第三章塑料包裝材料包裝材料學(xué)

第三章塑料包裝資料常見的塑料包裝有塑料周變箱、鈣塑瓦楞箱、塑料桶、塑料瓶、塑料軟管、盤、盒、塑料薄膜袋、復(fù)合塑料薄膜袋、塑料編織袋以及泡沫塑料縫沖包裝等，廣泛適用于食品、醫(yī)藥品、紡織品、五金交電產(chǎn)品、各種器材、服裝、日雜用品等包裝。第一節(jié)塑料的根本組成及性能特點(diǎn)第二節(jié)熱塑性塑料和熱固性塑料第三節(jié)包裝常用塑料及其性能第一節(jié)塑料的根本組成及性能特點(diǎn)

塑料是以合成的或天然的高分子化合物如合成樹脂、天然樹脂等為主要成分，并配以一定的助劑如填料、增塑劑、穩(wěn)定劑、著色劑等經(jīng)加工可塑成型，并在常溫下堅(jiān)持其外形不變的資料?！惨弧掣呔畚镉扇斯ず铣傻母叻肿踊衔锓Q為合成樹脂，又稱高聚物或聚合物。合成樹脂是塑料的主要成分，它在塑料中起膠結(jié)作用，塑料的性質(zhì)主要取決于所采用的合成樹脂?！捕吃鏊軇楦牧妓芰铣尚图庸r(shí)的流動(dòng)性和增進(jìn)制品柔順性而參與的一類物質(zhì)叫增塑劑，它可以經(jīng)過(guò)降低聚合物分子間的作用力來(lái)到達(dá)上述目的。增塑性大多是低揮發(fā)性的液體有機(jī)物，少數(shù)為熔點(diǎn)較低的固體。常用的增塑劑有鄰苯二甲酸二辛酯、鄰苯二甲酸二丁脂等。增塑劑的用量普通不超越40％。〔三〕穩(wěn)定劑凡能阻緩資料老化蛻變的物質(zhì)即稱為穩(wěn)定劑，又叫防老化劑。穩(wěn)定劑能阻止或抑制聚和物在成型加工或運(yùn)用中因受熱、光、氧、微生物等要素的影響所引起的破壞作用，它分為熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑〔紫外線吸收劑、光屏蔽劑等〕及抗氧劑等。穩(wěn)定劑的用量普通低于2％，但有時(shí)可達(dá)5％以上?！菜摹程畛鋭┠芨纳扑芰系哪承┬阅艿亩栊蕴刭|(zhì)稱為填充劑，又稱填料。填充劑普通都是粉末狀的物質(zhì)，如碳酸鈣、硅酸鹽、粘土、滑石粉、木粉、金屬粉。參與填充的目的是為了改善塑料的成型加工性能，改良和賦予塑料某些物理性能和降低本錢。填充劑的用量普通在40％以下?！参濉臣訌?qiáng)劑為了提高塑料制品的機(jī)械強(qiáng)度而參與的纖維類資料稱為加強(qiáng)劑。加強(qiáng)劑實(shí)踐上也是一種填充劑。最常用的加強(qiáng)劑有玻璃纖維、石棉纖維、合成纖維和麻纖維等?！擦持珓┠苁顾芰暇哂蓄伾蛱厥夤鈱W(xué)性能的物質(zhì)稱為著色劑。著色劑不僅能使制品艷麗、美觀，有時(shí)也能改善塑料的耐候性。常用的著色劑是無(wú)機(jī)顏料、有機(jī)顏料和染料?！财摺彻饣瑒楦牧妓芰先垠w的流動(dòng)性及制品外表的光潔度而參與的物質(zhì)叫光滑劑。常用的光滑劑有脂肪酸皂類、脂肪酯類、脂肪醇類、石蠟、低分子量聚乙烯等。光滑劑的用量普通低于1％。常用的助劑還有抗靜電劑、阻烯劑、驅(qū)避劑、發(fā)泡劑等。塑料的性能是由合成樹脂和所用助劑的性能所決議的。根據(jù)實(shí)踐運(yùn)用要求，不同的塑料可選用不同的助劑，而同一種樹脂，參與不同的助劑，可制成性能上相差很大的塑料制品。二、塑料包裝資料的性能特點(diǎn)[優(yōu)點(diǎn)]物理機(jī)械性能好阻隔性好優(yōu)良的抗化學(xué)藥品性良好的加工順應(yīng)性[缺陷]強(qiáng)度不如鋼鐵耐熱度不及金屬和玻璃部分塑料含有毒助中單體易帶靜電廢棄物的處置困難［物理機(jī)械性能好］塑料的機(jī)械性能，如抗拉、抗壓、抗沖擊、抗彎曲強(qiáng)度等，主要取決于高聚物的聚合度、結(jié)晶度和內(nèi)聚力等。聚合度與結(jié)晶度越大，高聚物的機(jī)械強(qiáng)度越大，內(nèi)聚力越大，機(jī)械強(qiáng)度也越大。當(dāng)晶體的晶格與應(yīng)力方向完全平行時(shí)，這種取向構(gòu)造的高聚物具有更好的機(jī)械強(qiáng)度。塑料在成型后要經(jīng)過(guò)拉伸處置，就是為了使它具有一定程度的取向結(jié)晶構(gòu)造。［阻隔性好］塑料的阻隔性包括氣體阻隔性、水蒸氣阻隔性和保香性等，根據(jù)不同物品的要求選用不同程度的阻隔性包裝。［優(yōu)良的抗化學(xué)藥品性］普通塑料對(duì)酸、堿等普通化學(xué)藥品，均有較好的耐腐蝕才干，如用石棉作填料制成的石棉酚醛塑料，可盛濃鹽酸和磷酸，甚至能盛160℃的氫氟酸，大大超越玻璃容器的耐酸性；用硬質(zhì)聚氯乙烯塑料容器，可耐90％的濃硫酸、各種濃度的鹽酸和60℃～80℃的堿溶液。［有良好的加工順應(yīng)性］各種塑料，特別是熱塑性塑料，有良好的加工順應(yīng)性。如許多塑料挺力和滑性較好，具有熱成型順應(yīng)性、機(jī)械加工順應(yīng)性和熱封順應(yīng)性等優(yōu)良。此外，大多數(shù)塑料還具有優(yōu)良的電絕緣性。第二節(jié)熱塑性塑料和熱固性塑料熱塑性塑料——加熱時(shí)可以塑制成型，冷卻后固化堅(jiān)持其外形。這種過(guò)程能反復(fù)進(jìn)展，即可反復(fù)塑制。熱固性塑料——加熱時(shí)可塑制成一定外形，一旦定型后即成為最終產(chǎn)品，再次加熱時(shí)也不會(huì)軟化，溫度升高那么會(huì)引起它的分解破壞，即不能反復(fù)塑制。熱塑性塑料主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯聚酰胺、聚酯等。熱固性塑料的主要有酚醛塑料、脲醛塑料、密胺塑料等。塑料包裝運(yùn)用的原料以熱塑性高聚物為主，少量運(yùn)用熱固性樹脂第三節(jié)包裝常用塑料及其性能聚乙烯(PE、LDPE、HDPE、LLDPE、EPE〕聚丙烯〔PP〕聚苯乙烯〔PS〕聚氯乙烯〔PVC〕聚對(duì)苯二甲酸乙二醇〔PET〕聚偏二氯乙烯〔PVDC〕聚酰胺〔PA〕聚乙烯醇〔PVA〕乙烯－醋酸乙烯共聚〔EVA〕聚碳酸酯〔PC〕聚氨基甲酸酯〔PVP〕酚醛塑料〔PE〕脲醛塑料〔UF〕蜜胺塑料〔ME〕聚乙烯(PE)polyethylene聚乙聚是乙烯的高分子聚合物的總稱，其構(gòu)造方CH2CH2n目前，聚乙烯是產(chǎn)量最大的塑料種類，也是用量最大的塑料包裝資料，約占羔包裝資料耗費(fèi)量的30％。聚乙烯的普通性質(zhì)聚乙烯為白色蠟狀固體，呈半透明，幾乎是無(wú)味無(wú)毒。聚乙烯大分子鏈的柔順性好，很容易結(jié)晶，常溫下聚乙烯由部分結(jié)晶和部分處于高彈態(tài)的無(wú)定形體構(gòu)成。聚乙烯因制造方法不同，最終產(chǎn)品的密度也有一定的差別，所以聚乙烯的種類很多，分別引見如下：低密度聚乙烯(LDPE)

lowdensitypolyethylene[性能特點(diǎn)]低密度聚乙烯的加工性能好，有較好的透明性，但氣密性差，抗張強(qiáng)度較代，且耐熱溫度不高，耐化學(xué)藥品性、耐溶劑性也不及高密度聚乙烯，且容易吸收油脂溶脹，使制品發(fā)粘。[適用性]吹塑瓶、擠壓軟管用于調(diào)味品、藥品等包裝瓶蓋、瓶塞等容器附件各種包裝薄膜、容器和泡沫塑料緩沖資料。高密度聚乙烯(HDPE)highdensitypolyethylene[性能特點(diǎn)]強(qiáng)度、耐熱性好，最高溫度可達(dá)120℃透明性、彈性和加工性能較差，阻氣性差，光澤度低，印刷前需外表處置[適用性]集裝箱、托盤，大型桶用于鮮奶、化工產(chǎn)品等周轉(zhuǎn)包裝，瓶用酸奶、洗滌液漂白劑包裝，瓶蓋、瓶塞等容器附件．線型低密度聚乙烯〔LLDPE〕

lineallowdensitypolyethylene[性能特點(diǎn)]抗沖擊強(qiáng)度、耐應(yīng)力開裂性與高密度聚乙烯相近，而透明度、硬度和加工性能那么在高密度和低密度聚乙烯之間。伸長(zhǎng)率和耐穿刺性是各種聚乙烯中最好的[適用性]特別適宜作包裝薄膜，其厚度可比低密度聚乙烯減薄20％，是一種很有開展出路的塑料包裝資料。聚乙烯—EPE〔俗稱珍珠棉〕分為片材、板材、管材、棒材及其分割切片外型等；廣泛適用包裝任何外形貨品，例如：電子、塑膠制品、玩具、五金、手袋、鞋材、家俱、電鍍產(chǎn)品、鐘表產(chǎn)品、燈飾、玻璃制品、陶瓷器皿、工藝美術(shù)品、漆器制品等產(chǎn)品包裝。特別是電子產(chǎn)品如：電腦、電視、音響、音箱等各類電器的抗靜電緩沖包裝。珍珠棉屬于環(huán)保型，特點(diǎn)是彈性好、韌性強(qiáng)。也可造救生衣、浮板、游覽袋，帽等。聚丙烯〔PP〕polypropylene聚丙烯是丙烯的高分子聚合物，構(gòu)造式為CH2CHCH3n[性能特點(diǎn)]聚丙烯是通用塑料中最輕的一種，其耐熱性是通用塑料中最高的，可在100℃～120℃長(zhǎng)期運(yùn)用。結(jié)晶度高，抗張強(qiáng)度和硬度均優(yōu)于聚乙烯，防潮性、抗水性和防止異味透過(guò)性較好，可以熱封合。極好的耐彎曲疲勞強(qiáng)度，能耐80℃以下酸、堿、鹽液及大多數(shù)有機(jī)溶劑如聚丙烯包裝盒就利用了這一特性。耐寒性、耐老化性差，氣密性不良，不適宜在低溫下運(yùn)用，且容易受光、氧的影響。粘接或印刷前必需經(jīng)過(guò)外表處置。[適用性]廣泛用于制造食品、化工產(chǎn)品、化裝品、食品飲料、啤酒等周轉(zhuǎn)箱，吹塑瓶用于洗發(fā)液、化裝品等包裝，螺紋瓶蓋或帶鉸鏈包裝、編織袋以及包裝用薄膜、打包帶和泡沫塑料緩沖資料等。聚苯乙烯〔PS〕[性能特點(diǎn)]無(wú)色透明，無(wú)味無(wú)毒，著色和印刷性好，吸水率低，尺寸穩(wěn)定性較好，剛挺而無(wú)延展性。耐有機(jī)酸、堿、鹽、低級(jí)醇及其水溶液,耐沖擊強(qiáng)度低，外表硬度小，易劃痕磨毛；防潮性、耐熱較差，易受許多烴類、酮類、高級(jí)脂肪酸等的分割而軟化[適用性]廣泛用于制造食品、醫(yī)藥品以及日用品等小型包裝容器，如盒、杯、等和食器包裝用薄膜。此外，還大量用于制造泡沫塑料緩沖資料等，用于儀器、儀表、電器產(chǎn)品等的緩沖防震包裝等。聚氯乙烯〔PVC〕[性能特點(diǎn)]剛性和硬度較好，耐熱性差，透明度可達(dá)76％～82％。機(jī)械強(qiáng)度、耐磨、耐壓性能優(yōu)良，防潮性、抗水性和氣密性良好，可熱封合。優(yōu)良印刷性能和難燃性。耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和非極性溶劑易受極性有機(jī)溶劑的侵蝕，含有有毒的氯乙烯單體，且所用的增塑劑、穩(wěn)定劑等大都是有毒物質(zhì)，所以用于食品和醫(yī)藥品包裝的聚氯乙烯應(yīng)采用無(wú)毒助劑，并規(guī)定氯乙烯單體的含量不超越1ppm[適用性]制造硬質(zhì)包裝容器、透明片材和軟質(zhì)包裝薄膜。聚氯乙烯透明片經(jīng)熱成型制成各種包裝容器，大量用于食品和醫(yī)藥品的包裝。此外，聚乙烯還可制成泡沫塑料緩沖資料PVC印刷膜聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯〔PET〕[性能特點(diǎn)]機(jī)械強(qiáng)度非常好，有較好的硬度、耐磨性和耐折性，耐熱、耐寒性好具有較好的防潮性、氣密性和優(yōu)良的防止異味透過(guò)性，能耐弱酸、弱堿和大多數(shù)溶劑，耐油性好，適于印刷不耐強(qiáng)堿、強(qiáng)酸，氯代烴等對(duì)其也有侵蝕作用；易帶靜電，且尚無(wú)適當(dāng)?shù)姆乐箮ъo電的方法，熱封合性能差；價(jià)錢貴。[適用性]主要用于制造包裝容器和薄膜，因具有良好的氣密性、耐熱性和耐寒性，所以聚酯薄膜適用于冷凍食品和蒸煮食品的包裝。聚酯瓶那么大量用于飲料的包裝BOPS、HIPS、PVC、PET-S、PET-G吸塑泡殼聚偏二氯乙烯〔PVDC〕[性能特點(diǎn)]略帶有淺棕色的強(qiáng)韌資料，結(jié)晶性強(qiáng)對(duì)水蒸氣、氣體的透過(guò)率具有非常好的氣密性和防潮性。聚偏二氯乙烯的機(jī)械強(qiáng)度較好，能耐強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和有機(jī)溶劑，耐油性優(yōu)良，有自粘性，難以熄滅并具有自燃性耐老化性差，容易受紫外線的影響，易分解出氫，其單體也有毒性。所以用于食品包裝應(yīng)嚴(yán)厲控制質(zhì)量規(guī)范。聚酰胺〔PA〕[性能特點(diǎn)]堅(jiān)韌、不甚透明的角質(zhì)資料，無(wú)味無(wú)毒，熄滅時(shí)有羊毛燒焦氣味。結(jié)晶性強(qiáng)，熔點(diǎn)高，耐油、耐普通溶劑，機(jī)械性能優(yōu)良。擴(kuò)張強(qiáng)度和抗沖擊強(qiáng)度明顯地優(yōu)于普通塑料耐磨性好，有自光滑性，并具有較高的耐彎曲疲勞強(qiáng)度耐低溫性良好，但高溫穩(wěn)定性差。氣密性較聚乙烯、聚丙烯好，耐堿和稀酸，無(wú)靜電，印刷性能良好。吸水性強(qiáng)，透濕率大，在高溫度情況下尺寸穩(wěn)定性差，吸水后使氣密性急劇下降，尼龍不耐甲酸、苯酚和醇類，濃堿對(duì)其也有侵蝕作用。[適用性]主要用于食品的軟包裝，特別適用于油膩性食品的包裝。尼龍容器也常用于化學(xué)試劑等包裝。聚乙烯醇〔PVA〕[性能特點(diǎn)]普通不具有耐水性，但經(jīng)熱處置、醛處置或采用適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)物使分子鏈間交聯(lián)等方法，可使其具有耐水性具有良好的透明性和韌性，無(wú)味無(wú)毒具有優(yōu)良的氣密性和保香性具有較好的機(jī)械強(qiáng)度，優(yōu)良的耐應(yīng)力開裂性、耐化學(xué)藥品性和耐油性，不帶靜電，印刷性能好，并具有熱合性。吸水性大，透濕率大，易受醇類、酯類等溶劑的侵蝕[適用性]用于食品包裝水性聚乙烯醇可用于化學(xué)藥品等的計(jì)量包裝乙烯－醋酸乙烯共聚物〔EVA〕[性能特點(diǎn)]耐應(yīng)力開裂性、耐寒性、耐老化性和低溫?zé)岷闲跃鶅?yōu)于聚乙烯，能耐強(qiáng)堿、弱酸的侵蝕薄膜的滑爽性差，易粘連；防潮性較低密度聚乙烯差，且氣密性不良；耐熱性差；易受強(qiáng)酸等有機(jī)溶劑的侵蝕，能溶于芳烴或代烴中；耐油性不良[適用性]用于制造包裝薄膜，因其彈性好，故適用于托盤的纏繞裹包。因具有優(yōu)良的低溫?zé)岱夂闲裕Ｓ米鲝?fù)合薄膜的密封層，也用于制造藥品和食品的包裝容器。

聚碳酸酯〔PC〕[性能特點(diǎn)]無(wú)色，透明度高達(dá)80％～90％，折光率約為1．59，適于作光學(xué)資料具有較好的防潮性和氣密性，優(yōu)良的保香性和耐熱、耐寒性具有突出的沖擊韌性，無(wú)缺口沖擊強(qiáng)度在熱塑性塑料中最高成型收縮率小，吸水率低，具有較好的尺寸穩(wěn)定性，不帶靜電，絕緣性能優(yōu)良，能耐稀酸、氧化劑、復(fù)原劑、鹽、脂肪烴等，耐油性良好。易產(chǎn)生應(yīng)力開裂景象；耐彎曲疲勞強(qiáng)度較差；熱封合性不良；不耐堿、酮、芳香烴，在很多有機(jī)溶劑蒸汔中溶脹并導(dǎo)致應(yīng)力開裂[適用性]主要用于電器絕緣資料，在包裝上主要用于食品的包裝有良好的耐磨性，適于硬件、有尖物品的包裝聚氨基甲酸酯〔PVP〕[性能特點(diǎn)]極佳的彈性，符合要求的密度、柔軟性、伸長(zhǎng)率和緊縮強(qiáng)度化學(xué)穩(wěn)定性好，耐許多溶劑和油類，耐磨性較天然海綿大20倍優(yōu)良的絕熱、隔音、防震以及粘合價(jià)錢較高[適用性]用于精細(xì)儀器、貴重器械、工藝品等的防震包裝或襯墊緩沖資料酚醛塑料〔PE〕[性能特點(diǎn)]較高的機(jī)械強(qiáng)度、耐磨性和優(yōu)良的電器絕緣性能，耐溫度高，不易變形，耐某些稀酸，耐油性好彈性較差，脆性大、制品顏色較暗，多為黑色或棕色，不能得到無(wú)色制品，強(qiáng)堿和氧化性酸能使其分解，具有微毒[適用性]廣泛用作電器絕緣資料。其在包裝上的運(yùn)用主要是用來(lái)制造瓶蓋、箱盒以及盛裝化工產(chǎn)品的耐酸容器。用酚醛塑料制造的瓶蓋，能接受裝蓋機(jī)的扭力，并能長(zhǎng)期堅(jiān)持密封而不松動(dòng)。脲醛塑料〔UF〕[性能特點(diǎn)]外表硬度大，具有良好的光澤和適宜的半透明，其著色性好，可以制成各種外觀良好而色艷麗的制品不易吸附灰塵，具有良好的電器絕緣性化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，不與任何有機(jī)溶劑作用，耐油脂性能優(yōu)良耐水性差，易吸水變形，不能用蒸氣消毒，抗沖擊強(qiáng)度也稍有缺乏，不耐堿和強(qiáng)酸的侵蝕。[適用性]用于制造精致的包裝盒、化裝品容器和瓶蓋等。因在醋酸或100℃沸水中浸泡時(shí)，有游離的有毒物質(zhì)甲醛析出，故不適于包裝食品蜜胺塑料〔ME〕[性能特點(diǎn)]強(qiáng)度大，不易變形，外表光滑而鞏固，外觀似陶瓷，無(wú)味無(wú)毒著色性好，可制成各種顏色艷麗的制品耐熱、耐水性好耐沸水、耐酸、堿、耐油脂性好[適用性]價(jià)錢較好，多用于制造食品容器，也可用于制造精巧的食品包裝容器。收縮薄膜與拉伸薄膜收縮薄膜拉伸薄膜PVC熱收縮膜PVC熱收縮膜，分普通包裝膜、彩印膜兩種。普通包裝膜：適用于各類產(chǎn)品外包裝及組合包裝。該產(chǎn)品特點(diǎn)為：透明度好、收縮率強(qiáng)、易操作。包裝后的產(chǎn)品能密封防潮濕、絕緣、光亮、鞏固、美觀。彩印膜，除用于各種彩印標(biāo)簽外，還適用于產(chǎn)品瓶、盒包裝的旋體式封口熱封。

POF熱收縮膜簡(jiǎn)介POF技術(shù)目的〔物理性能〕項(xiàng)目單位數(shù)值拉伸強(qiáng)度MDMPa≥90TD≥90斷裂伸長(zhǎng)率MD%80-120TD80-120熱封強(qiáng)度MDNmm≥35TD≥30霧度