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文檔簡介

包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器2024/3/11包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器一、概述

在現(xiàn)代包裝工業(yè)中,塑料包裝容器以其質(zhì)輕、透明、不易破碎,耐腐蝕性好,易于成型加工,生產(chǎn)能耗低等優(yōu)異性能,在化工產(chǎn)品、食品、飲料、化妝品、醫(yī)藥品等包裝中得到了廣泛的應(yīng)用,在許多方面已取代或部分取代了木質(zhì)容器、金屬容器、玻璃、陶瓷容器等。近年來隨著塑料成型加工技術(shù)的發(fā)展,拉伸吹塑成型工藝已廣泛用于PET瓶、PVC瓶和PP瓶的生產(chǎn)中,大大改善了塑料瓶的物理機(jī)械性能,同時(shí)也使其壁厚減薄1/3左右。使塑料包裝容器逐步向薄型化、輕量化方向發(fā)展。2包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器塑料包裝容器的分類(1)按化學(xué)組成塑料容器可分為PE、PP、PS、PVC、PET、NY、PC、PF、UF容器等。(2)按成型方法可將塑料容器分為吹塑、注射、擠出、模壓、熱成型、旋轉(zhuǎn)、纏繞成型容器等。(3)按容器的形狀和用途塑料容器可分為箱盒類、瓶罐類、袋類、軟管類等

3包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器二、塑料包裝容器的成型方法塑料包裝容器的成型方法主要有:模壓成型、注射成型、中空吹塑成型、熱成型、旋轉(zhuǎn)成型和纏繞成型等。

4包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器1.模壓成型模壓成型是將粉狀、粒狀或纖維狀塑料放大成型溫度下的模具型腔中,然后閉模加壓使其成型并固化,開模取出制品。模壓成型可制得塑料包裝箱、盒、托盤、小型精致容器以及桶蓋、瓶蓋等容器附件等。模壓成型設(shè)備和模具結(jié)構(gòu)簡單,費(fèi)用低;能成型較大的平面制品;但其成型效率低;且制品的尺寸精度一般較低。模壓成型主要用于熱固性塑料如酚醛塑料、酚醛塑料的成型。5包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器2.注射成型注射成型又稱注射模塑或注塑。它是將粒狀或粉狀塑料從注射機(jī)的料斗加入料筒中,經(jīng)加熱塑化呈熔融狀態(tài)后,借助螺桿或柱塞的推力,將其通過料筒端部的噴咀注入溫度較低的閉合模具中,經(jīng)冷卻定型后,開模取出制品。6包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器注射成型注射成型可制得外形復(fù)雜、尺寸準(zhǔn)確、美觀精制的容器,并能成型帶嵌件的容器。但一般均為廣口容器如塑料箱、托盤、盒、杯、盤等,容器的壁一般較厚,不易成型薄壁容器。注射成型對原料的適應(yīng)性廣,幾乎所有的熱塑性塑料或部分熱固性塑料都可采用此法成型。其成型周期短、效率高,且易于實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化生產(chǎn)。但注射成型設(shè)備投資大,模具制造成本高,所以一般適于大批量生產(chǎn),并能保證容器的尺寸精度。7包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器3.中空吹塑成型中空吹塑成型是將擠出或注射成型制得的型坯預(yù)熱后置于吹塑模中,然后在型坯中通入壓縮空氣將其吹脹,便之緊貼于模腔壁面上,再經(jīng)冷卻定型、脫模即得到制品。中空吹塑成型可制得各種不同容量、不同壁厚的塑料瓶、桶、罐等包裝容器。適于中空吹塑成型的塑料有PE、PVC、PP、PS、PET、NY、PC、CA等。中空吹塑成型過程包括型坯的制造和型坯的吹塑。按型坯的制法不同,中空吹塑可分為擠出中空吹塑和注射吹塑,在此基礎(chǔ)上又發(fā)展了拉伸吹塑及多層吹塑等。

8包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器(1)擠出中空吹塑擠出中空吹塑是先由擠出機(jī)擠出管狀型坯后,再趁熱送入吹塑模內(nèi)吹脹成型,冷卻后脫模即得到制品。為配合連續(xù)擠出,可采用多付吹塑模在回轉(zhuǎn)臺(tái)上輪流生產(chǎn)。擠出中空吹塑法設(shè)備投資少,工藝成熟,生產(chǎn)效率高;型坯溫度均勻,制品破裂少,能適于多種塑料。但其制品壁厚公差較大。擠出中空吹塑法在當(dāng)前中空容器的生產(chǎn)中占有絕對優(yōu)勢,可制得各種不同容量和壁厚、不同形狀以及帶把手的容器。9包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器(2)注射吹塑注射吹塑是先由注射機(jī)將熔融的塑料注入注射模內(nèi)形成有底型坯,開模后型坯留在芯模上,然后趁熱移至吹塑模內(nèi),吹塑模閉合后從芯棒進(jìn)氣孔通入0.20~0.69MPa的壓縮空氣使型坯吹脹,冷卻后脫模即得到制品,注射吹塑成型自動(dòng)化程度高,可多模生產(chǎn),效率高。成型的容器壁厚均勻,重量公差?。黄涞撞繌?qiáng)度高,瓶頸口尺寸精確,且后加工量小。但每種制品必須使用兩付模具即型坯模和吹塑模,且型坯模要能承受高壓,生產(chǎn)投資大。此法僅適于生產(chǎn)批量大,精度高的小型包裝容器如飲料瓶等。

10包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器(3)拉伸吹塑拉伸吹塑是70年代后發(fā)展起來的一種雙軸定向拉伸吹塑新工藝。經(jīng)拉伸吹塑成型的容器,其透明度、拉伸強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度、表面硬度、剛性和氣密性等均有較大的提高。且可使容器的壁厚減薄,節(jié)省原材料50%左右。目前拉伸吹塑工藝廠泛用于生產(chǎn)PET、PP、PVC等塑料瓶。拉伸吹塑成型工藝又分為:注射型坯拉伸吹塑(注-拉-吹)和擠出型坯拉伸吹塑(擠-拉-吹)兩種,其中以前者應(yīng)用較廣。注射型坯拉伸吹塑是利用注射成型制得有底型坯,然后在拉伸溫度下進(jìn)行縱向拉伸,再經(jīng)吹脹成型達(dá)到橫向拉伸。擠出型坯拉伸吹塑是由擠出法制得管狀型坯,再把底部熔合形成有底型坯,然后在拉伸溫度下進(jìn)行縱向拉伸、而后進(jìn)行吹脹成型完成橫向拉伸。此法多用于成型PVC等無定形塑料。

11包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器4.熱成型熱成型屬二次加工成型,它是用熱塑性塑料片材作為原料來制造塑料容器的一種方法。由于所用片材的厚度一般在1~2mm之間,所以制成的容器壁比較薄,其深度有一定的限制,一般多為淺杯形或淺盤形等半殼狀容器。成型時(shí)將塑料片材加熱到一定溫度(高彈態(tài)),然后施以壓力或抽真空使其貼附于模具型面上,經(jīng)冷卻后脫模,適當(dāng)修整后即得制品。熱成型時(shí)的動(dòng)力可以靠片材兩面的氣壓差、或借助機(jī)械壓力、液壓力等。其具體成型方法目前已有數(shù)十種之多,但它都是由幾種基本方法略加改進(jìn)而組成的。12包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器(1)真空成型

真空成型又稱真空吸塑成型。如圖6-10所示,它是將塑料片材用夾框夾緊在模具上,加熱至適當(dāng)溫度后,將片材與模具之間的空氣抽出,片材即被大氣壓壓至模具表面,同時(shí)被模具冷卻成型。真空成型能夠產(chǎn)生的最大壓差為0.07~0.09MRa,一般能滿足壁薄、形狀簡單的小型包裝容器的成型,因此它是當(dāng)前包裝工業(yè)中應(yīng)用最廣的熱成型方法。真空成型模具可以用單陰模、單陽模,也可以不用模具成型。

13包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器(2)氣壓成型氣壓成型又稱壓縮成型或加壓成型。如圖6-11所示,它是用壓縮空氣將加熱的片材壓至模具中成型。這種方法可施加較大的壓力(0.34MPa),適用于厚片材成型較大的容器,而且可以采用較低的成型溫度,使成型周期縮短。氣壓成型用的模具可以是單陰模、單陽模和對模,也可以不用模具成型。14包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器(3)對模成型對模成型是利用兩個(gè)互相配合的單模(類似于陽模和陰模)來成型的,如圖6-12所示。成型時(shí)先將片材夾持在兩模之間,并用移動(dòng)的加熱器對片材進(jìn)行加熱,當(dāng)片材被加熱到要求的溫度時(shí),移去加熱器并將兩模合攏,經(jīng)冷卻脫模后即成制品。對模成型的制件,其復(fù)制性和形狀準(zhǔn)確性都比較好;制品結(jié)構(gòu)上可以復(fù)雜些,可制得具有刻花或刻字的表面,厚度的分布在很大程度上取決于制品的結(jié)構(gòu)形狀。與注射成型相比,熱成型工藝簡單,設(shè)備投資少,模具制造周期短,且費(fèi)用低。因此很適合生產(chǎn)小批量的產(chǎn)品,而且對產(chǎn)品設(shè)計(jì)的變換較任何其它成型方法都快。另外,熱成型中模具一般承壓不大,因此對模具的材質(zhì)要求不高,可以用鋼材、鋁材、硬木、塑料以及石膏等。但熱成型制品的結(jié)構(gòu)不宜太復(fù)雜,且壁厚的均勻度較差。

15包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器5.旋轉(zhuǎn)成型旋轉(zhuǎn)成型又稱滾塑成型。它是將定量的液狀、糊狀或粉狀塑料加入模具中,通過對模具的加熱以及縱橫向的滾動(dòng)旋轉(zhuǎn),使塑料熔融塑化并借助塑料的自重均勻地布滿整個(gè)模腔表面,經(jīng)冷卻定型后,脫模即可得到中空容器。滾塑成型的設(shè)備比較簡單;容器的壁厚較擠出中空吹塑均勻,廢料少;且容器幾乎無內(nèi)應(yīng)力,不易出現(xiàn)變形、凹陷等。滾塑成型適于制作大容量的貯槽、貯罐、桶等包裝容器。16包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器6.纏繞成型纏繞成型是制作增強(qiáng)塑料中空容器的主要成型方法。它是用浸有樹脂的纖維或織物,在相當(dāng)于制品形狀的芯模上作規(guī)律性的纏繞,然后再對其加熱硬化,脫模即得制品。這種方法只適合于制作圓柱形和球形等回轉(zhuǎn)體,可制得大型貯罐、貯槽、高壓容器等。適用的樹脂有PF、EP、PVC和不飽和樹脂等。17包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器三、常用塑料包裝容器的種類、性能及用途1.塑料箱塑料箱是主要包括塑料周轉(zhuǎn)箱和鈣塑瓦楞箱,它們在包裝中應(yīng)用非常廣泛。

18包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器(1)塑料周轉(zhuǎn)箱塑料周轉(zhuǎn)箱是指用聚烯烴制成的供食品、飲料、啤酒、蔬菜、水果、水產(chǎn)、化工產(chǎn)品等周轉(zhuǎn)運(yùn)輸使用的全塑料箱。另外,它也大量用于工廠內(nèi)零件、半成品的周轉(zhuǎn)等。塑料周轉(zhuǎn)箱通常是以HDPE、共聚PP等為主要原料,采用注射成型制成的,也可采用熱擠冷壓成型制得。我國從70年代才開發(fā)應(yīng)用塑料周轉(zhuǎn)箱,起步較晚。近年來我國塑料周轉(zhuǎn)箱有了較大的發(fā)展,品種已達(dá)數(shù)十種。其中以啤酒箱、飲料箱、食品箱、蔬菜水果箱為主,并已制定了相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。這些塑料周轉(zhuǎn)箱大多無頂蓋、不能折疊,裝瓶用的周轉(zhuǎn)箱內(nèi)有固定格檔。而其它塑料周轉(zhuǎn)箱目前尚無國標(biāo)、部標(biāo)。現(xiàn)有塑料周轉(zhuǎn)箱按外形結(jié)構(gòu)主要有以下三類:整體梯形系列:孔格型、平板型、互換凹凸槽型;整體直形系列:孔格型、平板型、加蓋密封型、滑輪型;折疊系列:雙折直形。塑料周轉(zhuǎn)箱體輕、外形美觀;強(qiáng)度高、耐用性好;耐腐蝕、易清洗;運(yùn)輸方便、堆垛安全;對內(nèi)裝物的保護(hù)性較木箱好;其尺寸精度高,適于在自動(dòng)生產(chǎn)線上使用。目前在許多方面已取代了傳統(tǒng)的木制周轉(zhuǎn)箱。

19包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器(1)塑料周轉(zhuǎn)箱塑料周轉(zhuǎn)箱是指用聚烯烴制成的供食品、飲料、啤酒、蔬菜、水果、水產(chǎn)、化工產(chǎn)品等周轉(zhuǎn)運(yùn)輸使用的全塑料箱。另外,它也大量用于工廠內(nèi)零件、半成品的周轉(zhuǎn)等。塑料周轉(zhuǎn)箱通常是以HDPE、共聚PP等為主要原料,采用注射成型制成的,也可采用熱擠冷壓成型制得。我國從70年代才開發(fā)應(yīng)用塑料周轉(zhuǎn)箱,起步較晚。近年來我國塑料周轉(zhuǎn)箱有了較大的發(fā)展,品種已達(dá)數(shù)十種。其中以啤酒箱、飲料箱、食品箱、蔬菜水果箱為主,并已制定了相應(yīng)的國家標(biāo)準(zhǔn)。這些塑料周轉(zhuǎn)箱大多無頂蓋、不能折疊,裝瓶用的周轉(zhuǎn)箱內(nèi)有固定格檔。而其它塑料周轉(zhuǎn)箱目前尚無國標(biāo)、部標(biāo)。現(xiàn)有塑料周轉(zhuǎn)箱按外形結(jié)構(gòu)主要有以下三類:整體梯形系列:孔格型、平板型、互換凹凸槽型;整體直形系列:孔格型、平板型、加蓋密封型、滑輪型;折疊系列:雙折直形。塑料周轉(zhuǎn)箱體輕、外形美觀;強(qiáng)度高、耐用性好;耐腐蝕、易清洗;運(yùn)輸方便、堆垛安全;對內(nèi)裝物的保護(hù)性較木箱好;其尺寸精度高,適于在自動(dòng)生產(chǎn)線上使用。目前在許多方面已取代了傳統(tǒng)的木制周轉(zhuǎn)箱。

20包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器2.塑料瓶、桶塑料瓶是廣泛使用的銷售包裝容器,一般采用擠出中空吹塑法和拉伸吹塑法生產(chǎn),使用的原料主要有PE、PP、PVC、PET、DC、PC、NY等。塑料瓶的容量從幾十毫升至幾升有多種規(guī)格。塑料瓶一般具有體輕、不易破碎、強(qiáng)度較高、化學(xué)穩(wěn)定性好、易于印刷裝潢、造型多樣等優(yōu)點(diǎn)。但其阻隔性、耐熱性和抗靜電性等較玻璃瓶差。塑料瓶廣泛用于食品、飲料、化學(xué)藥品、化妝品、醫(yī)藥品、油類、燃料等液狀、漿狀以及固體產(chǎn)品的包裝。塑料桶主要采用擠出中空吹塑法和旋轉(zhuǎn)成型生產(chǎn)。其原料主要有HDPE、改性PP、PE和EVA的混合料以及PVC樹脂等。塑料桶的外形有圓形、方形、橢圓形和不規(guī)則形狀等。其容量從幾升到幾百升已形成產(chǎn)品系列:5L、10L、20L、25L、35L、45L、50L、100L、200L等。大的也有幾千升甚至一萬升以上的。塑料桶具有重量輕、不易破碎、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn),可代替部分金屬桶、木桶、陶瓷罐、玻璃罐等用于化工產(chǎn)品、油類及鹽漬食品的包裝。也可用于含碳酸氣飲料、低度酒類、牛奶等液體食品的包裝。

21包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器還有一種軟塑折疊桶。它是由改性PE或PE與EVA的混合料采用擠出中空吹塑制成的薄壁方形桶,其容量為5L~25L。它不能單獨(dú)作為運(yùn)輸包裝容器使用,通常是與瓦楞紙箱配套使用、軟塑折疊桶在灌裝物品之前能壓扁折疊,可節(jié)省貯存空間和運(yùn)輸費(fèi)用??捎糜谝后w飲料、淹漬食品、醬類等物品的包裝。近年來又發(fā)展了鐵塑復(fù)合桶。其內(nèi)膽用PE塑料制成,不易滲漏、能耐腐蝕;外殼用鋼板制成,具有較好的機(jī)械強(qiáng)度。這種鐵塑復(fù)合桶兼有全塑桶和全鐵桶的優(yōu)點(diǎn),是液體產(chǎn)品運(yùn)輸包裝容器的發(fā)展方向。22包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器3.其它塑料包裝容器(1)薄壁塑料包裝容器薄壁塑料包裝容器主要是指塑料盤、杯、盒、碗、半殼狀等一次性使用的銷售包裝容器。它主要采用片材熱成型生產(chǎn),也可采用注射成型制得。熱成型所用的原料主要有硬質(zhì)PVC片材、OPS片材、PP片材、高抗沖擊型發(fā)泡聚苯乙烯片材等。這類塑料容器式樣繁多,應(yīng)用非常廣泛。大量用于冷飲、冰淇淋、快餐食品、果脯、風(fēng)味食品的包裝與醫(yī)藥片劑的泡罩包裝,以及兒童玩具、日用品的貼體包裝等。

23包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器(2)塑料軟管塑料軟管是由擠出型管體或由多層復(fù)合材料卷制成管體,再注射成型管頭而成。軟管經(jīng)上蓋、灌裝、封合尾部即成為軟管包裝。塑料軟管按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為單基塑料軟管和復(fù)合塑料軟管兩類。單基塑料軟管是指用一種塑料經(jīng)擠出成型等制成的軟管。常用的塑料有PE、PP、PVC、NY、聚醋酸乙烯酯(PVAC)等。單基塑料軟管一般具有質(zhì)輕、柔韌、彈性好、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐腐蝕、無毒、外觀好、適于印刷裝潢等特點(diǎn)。其缺點(diǎn)是阻止氣體、氣味透過性較差;因其彈性大,在擠出內(nèi)裝物時(shí)有較大的回吸性,給多次使用帶來不便。單基塑料軟管主要用于醫(yī)藥品、化工產(chǎn)品、日用品、化妝品以及食品等半流體狀物品的包裝。24包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器(3)塑料薄膜袋塑料薄膜袋是指由單層塑料薄膜或多層復(fù)合薄膜制成的軟包裝容器。由于塑料薄膜袋一般具有質(zhì)輕、透明、耐折疊、耐穿刺、耐擠壓、不易破損、防潮、防水、防腐等特性,所以在包裝中應(yīng)用十分廣泛。大量用于各種粉狀、粒狀、塊狀等物品的包裝。單層塑料薄膜袋是目前產(chǎn)品包裝中使用最廣的一種包裝袋,特別在商品的銷售過程中用量較大。單層塑料薄膜袋的性能主要取決于薄膜本身。目前廣泛使用的塑料薄膜袋有PE、PP、軟質(zhì)PVC等。

25包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器§6.3泡沫塑料

一、概

述26包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器1.泡沫塑料的特點(diǎn)(1)容重很低,可減輕包裝重量,降低運(yùn)輸費(fèi)用;(2)具有優(yōu)良的沖擊、振動(dòng)能量的吸收性,用于緩沖防震包裝能大大減少產(chǎn)品的破損;(3)對溫、濕度的變化適應(yīng)性強(qiáng),能滿足一般包裝情況的要求;(4)吸水率低、吸濕性小,化學(xué)穩(wěn)定性好,本身不會(huì)對內(nèi)裝物產(chǎn)生腐蝕,且對酸、堿等化學(xué)藥品有較強(qiáng)的耐受性;(5)導(dǎo)熱率低,可用于保溫隔熱包裝,如冰淇淋杯、快餐容器及保溫魚箱等;(6)成型加工方便,可以采用模壓、擠出、注射等成型方法制成各種泡沫襯墊、泡沫塊、片材等。容易進(jìn)行二次成型加工,如泡沫板材經(jīng)熱成型可制成各種快餐容器等。另外,泡沫塑料塊也可用粘合劑進(jìn)行自身粘接或與其它材料粘接,制成各種緩沖襯墊等。

27包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器2.泡沫塑料的分類(1)按化學(xué)成分不同泡沫塑料可分為聚乙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯、聚丙烯泡沫塑料等。在包裝中以聚苯乙烯泡沫塑料使用量最大。(2)按密度不同泡沫塑料可分為低發(fā)泡、中發(fā)泡和高發(fā)泡。一般密度大于0.4g/cm3的稱為低發(fā)泡;密度在0.1~0.4g/cm3之間的稱為中發(fā)泡;密度小于0.1g/cm3的稱為高發(fā)泡。(3)按泡沫結(jié)構(gòu)不同泡沫塑料可分為開孔型泡沫塑料和閉孔型泡沫塑料。泡沫塑料內(nèi)各氣孔是相互連通的稱為開孔型泡沫塑料;各氣孔是相互獨(dú)立的則稱為閉孔型泡沫塑料。開孔或閉孔泡沫結(jié)構(gòu)是由制造方法所決定的,己形成閉孔結(jié)構(gòu)的泡沫塑料,也可借助機(jī)械壓力使其成為開孔泡沫結(jié)構(gòu)。(4)按機(jī)械性能不同泡沫塑料可分為軟質(zhì)、半硬質(zhì)和硬質(zhì)三種。這種軟硬的劃分是以泡沫塑料的彈性模量為標(biāo)準(zhǔn)的。在23℃、相對濕度50%時(shí),彈性模量高于686MPa的稱為硬質(zhì)泡沫塑料;彈性模量在68.6~686MPa之間的稱為半硬質(zhì)泡沫塑料;彈性模量小于68.6MPa的稱為軟質(zhì)泡沫塑料。

28包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器二、泡沫塑料的發(fā)泡方法泡沫塑料的發(fā)泡方法可分為物理發(fā)泡法、化學(xué)發(fā)泡法和機(jī)械發(fā)泡法三種。

29包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器1.物理發(fā)泡法物理發(fā)泡法是用惰性氣體或低沸點(diǎn)液體作發(fā)泡劑來制取泡沫塑料的方法。(1)惰性氣體發(fā)泡法將氮?dú)?、二氧化碳?xì)獾榷栊詺怏w,在加壓下使其溶于熔融聚合物或糊狀復(fù)合物中,然后經(jīng)減壓,升高溫度,放出溶解氣體,使聚合物發(fā)泡而制得泡沫塑料。聚氯乙烯、聚乙烯泡沫塑料等均可采用此法制得。(2)低沸點(diǎn)液體發(fā)泡法將低沸點(diǎn)液體發(fā)泡劑壓入或溶于聚合物中,然后用減壓或加熱的方法,使發(fā)泡劑在聚合物中蒸發(fā)氣化,利用其蒸氣壓力使聚合物發(fā)泡。聚苯乙烯泡沫塑料多采用此法生產(chǎn)。常用的低沸點(diǎn)液體發(fā)泡劑主要是脂肪烴或鹵代烴,如戊烷、二氯甲烷、三氯氟甲烷、三氯三氟乙烷等,也可使用環(huán)狀脂肪烴及醇、酮類。物理發(fā)泡法適用于大多數(shù)塑料。其主要特點(diǎn)是發(fā)泡劑成本較低;操作中毒性較??;泡沫塑料中無發(fā)泡劑殘余體,因此對其性能影響不大。但它在生產(chǎn)中需要耐壓設(shè)備,投資較大。30包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器2.化學(xué)發(fā)泡法化學(xué)發(fā)泡法根據(jù)發(fā)泡氣體的來源不同分為兩種。一種是由化學(xué)發(fā)泡劑分解產(chǎn)生的氣體發(fā)泡;所用設(shè)備通常比較簡單,且對塑料品種無多大限制,因此它是泡沫塑料生產(chǎn)中最常用的發(fā)泡方法,且發(fā)展很快。另一種是利用發(fā)泡原料在形成聚合物的相互反應(yīng)中產(chǎn)生的氣體發(fā)泡。目前主要用于聚氨酯泡沫塑料的生產(chǎn)?;瘜W(xué)發(fā)泡劑是一種在加熱時(shí)能分解產(chǎn)生一種或幾種氣體的物質(zhì),借此氣體使聚合物發(fā)泡。有時(shí)為降低發(fā)泡劑的分解溫度或加速其分解,往往加入助發(fā)泡劑(分解引發(fā)劑)?;瘜W(xué)發(fā)泡劑包括無機(jī)發(fā)泡劑和有機(jī)發(fā)泡劑兩大類。

31包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器(1)無機(jī)發(fā)泡劑常用的無機(jī)發(fā)泡劑主要有碳酸氫鈉(NaHCO3)和碳酸銨[(NH4)2CO3]等。碳酸氫鈉可用于聚氯乙烯、聚苯乙烯等泡沫塑料的生產(chǎn)。而碳酸銨主要用于泡沫橡膠的生產(chǎn)。無機(jī)發(fā)泡劑易于獲得,價(jià)格便宜。但它與聚合物的混溶性差,難于均勻分散于被發(fā)泡物中,因此使用較少。32包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器(2)有機(jī)發(fā)泡劑常用的有機(jī)發(fā)泡劑有偶氮二甲酚胺、偶氮二異丁晴、二偶氮苯胺和工亞硝基對苯二甲酚胺等。有機(jī)發(fā)泡劑在聚合物中的分散性好,發(fā)泡均勻;對發(fā)泡原料的適應(yīng)廠;其加熱時(shí)分解產(chǎn)生的氣體多是氮?dú)?,無毒無臭。但大多數(shù)有機(jī)發(fā)泡劑都是易燃物質(zhì),因此在使用時(shí)應(yīng)注意采取安全措施?;瘜W(xué)發(fā)泡劑的用量與發(fā)泡劑的種類、制品的性能要求以及發(fā)泡原料等有關(guān)。按純發(fā)泡劑計(jì)算,其用量一般為0.3%~0.7%。33包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器3.機(jī)械發(fā)泡法機(jī)械發(fā)泡法是借助于強(qiáng)烈的機(jī)械攪拌作用將空氣卷入聚合物溶液、乳液或懸浮液中,使之成為發(fā)泡狀態(tài),然后經(jīng)固化成為泡沫塑料。為縮短發(fā)泡時(shí)間,可通入空氣、加入乳化劑或表面活性劑等。機(jī)械發(fā)泡的主要特點(diǎn)是:無需另外加入發(fā)泡劑,操作簡單,成本低。但其發(fā)泡不均勻,質(zhì)量不理想。

34包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器三、聚苯乙烯泡沫塑料聚苯乙烯泡沫塑料是以聚苯乙烯樹脂為主體、加入發(fā)泡劑等其它助劑制得的。其制造方法有兩種:一種是將低沸點(diǎn)液體與聚苯乙烯樹脂先制成易于流動(dòng)的珠狀半透明的可發(fā)性聚苯乙烯(EPS)珠粒;再用珠粒作為原料,經(jīng)成型可制得泡沫塑料制品。制作發(fā)泡模具-閉模-預(yù)熱模具-加料-合模-發(fā)泡成型-冷卻-脫模另一種是以聚苯乙烯樹脂為原料,加入發(fā)泡劑經(jīng)充分熔混后,發(fā)泡成型制得泡沫塑料制品。目前工業(yè)上多采用第一種方法。35包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器三、聚苯乙烯泡沫塑料優(yōu)點(diǎn):它通常為硬質(zhì)、閉孔泡沫結(jié)構(gòu);密度低,一般為0.015~0.07g/cm3;它的緩沖性能好;有優(yōu)良的防潮性、防霉性、隔熱性和電絕緣性;吸水率低;易于成型加工;且價(jià)格便宜。主要缺點(diǎn)是韌性較差;廢棄物體積大,不易處理;且燃燒時(shí)產(chǎn)生的苯乙烯氣體會(huì)污染環(huán)境等。應(yīng)用:廣泛用于各種精密儀器、家電產(chǎn)品、醫(yī)用器械等易碎物品的緩沖防震包裝;它還可以加工成箱、盒、杯、盤等多種容器用于食品的包裝。除用作包裝材料外,聚苯乙烯泡沫塑料還大量用作防水、隔熱、隔音材料以及漂浮材料等。36包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器四、聚氨酯泡沫塑料聚氨酯泡沫塑料是性能優(yōu)良的緩沖包裝材料。它具有極佳的回彈性,對沖擊、振動(dòng)能量的吸收性好;強(qiáng)度高,隔熱性好;對環(huán)境溫、濕度的穩(wěn)定性好;并有良好的耐化學(xué)腐蝕性和加工性能。但因價(jià)格較高,所以主要用作精密儀器、屯子產(chǎn)品、工藝品等高檔易碎物品的緩沖襯墊材料。可以塊狀、片狀、泡沫襯墊模型等多種形式使用。聚氨酯泡沫塑料是由異氰酸酯、多羥基化合物、水以及其它助劑共同反應(yīng)制得的。根據(jù)所用的原料、配方以及生產(chǎn)工藝等不同,能制得滿足多種性能要求的泡沫制品。按其生產(chǎn)原料不同聚氨酯泡沫塑料可分為聚醚型和聚酯型;按制品的性能不同可分為軟質(zhì)、半硬質(zhì)和硬質(zhì)泡沫塑料;按其生產(chǎn)方法不同還可分為一步法、預(yù)聚法和半預(yù)聚法。目前廣泛使用的是一步法和半預(yù)聚法。

37包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器五、聚乙烯泡沫塑料聚乙烯泡沫塑料也是包裝上廣泛使用的緩沖材料。它的緩沖、隔熱性能好;強(qiáng)韌、有撓性、耐磨擦;吸水率低、耐低溫;有優(yōu)良的抗化學(xué)腐蝕性以及成型加工性,且成本較低。因此它廣泛用作小型機(jī)電產(chǎn)品、儀器、玻璃器皿以及食品的緩沖襯墊材料等。低發(fā)泡的聚乙烯泡沫塑料可進(jìn)行切削、鉆孔、粘合等二次加工,制成護(hù)角、護(hù)棱等定型緩沖材料。聚乙烯泡沫塑料還可與聚氯乙烯、紙、布、金屬箔等進(jìn)行復(fù)合,制成緩沖襯墊以及緩沖包裝袋等。另外,含有大量填料的低發(fā)泡(發(fā)泡倍率小于5倍)聚乙烯,可代替木材制成各種輕型包裝箱、周轉(zhuǎn)箱等,這類材料在包裝中也越來越多地使用。聚乙烯泡沫塑料是以聚乙烯樹脂為主體,加入發(fā)泡劑、交聯(lián)劑等助劑經(jīng)混合并加熱熔融制得的。所用聚乙烯樹脂的密度越低,制得的泡沫塑料的撓性越好。通常是采用低密度聚乙烯樹脂。38包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器六、聚氯乙烯泡沫塑料聚氯乙烯泡沫塑料是發(fā)展較早的一種泡沫塑料,它分軟質(zhì)和硬質(zhì)兩種。軟質(zhì)聚氯乙烯泡沫塑料是用增塑劑與聚氯乙烯樹脂調(diào)成糊狀物,成型中增塑劑不揮發(fā),這樣得到的泡沫塑料具有一定的柔性。而硬質(zhì)聚氯乙烯泡沫塑料是用溶劑溶解聚氯乙烯樹脂,成型中溶劑受熱揮發(fā),這樣得到質(zhì)地較硬的泡沫制品。聚氯乙烯泡沫塑料可采用連續(xù)發(fā)泡成型、模壓成型和注射成型等制得。聚氯乙烯泡沫塑料也是一種緩沖包裝材料。它具有良好的機(jī)械強(qiáng)度、緩沖防震性能和耐化學(xué)腐蝕性;吸水率低;不易燃燒;且價(jià)格便宜。但它的熱穩(wěn)定性較差,其分解產(chǎn)生的氯化氫氣體對某些包裝產(chǎn)品有一定影響。加之在成型中加入的某些助劑是有毒物質(zhì);另外泡沫塑料中殘留的氯乙烯單體也有毒。因此,這在很大程度上限制了它在包裝領(lǐng)域中的應(yīng)用,一般僅用于某些易碎工業(yè)產(chǎn)品的緩沖防震包裝。

39包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器七、聚丙烯微孔泡沫塑料聚丙烯微孔泡沫塑料是一種低密度、具有密孔結(jié)構(gòu)的定向聚丙烯泡沫片材,它是近年來出現(xiàn)的一種新型緩沖材料。聚丙烯微孔泡沫塑料具有優(yōu)良的縱向抗張強(qiáng)度,由于其特殊的密孔及薄而柔韌的孔壁,使它具有極佳的回彈性和柔韌性。它的微孔能吸收大量的沖擊和振動(dòng)能量,是非常好的緩沖材料。聚丙烯微孔泡沫塑料的泡體氣相體積百分率高達(dá)99%,并有大量的微小密閉孔,因此它也是一種優(yōu)良的隔熱材料。它與紙復(fù)合制成的包裝盒可用于熱食品的保溫包裝。聚丙烯微孔泡沫塑料的耐磨性好,并具有異常的摩擦性能,即它與光滑表面的摩擦系數(shù)比對粗糙表面的摩擦系數(shù)大得多。這使它與產(chǎn)品的光滑表面接觸時(shí)不易滑動(dòng),因此可以保護(hù)產(chǎn)品的表面不受損傷。這種表面保護(hù)作用已在電視機(jī)、裝箱家具、金屬器具以及化妝品等容器的裝飾表面保護(hù)士得到了應(yīng)用。這種聚丙微孔泡沫塑料具有獨(dú)特的性能,并且價(jià)格便宜,因此它是一種很有發(fā)展前途的緩沖包裝材料。40包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器§6.4其他塑料制品一、塑料編織袋與塑料無紡布1.塑料編織袋塑料編織袋是指用聚烯烴塑料扁絲編織成的袋。塑料扁絲主要是以聚乙烯或聚丙烯樹脂為原料經(jīng)擠出成型制得平膜或管膜,然后切割成一定寬度的窄條,再經(jīng)單向拉伸制成。將塑料扁絲經(jīng)過整經(jīng)、絡(luò)緯織造成平面狀或圓筒狀的編織布,再經(jīng)裁剪縫制即成編織袋。其中用圓筒編織機(jī)編織的筒狀編織布制袋方便,無需縫合側(cè)邊,而且省料,所以應(yīng)用較廣。塑料編織袋具有重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕等特點(diǎn)。加入塑料薄膜內(nèi)襯后能防潮、防濕,.適用于化工原料、農(nóng)藥、化肥、谷物等重型包裝,特別適于外貿(mào)出口包裝。用編織布與牛皮紙復(fù)合制成的復(fù)合袋裝運(yùn)水泥,可節(jié)約大量的木材。塑料編織袋一般按裝載量不同,可分為輕型袋、中型袋和重型袋三種。輕型袋裝載量在2.5kg以下;中型袋為25~50kg;重型袋為50~100kg。

41包裝材料學(xué)§62塑料包裝容器2.塑料無紡布塑料無紡布是70年代發(fā)展起來的新型材料,它是不經(jīng)過紡織而制成的塑料纖維布通常是用聚烯烴為原料采用撕裂纖維法制得。塑料撕裂纖維無紡布的成型原理是:將熔融的塑料從擠出機(jī)的T型機(jī)頭擠出成平膜,然后將其通過一對由一個(gè)光滑鋼輥和一個(gè)表面刻有螺旋形溝槽的壓紋輥組成的輥筒

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