第八周- 4 高阻隔塑料薄膜222

4.1聚偏二氯乙烯薄膜（PVDC）定义：通常应用的PVDC是偏二氯乙烯和少量（5%-10%）其他单体的共聚物。常温下，纯PVDC薄膜呈透明到半透明状，带有微黄。燃烧试验现象：1、在火焰上不易燃烧2、移开火焰后自行熄灭3、火焰黄绿色4、有刺鼻的HCl气味聚偏二氯乙烯PVDC特性：1.阻隔性（阻氧、水和气）极佳，用它包装食品可以有效地解决产品变质问题，从大大延长产品货架期。是最通用的阻隔性材料。阻隔性不随湿度而变，有利防潮密封包装。H2CCClCln[CH2C]ClnClPVDC-阻隔原理：PVDC的高阻隔性是由其分子结构决定的：PVDC具有头尾相连的线性聚合链结构（···-CH2-CCl2-CH2-CCl2-···），该分子结构具有高度对称性，使聚合物具有高结晶度；且分子间凝集力强，氧分子、水分子和其他气体分子很难在PVDC分子中移动。因此PVDC共聚物具有良好的隔氧性、隔气性和保味性。PVDC-阻隔在包装的意义：阻氧/气：防止食品氧化变、长久保持包装内容物的香味、防止外部不良气味进入阻水：防止食品发生失水变干，口感变差、潮湿地区不会引起产品变质、防止因吸水损伤包装原型聚偏二氯乙烯PVDC特性1.化学性质稳定：耐油、酸、碱、和大多数有机溶剂2.耐热性良好：能耐高温杀菌处理3.不经热定型的BOPVDC膜具有热收缩性能4.黏附性：自黏、对金属和陶瓷等也有较好的黏附性能5.耐候性：即使长期暴露在室外，接受阳光照射，也不会发生包装物腿色及老化现象6.优良的印刷性能：7.无毒无味、卫生安全：通过美国食品药品管理局FDA认证，连续使用50多年8.环保性：使用PVDC包装材料比使用普通的PE膜、纸、铝箔等材料要节省许多，从而实现包装材料的减量化，达到减少废物源的目的。在德国，PVDC包装被列入“绿色包装”，持有绿点标志。在日本，证实焚烧PVDC对产生二恶英的量没有影响，目前日本市场上PVDC保鲜膜消费量居全球第一。二恶英：是一种含氯的强毒性有机化学物质,在自然界中几乎不存在,只有通过化学合成才能产生,是目前人类创造的最可怕的化学物质,被称为“地球上毒性最强的毒物”。二恶英的毒性•能干扰机体的内分泌，产生广泛的健康影响。比如雌性动物不孕、胎仔减少、流产等。低剂量的二恶英能使胎鼠产生腭裂和肾盂积水。•二恶英有明显的免疫毒性，可引起动物胸腺萎缩、细胞免疫与体液免疫功能降低等。二恶英还能引起皮肤损害，在暴露的实验动物和人群可观察到皮肤过渡角化、色素沉着以及氯痤疮等的发生。•二恶英暴露可增加人群患癌症的危险度。•大气环境中的二恶英90%来源于城市和工业垃圾焚烧。•采用新的焚烧技术，提高燃烧温度（1200℃以上），可以降低二恶英类的排放量•提倡垃圾分类收集和处理555℃聚偏二氯乙烯PVDC应用1、PVDC肠衣膜：PVDC用于火腿肠主要在中国大量使用，年使用PVDC树脂达30000T以上，比如：双汇、金锣、雨润、美好、江泉等•在国外也有少量用于包装火腿肠，比如：日本、韩国、越南等。•为提高生产效率，现在国内许多客户创造性地使用大收缩肠衣膜来包装低温肉制品，已取得了很好的效果。2、PVDC保鲜膜：由于其优越的透明性、良好的表面光泽度、无毒无味及很好的自粘性，PVDC保鲜膜被广泛用于家庭和超市包装食品；不单可以满足于家庭冰箱中保存食品，而且也可用于微波加热，成为发达国家常用的包装材料之一。3、PVDC热收缩膜PVDC热收缩膜是共挤膜，结构一般为PE/EVA/PVDC/EVA/VLDPE(Surlyn)：因为热收缩性、耐高温杀菌、高阻隔性、化学性质稳定、耐候性、无毒无味，PVDC收缩膜主要用于包装冷鲜肉PVDC共挤拉伸膜：加拿大MACRO公司与美国陶氏化学携手，提出EVA包裹PVDC技术的概念后，PVDC多层共挤技术在世界上迅速推广开来。在中国不仅有进口的多层共挤生产线，而且自主研制的国产线也已逐步投向市场。1、在PVDC多层共挤膜中，现广泛使用VDC-MA（丙烯酸甲酯）共聚的PVDC，此类PVDC树脂阻隔性能要好于肠衣用PVDC树脂数十倍，从而大大提高共挤膜的阻隔性。2、这种新开发的包装技术也将使食品行业开发新产品、采用新工艺成为可能，可以预见PVDC多层共挤薄膜将发展为PVDC主导产品。3、利用可拉伸的PVDC共挤膜，在自动拉伸包装机上拉伸成型，可自动包装中、低温肉制品，采用此包装可以有效防止产品出水变质，从而大大延长产品货架期，确保产品的正常市场流通。4、目前双汇低温产品大量采用该种包装，不仅大大延长产品保质期，降低了生产成本，同时有效地解决了产品腐败变质问题，维护了企业品牌形象和信誉。5、在美国等发达国家，常用PVDC/LDPE共挤复合膜来包装新鲜牛奶，可在常温下保鲜3-6个月不变质，可解决广大边远产奶区夏季产奶高峰时大量鲜奶无法包装外运的问题。6、目前国内还没有其它廉价的包装材料能满足大量鲜奶包装的需求。这是一个潜在的大市场。PVDC共挤膜的应用食品方面：1、需巴氏杀菌的肉制品、水煮蔬菜、方便食品、分割生肉、冷鲜肉的真空、充气包装2、配套真空热成型自动包装机使用，生产肉制品和豆制品3、配套液体灌装机包装液体奶、调味品、液体香精、油脂等4、高蛋白质、高脂肪的粮油作物：大米、花生仁和杏仁等5、奶粉茶叶等需防止吸潮的食品化工方面：1、各种需防氧化、防吸潮的化工产品2、医药粉剂、颗粒剂3、农药粉剂、颗粒剂4、装备方面：5、复合加工的基材：目前，春都开发的以BOPP/PVDC/CPP为代表结构的复合膜及双汇开发的BOPA/PVDC/CPP结构的复合膜，被广泛用于肉制品包装，比如包装猪蹄、烧鸡、烤鸭、酒类、榨菜、调料等，均得到消费者的称赞。PVDC在双汇：双汇集团作为中国最大肉类加工基地，目前的四大系列产品(高温、低温、速冻、冷鲜肉)，除速冻食品外：1、高温制品采用PVDC肠衣膜包装2、低温、中式传统制品采用PVDC的多层共挤或复合膜包装3、冷鲜肉用PVDC收缩膜来包装PVDC涂覆膜由于PVDC的加工比较困难，利用PVDC乳液在各种基材如纸、玻璃纸、塑料薄膜片材(BOPP、PET、BOPA、LDPE、HDPE、PVC等上涂覆后的产品应用最广泛，称涂K膜/或K膜。比如KBOPP,KPET等PVDC涂覆膜1、经PVDC涂覆后可大大提高产品阻隔性能，且生产成本较低，还具有可热封性。2、对PVDC涂覆膜阻隔性能影响最大的是PVDC层的厚度，通常以涂布量的多少决定其阻隔性K膜种类及应用：1、BOPP单面涂布薄膜(KOP)适用于各类食品包装，常用规格为21μm、25μm、30μm。2、BOPA单面涂布薄膜(KPA)适用于肉制品、水产品等包装，常用规格为17μm。3、BOPET单面涂布薄膜(KPET)适用于火腿肠、花生米、干果、碘盐、调味品等包装，常用规格为14μm、17μm。4、BOPP单面涂布消光薄膜(消光KOP)适用于糕点等食品包装，常用规格为21μm。5、BOPP双面涂布薄膜(KOPP)适用于香烟、莎琪玛、香米饼等轻质包装，常用规格为22μm、31μm。6、BOPET双面涂布薄膜(KOPET)适用于电蚊香片等包装，常用规格为19μm。7、CPP单面涂布薄膜(KCPP)适用于袋装农药等包装，常用规格为35μm、40μm。8、CPE单面涂布薄膜(KCPE)适用于各类食品包装的复合层，常用规格为50μm。8、玻璃纸单面涂布薄膜(KPT)适用于巧克力包装，常用规格为28g/m2。三层共挤黑白PE单面涂布薄膜适用于液体牛奶包装，常用规格为70μm、80μm、90μmPVDC涂布牛皮纸：1、采用PVDC涂布，极大改善纸张的阻氧阻湿性，同时保留了纸张刚度好、质感好、保护好的特点。2、涂布量：15～19g/m2K膜应用实例-月饼包装月饼：高油脂、高水分、含糖量大，气温高湿度大时节极易发生溢味霉变。1、广东、上海、江浙一带的月饼包装已基本上采用K膜/CPP复合结构，北方地区也有大量使用。2、一般采用的结构有：KOP/CPP、消光KOP/CPP、KPET/CPP、KPA/CPP等。3、对使用含苯油墨的包装则采用BOPP(BOPET、BOPA等)/KCPP或KCPE，但成本随之增加4、高档月饼逐步使用耐穿刺性较好的KPA/CPP复合膜结构，阻隔性得到保证的前提下，破包率大大降低。法式小面包的主料是面粉，是属于长链碳水化合物结构的食品，面粉的碳水化合物结构决定了面包的特有香味。当面粉被氧化反应后，其分子结构断裂，变成短链的碳水化合物，面粉的香味消失，食物不再好吃。K膜应用实例-法式面包包装：用高阻隔环保型包装材料KOP/CPP结构取代长期使用的阻氧性能较差的BOPP/CPP结构来解决此问题，成本仅增加0.2元/m2左右。成功案例：达利园法式小面包K膜应用实例-蛋糕（派）包装：1、蛋糕（派）：高油脂、高水分、高蛋白、浓香、含糖。2、油脂易被空气中的氧气氧化，其结果是脂肪酸败，酸败的脂肪会发出刺喉的哈喇味，这严重影响蛋糕的品质。2、蛋糕失水会变硬，影响松软性；蛋糕吸水会增大水的活度，这有利霉菌的繁殖，所以，持水量要稳定3、水分量增大时，蛋白质可能产生水解，特别是在有氧气存在下，蛋白质的水解会很快，水解产物有腥臊味。4、水分变化会引起糖的形态变化，从而可能出现蛋糕外形变化；而且在糖化酶的作用下会产生酒味。5、香味应该是食品固有品质，不应当随贮藏期延长而流失，保香是必须的。6、用高阻隔环保型包装材料KOP/CPP结构取代长期使用的阻氧性能较差的BOPP/CPP结构来解决此问题，成本仅增加0.2元/m2左右。成功案例：达利园法式小面包CH2CH2CH2CHOHn4.2乙烯-乙烯醇共聚物薄膜（EVOH）1、EVOH是乙烯与乙烯醇的无规结晶共聚物。2、目前阻气性最好的树脂之一。3、通常乙烯含量在32%-48%摩尔之间。4、不推荐BOPP/CPP或PET/CPP：因为脱氧剂对食品复合包装袋的要求：以氧气透过率低于20cm3/m2·atm·24h·23℃的复合材料才可达到理想效果。而BOPP/CPP或PET/CPP氧气透过率100～500cm3/m2·atm·24h·23℃2、阻隔性：气体阻隔性最好的聚合物之一。3、EVOH的阻隔性能取决于乙烯的含量，一般来说当乙烯含量增加时候，气体阻隔性下降，但易于加工。EVOH和PVDC阻隔性比较：•实验证明：1、在相对湿度为0-70%之间时，EVOH(38%)的阻氧性优于PVDC2、当相对湿度大于70%时，EVOH阻氧性下降很快，不如PVDC3、在80%的相对湿度下，PVDC的阻氧性好于EVOH3倍4、在100%的相对湿度下，PVDC的阻氧性好于EVOH13倍。机械性能：机械强度高、伸缩性好、表面硬度高、耐磨性、抗静电性好（来源于自身的结晶性和分子内氢键）化学性质稳定：高度耐油性、耐有机溶剂（来源于分子内极性羟基）乙烯-乙烯醇共聚物EVOH特性：1、由于结构中存在羟基，极具亲水性和吸湿性。2、吸附湿气后，阻隔性受影响，因此，在包装领域，加工时常把EVOH制成复合膜中间层使用。3、耐热性和耐候性好4、高光泽、高透明性5、无毒无味、卫生安全6、环保性：焚烧后不产生有害气体7、加工性：由于乙烯的引入，EVOH可采用传统的聚烯烃加工设备，容易加工•作为阻隔层的EVOH加工方法：1、共挤：2、EVOH复合到其他基材上3、EVOH做涂层4、其他材料做EVOH的涂层5、不需特殊改变，可在传统的加工设备上加工EVOH在包装上的应用：1、食品包装：调料、果汁、酱类、肉类、乳酪、水果等包装塑料瓶或保鲜膜2、EVOH的塑料容器完全可以替代玻璃和金属容器，国内多家水产公司出口海鲜就使用五层共挤出膜PE/EVOH/PA/EVOH/PE真空包装。3、非食品包装：溶剂、化妆品、医药品、牙膏软管、电子产品4.3聚萘二甲酸乙二醇酯薄膜（PEN）PEN由2,6-萘二甲酸/与2,6-萘二甲酸甲酯与乙二醇缩聚而成。结构与PET相似，只是分子链中PEN由刚性更大的萘环代替了PET中的苯环：PEN特性1、因为萘环的存在，PEN拥有比PET更高的物理性能、气体阻隔性能、化学热稳定性、耐热、耐紫外和辐