例,說明熱穩(wěn)定劑的作用機(jī)理。熱穩(wěn)定劑是以改善樹脂熱穩(wěn)定性為目的而添加的助劑。聚氯乙烯最明顯的缺點(diǎn)是熱穩(wěn)定性差,聚氯乙烯分子中存在許多結(jié)構(gòu)上的缺陷,如雙鍵、支化點(diǎn)、殘存的引發(fā)劑端基、含氧結(jié)構(gòu)等,這些缺陷經(jīng)熱或光的活化很容易形成自由基,熱降解中形成的自由基除了參與脫氯化氫反應(yīng)外,還可能引起斷鏈或交聯(lián)等其它反應(yīng)。與氧接觸后,發(fā)生自動(dòng)氧化過程,也會(huì)造成分子斷裂或交聯(lián),而且脫出的氯化氫對(duì)聚氯乙烯還有催化降解的作用。聚氯乙烯的加工溫度與其分解溫度很相近,當(dāng)在160200 c的溫度下加工時(shí), 聚氯乙烯會(huì)發(fā)生劇烈的熱降解,從分子鏈上脫下HCl小分子,形成分子鏈上不
33、穩(wěn)定的自由基,給分子鏈造成雙鍵、 支化點(diǎn)等缺陷。 脫下的HCl又加速其他分子鏈上的氯和氫脫出,成為熱分解的催化劑。如不能排除脫下的游離HCl,則聚氯乙烯制品會(huì)迅速變色且性能惡化。因此我們?cè)诩庸ぞ勐纫蚁┲破窌r(shí),必須添加熱穩(wěn)定劑,使聚氯乙烯能夠承受所需的加工溫度。其實(shí),聚氯乙烯的熱降解過程十分復(fù)雜。聚氯乙烯在熱降解過程中,幾乎不產(chǎn)生單體,而是產(chǎn)生大量氯化氫。綜合目前的研究成果,熱穩(wěn)定劑的穩(wěn)定機(jī)理包括如下幾點(diǎn): 捕捉游離HCl小分子,抑制并消除它的自動(dòng)催化作用; 限制雙鍵共朝體系的形成, 減少色變; 置換聚氯乙烯分子中不穩(wěn)定的烯丙基氯原子或叔碳位氯原子,改變了主鏈的分子結(jié)構(gòu),抑制脫氯化氫; 捕捉自由
34、基,阻止氧化反應(yīng)。防止聚氯乙烯主鏈的斷裂、交聯(lián)等反應(yīng)。熱穩(wěn)定機(jī)理直接與不同的熱穩(wěn)定劑有關(guān)。從上述機(jī)理出發(fā)使用的幾類熱穩(wěn)定劑均有一定的熱穩(wěn)定效果。8、抗氧劑和光穩(wěn)定劑主要有哪些類型試舉例說明其穩(wěn)定作用機(jī)理。答:抗氧劑作用機(jī)理和類型:a.鏈終止劑 這類抗氧劑能夠與自動(dòng)氧化反應(yīng)中的鏈增長(zhǎng)自由基反應(yīng),使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中斷, 故又稱自由基抑制劑。b.自由基捕獲劑 此類抗氧劑能與自由基反應(yīng),形成不再引發(fā)氧化反應(yīng)的穩(wěn)定產(chǎn)物,醍類抗氧劑的作用方式就屬此類。炭黑具有多芳核燒結(jié)構(gòu),又具有醍的結(jié)構(gòu),也是一種自由基捕獲利。c.電子給予體 一些叔胺類化合物,雖無(wú)N-H基,但可給出電子。當(dāng)與活性自由基如ROO相遇時(shí),由于電子的
35、轉(zhuǎn)移,使活性自由基成為低活性的負(fù)離子,從而中斷鏈?zhǔn)窖趸磻?yīng)。d.過氧化物分解劑主要包括亞磷酸酯類和有機(jī)硫化物類,它們能夠與氫過氧化物結(jié)合成不活潑產(chǎn)物,抑制其自動(dòng)催化作用。e.金屬離子鈍化劑 它包括各種向心配位體,如雙水楊叉二胺、草酰胺,它們能夠與變價(jià)金屬離子絡(luò)合,將其穩(wěn)定在一個(gè)價(jià)態(tài),從而消除這些金屬離子對(duì)氧化反應(yīng)的催化活性,這類物質(zhì)也叫金屬螯合物或銅抑制劑”。而對(duì)于光穩(wěn)定劑,按照光穩(wěn)定劑的作用機(jī)理,可將其分為四類: 光屏蔽劑 這是一類能夠吸收或反射紫外光的物質(zhì),它們?cè)诰酆衔锖凸廨椛渲g設(shè)置了一層遮蔽物,使光不能直接 射到聚合物內(nèi)部,從而有效地抑制光老化。具有這種功能的物質(zhì)主要是一些無(wú)機(jī)填料和顏
36、料,如炭黑、二氧化鈦、氧化鈦等。利用光屏蔽劑把有害的紫外光與聚合物隔絕開,是一種行之有效的防護(hù)措施, 構(gòu)成了光穩(wěn)定化的第一個(gè)層次,但是它只適用于著色制品,不適于透明制品。紫外線吸收劑這是光穩(wěn)定劑的主體,能夠強(qiáng)烈地吸收紫外光,并將其能量轉(zhuǎn)變成無(wú)害的熱 能形式放出,這構(gòu)成了光穩(wěn)定化的第二個(gè)層次。按其結(jié)構(gòu)可分為水楊酸酯類、二苯甲酮類。使用時(shí)要考慮各種聚合物的敏感波長(zhǎng)和紫外線吸收劑的有效吸收波長(zhǎng)范圍的一致性。紫外線淬滅劑未被遮蔽或吸收的紫外光,被高聚物吸收后,使聚合物處于不穩(wěn)定的 激發(fā)態(tài)”,為了防止其進(jìn)一步分解產(chǎn)生自由基,紫外線淬滅劑能夠從受激聚合物分子上將激發(fā)能消除,使之回到 低能狀態(tài)。這類光穩(wěn)定劑
37、對(duì)聚烯燒的穩(wěn)定效果很好,多用于薄膜和纖維,它們?cè)谌軇┲械娜芙庑詷O小,用于纖維時(shí)耐洗性優(yōu)良,并兼有助染劑的功能,這類光穩(wěn)定劑多與二苯甲酮類、苯并三嚏類等紫外線吸收劑并用,有良好的協(xié)同效應(yīng)。自由基捕獲劑這可以說是最后一道阻止光降解作用的防線。它們可看做有空間阻礙的哌咤衍生物,它特別適用于聚烯燒,其穩(wěn)定效能很好,它的主要功能就是捕獲自由基。即一旦聚合物吸收了紫外線并分解產(chǎn)生出了導(dǎo)致自動(dòng) 氧化反應(yīng)的活性自由基后,它就可以捕獲這種活性自由基,阻止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)繼續(xù)下去,并生成穩(wěn) 定的化合物。9、阻燃劑是怎樣起阻燃作用的(1)含鹵化合物含鹵的有機(jī)或無(wú)機(jī)阻燃劑的作用機(jī)理都是捕捉活性自由基。在高溫下含鹵阻燃劑分解產(chǎn)
38、生的鹵原子,與聚合物反應(yīng)生成鹵化氫,鹵化氫與高活性羥基自由基或氫原子反應(yīng),生成水或氫氣,從而中斷鏈?zhǔn)窖趸^程,使燃燒減緩,以至停止。鹵素的阻燃效果是澳氯碘,澳的效果是最好;這是因?yàn)樘及逆I的離解能比碳氯鍵的離解能低。(2)磷化合物 磷化合物的阻燃效果相當(dāng)大,燃燒時(shí)生成的偏磷酸可聚合成穩(wěn)定的高聚態(tài),成為塑料的保護(hù)層,隔絕氧和可燃物。磷酸能促進(jìn)塑料的炭化,當(dāng)磷與鹵素共存時(shí)阻燃效果更大,兩者反應(yīng)可生成鹵化磷,具有較大的蒸汽密度,覆蓋于火焰表面可隔絕氧氣和沖淡可燃物, 同時(shí)產(chǎn)生的鹵化氫又可捕捉活性自由基。(3)三氧化二睇與鹵化物 三氧化二睇在鹵化物的存在下顯示了很大的協(xié)同效應(yīng),因其在塑料表面,反應(yīng)生成揮
39、發(fā)性的鹵化睇和鹵氧化睇,它們的揮發(fā)可以吸取熱量,同時(shí)產(chǎn)生的氣體可隔絕氧氣和沖稀可燃物。由于含鹵阻燃材料在聚合物燃燒時(shí),會(huì)伴隨產(chǎn)生大量煙霧和有毒的腐蝕性氣體,并且其擴(kuò)散速度遠(yuǎn)大于火焰的擴(kuò)散速度,在某些時(shí)候不能不說是另一種危害,對(duì) 金屬的腐蝕也是很嚴(yán)重的,所以,有時(shí)采用無(wú)鹵阻燃劑是重要的。無(wú)鹵阻燃劑多是金屬氧化物 的水合物,它們?cè)谖鼰岱纸饷撍畷r(shí)能夠吸取大量的熱量,抑制燃燒部分及其附近的溫度上升; 分解出的水蒸汽反過來(lái)阻止可燃?xì)怏w的釋放,使材料在燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量和表面溫度降低,這 種阻燃劑用量一般較大,在阻燃的同時(shí),起著填充劑的作用。在使用無(wú)機(jī)阻燃劑時(shí),為了防止 其在燃燒時(shí)的滴落和材料的電學(xué)性能的降
40、低,有時(shí)要同時(shí)填加硼化物、磷化物等能促進(jìn)樹脂炭 化的阻燃增效劑,同時(shí),由于一些非極性的聚合物具有憎水性,與無(wú)機(jī)阻燃劑的相容性差,填 充體系界面難于良好的結(jié)合。為了改善、提高兩者的親和性,并提高其物理力學(xué)性能,經(jīng)常采 用硬脂酸、硬脂酸鹽等表面活性劑以及硅烷偶聯(lián)劑等對(duì)其進(jìn)行表面處理。第三章塑料包裝材料的性能1、聚乙烯和聚苯乙烯哪一個(gè)在室溫下有較大的蠕變傾向聚合物蠕變的本質(zhì)是大分子鏈段運(yùn)動(dòng),因而柔順的大分子鏈易于發(fā)生蠕變。主鏈含有芳環(huán) 的和分子鏈比較僵硬的高聚物抗蠕變性能較好。所以聚乙烯在室溫下有較大的蠕變傾向。2、怎樣才能制得接近透明的低密度聚乙烯薄膜塑料的透明性大小與其制品的結(jié)晶度大小和結(jié)晶結(jié)構(gòu)
41、有關(guān),因此,通過控制制品的不同形態(tài)結(jié)構(gòu),可以改善其透明性??刂平Y(jié)晶質(zhì)量 (1)晶型 (2)球晶含量 (3)晶體尺寸 (4)晶體規(guī)整性提高折射率主要是通過加入不影響透明性的高折射率有機(jī)物或無(wú)機(jī)物來(lái)提高其折射率。 降低雙折射 可通過控制加工中的取向,即降低取向度而達(dá)到降低雙折射的目的 上所述,塑料的透明性的提高可以通過控制制品的聚集形態(tài)或加入其它物質(zhì)來(lái)達(dá)到。3、常見的透明塑料有哪些塑料的透明性與什么有關(guān)塑料的透明性 衡量一種材料的透明性好壞,有許多性能指標(biāo)都需要考慮。常用的指標(biāo)有:透光率、霧度、折光指數(shù)、雙折射及色散等。在上述指標(biāo)中,透光率和霧度二個(gè)指標(biāo)主要表征材料的透光性,而折光指數(shù)、雙折射及色
42、散三個(gè)指標(biāo)主要用于表征材料的透光質(zhì)量。一種好的透明性材料,要求上述性能指標(biāo)優(yōu)異且均衡。透明性的分類 按材料的透光率大小,可將其分為如下三類: 透明材料波長(zhǎng)400nm800nm可見光的透光率在 80%以上;半透明材料波長(zhǎng)400nm 800nm可見光的透光率在 50%80%之間;不透明材料波長(zhǎng)400nm 800nm可見光的透光率在 50%以下。 按上述的分類方法,可將樹脂分成如下幾類。(1)透明性樹脂 主要包括:PMMA、PC、PS PE不(2)半透明樹脂 主要包括 PP和PA兩種。8、何謂聚合物老化老化時(shí)常發(fā)生哪些物理化學(xué)變化塑料包裝物材料在加工、貯存和使用過程中,物理化學(xué)性質(zhì)和機(jī)械性能變壞的現(xiàn)
43、象稱為老化。老化現(xiàn)象表現(xiàn)為材料變硬、變脆、變性或表面龜裂、發(fā)粘、變色等。老化因素由內(nèi)因和外因構(gòu)成。材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)和物理狀態(tài)是耐老化性好壞的基本因素。例如,聚丙烯的耐熱、光、氧老化性能比較差,因?yàn)樵诰郾┑姆肿咏Y(jié)構(gòu)有大量叔碳原子,叔碳原子上的氫易被氧化。又如硅氧鏈結(jié)構(gòu)的高分子,由于硅氧鍵結(jié)合的鍵能比碳一碳鍵能大,需要較大的能量硅氧鍵才能斷裂,因此硅氧鏈結(jié)構(gòu)的聚合物耐老化性能就較好。熱固性聚合物是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),有較好的耐熱老化性能。第四章塑料軟包裝及成型1、軟包裝材料有哪些基材目前軟包裝普遍采用的塑料單膜品種有LDPE、HDPE、BOPR CPP、PA、PET EVA、PVDGPVC等十多種,其中以聚
44、乙烯、聚丙烯的用量為最大;還有鋁箔塑料鍍鋁薄膜等。復(fù)合材料復(fù)合結(jié)構(gòu)的包裝材料發(fā)展很快,其品種已有幾百種?,F(xiàn)在已經(jīng)能夠達(dá)到耐蒸煮、高溫烘烤和深度 低溫冷凍、隔氣、防潮、遮光等防護(hù)功能,同時(shí)具有足夠的抗張、揉曲、撕裂、戳穿及沖擊等物理、機(jī)械性能除上述塑料軟包裝形式以外,塑料材料還可制成收縮包裝和拉伸包裹薄膜, 以及特殊用途的包裝薄膜如用于包裝鮮花、瓜果,達(dá)到保鮮目的的微孔透氣性塑料薄膜、防銹 薄膜等。2、軟包裝復(fù)合材料的構(gòu)成原理是什么許多種類的食品要求包裝材料必須具備多功能性,如阻濕、阻氣、阻香、阻光及為適應(yīng)機(jī) 械包裝而需要有一定的強(qiáng)度等,同時(shí)還要求包裝薄膜的定量低、成本低。單一的塑料薄膜很難 滿
45、足各方面的要求。如果將具有各種不同性能的塑料薄膜復(fù)合起來(lái),可制得性能全面的復(fù)合軟 包裝薄膜。3、單層薄膜的種類和制作方法有哪些單膜品種有 LDPE HDPE、 BOPP、 CPR PA、 PET EVA、 PVDC PVC等十多種,制作方法 主要有擠出和流延。4、復(fù)合薄膜有哪幾種成型工藝原理是什么復(fù)合薄膜的加工工藝有干法復(fù)合、濕法復(fù)合、共擠復(fù)合、擠出復(fù)合等。有的復(fù)合膜依靠粘合劑將基材粘在一起,形成一個(gè)單一結(jié)構(gòu),粘合劑本身是溶劑型的或水基的,在濕法”復(fù)合過程中,先將粘合劑涂到一個(gè)基材上,再和另一種基材粘在一起,然后將復(fù)合好的材料放在烘 道中干燥,蒸發(fā)掉粘合劑中的溶劑完成復(fù)合工藝。為使該工藝得以實(shí)
46、施,基材之中必須有一層 是多孔的,以便水或有機(jī)溶劑能揮發(fā)出來(lái)。在干法”復(fù)合的過程中,先把粘合劑涂布到單獨(dú)的基材上,進(jìn)入烘道進(jìn)行干燥,然后把第二種基材與第一種基材復(fù)合。在熱熔復(fù)合工藝中,先對(duì)100 %的固體熱熔粘合劑加熱,直到其熔化,再將其涂布到基材上,隨著熱熔粘合劑的冷卻 便把它們粘合在一起了。在擠出復(fù)合中,熔化的聚合物在冷卻以后在兩個(gè)基材之間產(chǎn)生粘性。在擠出復(fù)合過程中,聚乙烯等聚合物在擠出機(jī)中熔融,在熱復(fù)合過程中,熱量熔化了一個(gè)基材 上的預(yù)先涂布的熱熔粘合劑層,隨后同第二種基材粘在一起。共擠出薄膜是由多層塑料薄膜組成的,采用平擠或吹脹工藝使用兩種以上塑料樹脂由一步法成型的,特點(diǎn)是薄膜的基材不
47、易 分開。其制造方法是每一種樹脂分別在獨(dú)立的擠出機(jī)中熔融塑化,然后塑化的熔體通過共擠出 機(jī)頭,并使它們保持在均勻一致的各層中而不混合。5、薄膜包裝袋的品種有哪些特點(diǎn)是什么薄膜包裝袋大多用熱封方法制得,也有使用粘接方法制造的。按它們的幾何形狀,基本可 以分為三大類:枕形袋、三邊密封袋、四邊密封袋;還可以按照袋子在無(wú)支撐情況下能否直立 站起來(lái)分為兩類:直立型袋和非直立型袋。1 .枕形袋 枕形袋也有叫背封袋,形袋有后、上、下接縫(見圖),使得它們具有枕頭的形狀,許多小食品的袋子常用枕形袋來(lái)包裝。枕形袋的后接縫形成一個(gè)魚鰭狀的封裝,在這種結(jié)構(gòu)中,薄膜內(nèi)層被放在一起封上, 接縫從被封裝好的袋子后面突出來(lái)
48、。另外一種封口形式就重疊封口,其中一邊的內(nèi)層與另外一邊的外層粘接起來(lái),形成一個(gè)平的封口。由于魚鰭”形封口比較結(jié)實(shí)而且只要包裝材料的內(nèi)層是熱封的就可以,所以使用廣泛。而重疊”形封口相對(duì)不結(jié)實(shí),并且要求袋的內(nèi)外層都為熱封材料,所以使用的不是很多。獨(dú)Ml狀1H依圖枕形袋和鰭狀、疊式封裝2 .三邊封口袋 三邊封口袋有兩個(gè)側(cè)接縫和一個(gè)頂邊接縫(見圖a)。袋的底邊是由水平折疊薄膜而形成的,所有封口是薄膜內(nèi)層材料粘接而成的。這種袋可以有折邊也可以沒有,當(dāng)有折邊時(shí),它們可以直立站在架子上。三邊封口袋的一種變形就是將原邊折疊形成的底邊,用粘接的方法實(shí)現(xiàn),這樣,從本質(zhì)上講就變成了一個(gè)四邊封口袋。3 .四邊封口袋
49、四邊封口袋通常是兩種 (卷)材料的頂、兩側(cè)和底邊封口制成(見圖b)。同以前所提 到的袋子相比,有可能用兩種不同的塑料樹脂材料,如果它們可以相互粘接的話,制成前邊粘 接的四邊封口袋。四邊封口袋可以制成各種形狀,如心形或橢圓形口 口圖 袋子(a)三邊封口式(b)四邊封口式4 .立型袋直立型袋至少在裝滿東西時(shí),可以支撐自己直立在架子上。直立型袋有折邊,當(dāng)有東西裝入時(shí)折邊就會(huì)撐開,使得袋有一個(gè)相對(duì)平的底部來(lái)站立。它們被廣泛地用來(lái)包裝液體產(chǎn)品 如廚房清潔劑等,由于它們可以替代罐子和瓶子等硬包裝材料,所以它們的用量越來(lái)越大。直立袋的設(shè)計(jì)中包含有一個(gè)水平的底折邊,大多用兩片軟包裝材料制成。在另外一種產(chǎn)品中,
50、僅 使用一片薄膜,薄膜被折疊成M形形成底邊;也可設(shè)計(jì)不用底折邊、而用側(cè)邊折疊或折邊,形成一個(gè)重疊的平的片材底部。這種袋子不如底部有折邊的袋子站得牢靠,它們多用于裝干貨而 不是液體產(chǎn)品。在這兩種情況下,一定的產(chǎn)品重量將包裝袋的邊折撐開,使得袋自能夠自行站 立。5 .大容積袋和高強(qiáng)度袋大容積袋和高強(qiáng)度袋通常用來(lái)包裝散裝產(chǎn)品,其承重最大可達(dá)5000kg o這種袋子具有高拉伸強(qiáng)度,既可用來(lái)裝液體產(chǎn)品又可裝固體產(chǎn)品。袋子的材質(zhì)可以使用HDPEPVC和聚酯纖維,但使用最多的材料是由 PP扁絲編織而成的。編織袋和裝液體產(chǎn)品用的袋子, 通常含有PE薄膜作為內(nèi)襯層。當(dāng)要求更好的阻隔性能時(shí),可以使用鋁箔或 PVD
51、C共聚物。為了防水,可以用 PVC或橡膠材料對(duì)袋子內(nèi)進(jìn)行涂層。根據(jù)材料和應(yīng)用特點(diǎn),袋子的封口可以熱封或者縫合。通常大容積袋是從頂部灌裝,從底部排放的,也可以裝有噴嘴或其他分流裝置, 或者用簡(jiǎn)單的割破法打開袋子。對(duì)于露天堆放的袋子,要在樹脂配料中加入紫外線穩(wěn)定劑,以 防止袋子過早老化使強(qiáng)度降低。6、薄膜包裝袋的熱封合的方法和原理是什么通常熱封是在制袋時(shí),依賴于熱和壓力的結(jié)合,把兩層熱塑性塑料材料熔合在一起。熱封 合是最牢固的,被封合的材料沒有變薄或減少。其熱量的來(lái)源有直接熱封合、高頻封合、磁性封合和感應(yīng)封合 還有些封合方法不全是直接或間接地依靠熱量,而是使用粘合劑、溶劑封 合。該方法是把溶劑涂到
52、需要粘合的表面,當(dāng)溶劑溶解了材料的表面,再把表面壓在一起,使軟化的接觸面融合在一起。為了使粘合表面更好地融合在一起,給材料加壓的時(shí)間要長(zhǎng)些7、如何鑒別塑料薄膜一般來(lái)說,應(yīng)用以下幾種方法可以初步確定塑料的材質(zhì):(1)產(chǎn)品的外觀、形狀與用途;(2)物理特性;(3)燃燒特性;(4)溶解性;(5)相對(duì)密度等。根據(jù)塑料的用途來(lái)判斷,單層的食品袋大多是聚乙烯制造的;塑料腸衣多是聚偏氯乙烯制造的;現(xiàn)在許多塑料包裝制品上面都標(biāo)明了材質(zhì),通過觀察相應(yīng)的標(biāo)記可以確定制品的材質(zhì)。1 .單層塑料的鑒別 對(duì)單層塑料薄膜通??梢酝ㄟ^觀察其外觀和用途來(lái)區(qū)分出來(lái),當(dāng)然這需要一定的經(jīng)驗(yàn)作為基礎(chǔ)。例如拿到一種薄膜后,可以先查看其
53、外觀,查看光澤度、透明度、挺力。如無(wú)色透明、表面有光澤、光滑而且比較挺實(shí)的薄膜是雙向拉伸的聚丙烯、或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。手感柔軟的是聚乙烯醇,軟聚氯乙烯。透明薄膜經(jīng)揉搓后變?yōu)槿榘咨氖蔷垡蚁?、聚丙烯,抖?dòng)薄膜發(fā)出清脆的聲音的是聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯。經(jīng)過上述分析,再結(jié)合對(duì)薄膜進(jìn)行物理特性和燃燒等分析,就可以鑒別出來(lái)了。塑料材料在相應(yīng)的溶劑中可以溶解,根據(jù)不同溶劑對(duì)塑料的溶解性的不同,可以鑒別不同的塑料材料。2 .復(fù)合包裝薄膜的鑒別塑料包裝薄膜是用多種單層薄膜復(fù)合制成,故鑒定方法也有所不同。首先,要結(jié)合單層薄膜的性能特點(diǎn)和進(jìn)行復(fù)合的目的要求,可先作大致的區(qū)分。如透明性,鋁箔、鍍鋁膜等一般是不透明
54、的復(fù)合膜;高阻隔性功能,一般為復(fù)合膜;從薄膜的外觀和機(jī)械性能等大致判斷出基膜材料,如高強(qiáng)度的PE不耐穿刺的PA、易撕裂的PP等;PET和PA一般通過與PE或CPP復(fù)合來(lái)解決熱封問題。另外還可以用以下的方法鑒別:1.復(fù)合薄膜一般有自然卷曲的現(xiàn)象,如將其放在熱水中更為明顯。2.復(fù)合薄膜如最里層與最外層材質(zhì)不同時(shí),則薄膜的兩面手感不同,細(xì)心觸摸可分辨出來(lái)。3.在薄膜上切一小口,然后緩慢斜向撕開,對(duì)撕裂性不同的基材所構(gòu)成的復(fù)合薄膜極易分出層次。 4.若是印刷好的薄膜,如果印刷層磨擦不掉,則說明印刷層夾在兩層膜當(dāng)中,為復(fù)合膜。這是都是比較簡(jiǎn)便的單膜和復(fù)合膜的區(qū)分方法。更可靠的方法是物性測(cè)定法,即用熱分析
55、法對(duì)測(cè)定的熱譜圖中的特征溫度作出判斷,若是PP/PE、PETZPB、PA/PE等復(fù)合膜,譜圖中會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)各組分的熔融峰溫。顯微鏡法也可以鑒別復(fù)合薄膜,這是因?yàn)楦鞣N塑料 的折射率不同,拉伸后的雙折射值不同,在相差或偏光顯微鏡中觀察時(shí),復(fù)合各層將呈現(xiàn)不同的顏色,從而可區(qū)分單膜和復(fù)合膜。其次,要將確定的復(fù)合薄膜的各個(gè)組成部分進(jìn)行分離并進(jìn)行鑒定。1.剝離法 對(duì)擠出復(fù)合或干式復(fù)合等制得的復(fù)合膜,經(jīng)拉扯或揉搓后,因其形變不一致而發(fā)生剝離;或進(jìn)行一定的 加熱處理,使粘合劑層軟化而使粘合在一起的薄膜剝離;也可依據(jù)結(jié)晶性高聚物熔點(diǎn)不同,把 它們分離開來(lái)。2.溶解法或溶劑法 利用不同樹脂溶解或溶脹性能不同,或溶劑
56、滲入界面后改變界面張力,來(lái)分離復(fù)合膜各層。將復(fù)合薄膜的基材分離開后,要弄清是哪幾種基材復(fù)合,可對(duì)剝離開的復(fù)合膜的基材進(jìn)行分析確定,但此時(shí)要注意粘合劑的干擾。第五章塑料包裝容器及成型1、簡(jiǎn)述擠出成型過程。塑料擠出機(jī)的功能是采用加熱、加壓和剪切等方式,將固態(tài)的塑料原料或混合有色母料等 助劑、共混樹脂或回料的物料變成均勻一致的熔體,并以足夠大的壓力將熔體送到機(jī)頭,機(jī)頭 上有形成制品截面的口模,以形成具有固定截面的連續(xù)制品。2、根據(jù)擠出機(jī)中塑料熔化過程,料筒溫度的選擇對(duì)物料的機(jī)械降解有何影響料筒溫度的選擇應(yīng)高于物料的Tf低于物料的Td,否則加上物料在加工時(shí)的內(nèi)摩擦生熱,會(huì)使物料的機(jī)械降解加大。3、何為注射成型影響制品質(zhì)量的因素有哪些注射成型時(shí),使用的設(shè)備是注射成型機(jī),簡(jiǎn)稱注射機(jī)。注射機(jī)在結(jié)構(gòu)上很像塑料擠出機(jī), 但是注射機(jī)要求螺桿能在機(jī)筒里前后移動(dòng)。塑料在注射機(jī)的機(jī)筒里熔化。隨著螺桿的轉(zhuǎn)動(dòng),熔 體聚集在螺桿頭部,產(chǎn)生壓力使螺桿在機(jī)筒里后移。當(dāng)聚集了所需要量的熔體時(shí),螺桿停止旋 轉(zhuǎn),螺桿再以機(jī)械方式或液壓為動(dòng)力向前迅速移動(dòng),將熔體由噴嘴擠出通過流道注入模具。當(dāng) 制品冷卻到能夠保持其形狀不變
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