塑胶材料在包装工业中的具体应用

塑胶材料在包装工业中的具体应用编写：建生化工工程部日期：2012-12-20修正：2012-12-24★内部培训资料，版权归建生化工有限公司所有,未经允许,不得翻制内部使用，不可外泄！内容大纲一、塑料包装材料在国民经济中的地位二、塑料包装材料的主要品种三、塑料包装材料的主要形态/应用/加工方法四、塑料包装材料与其他包装材料间的竟争五、塑料包装材料的发展趋势一、塑料包装材料在国民经济中的地位塑料包装材料在国民经济中的地位塑胶材料在包装领域用量占塑料制品总量的30%。塑料包装材料已远远超过玻璃，金属，木材等传统的包装材料，仅次于纸制品而居第二位。发展速度，塑料包装材料业已超过其他各种包装材料而居首位。二、塑料包装材料的主要品种及要求包装材料的主要特性与要求多半均为一次性使用，废弃材料回收或者处置重点考虑性能要好，要能适应保护，宣传商品的需要由于使用量很大，因此成本要尽可能地低，目前塑料中的如PE与PP，是塑料包装材料的首选物料生产规模较大，性能更佳，但价格较高的工程塑料，如热塑性聚酯,虽然在某些性能上具有独到的优点，但由于经济上的原因，一般不作包装材料用。常用于包装材料的塑胶主要品种及性能聚乙烯及乙烯共聚物：包括HDPE、LDPE、LLDPE、乙烯、乙酸乙烯共聚物EVA等。PE优点：①无毒，无臭，无味，卫生性能可靠；②耐酸，碱，盐及多种化学物质，性能稳定；③物理及力学性能均衡，防湿防潮性突出；④成型加工性能特优，可方便地制成板材，薄膜，容器，扁丝等各种包装用塑料制品，而且价格低廉，因此在包装中的应用极为广泛。缺点：①阻氧性较差。HDPE/LDPE/LLDPELDPE①密度小，柔软度高②耐化性良好，如对酸、碱、盐、有机溶剂都较稳定③机械强度不高、耐热性不高④耐低温性很好，能在-60℃---80℃下工作。⑤抗环境应力开裂性、粘附性、印刷性较差，需经过表面处理改善其性能.HDPE①聚乙烯中力学强度最好的品种；②对水蒸气的阻隔能力是各种塑料中最好的一种；③在几种聚乙烯中，它是柔软性和透明性最差的品种，当需要柔软及透明性佳的制品时，则应选用LDPE.④具有较高的耐温、耐油性、耐蒸汽渗透性、及抗环境开裂性。HDPE/LDPE/LLDPELLDPE①力学强度介于HDPE与LDPE之间，②其最大优点是抗穿刺强度高，③抗撕裂传播强度高，④耐应力开裂性能也十分突出；⑤热封合性能亦优于高密度度聚乙烯和普通低密度聚乙烯，因此，它是薄膜用的一种良好的基材。乙烯-乙酸乙烯共聚物EVA主要特性：具有良好的柔软性，橡胶般的弹性。在-50℃下仍能够具有较好的可挠性，透明性和表面光泽性好，化学稳定性良好，抗老化和耐臭氧强度好，无毒性。与填料的掺混性好。着色和成型加工性好。价格略高于PE。随着乙酸乙烯含量的增加，其耐寒性，柔软性，热封合性改善，透明性提高，但当乙酸乙烯含量超过10%时，则可能呈现酸味，不宜直接接触食品。聚丙烯及丙烯共聚物性能与PE相似，如化学稳定性好，无毒，无臭，无味，卫生性能可靠等。耐热性好，使用温度可达120度，因而以聚丙烯为热封层的复合袋用于蒸煮灭菌。PP的强度明显高于聚乙烯。PP性能上的最大缺陷之一是耐低温性能差，聚丙烯均聚物在0度已表面出较大的脆性，丙烯与少量乙烯的共聚物可以明显地改善聚丙烯的耐寒性，但耐热性亦相应下降。Note:作为包装材料使用，和PE十分相似，PP有良好的防湿，防潮性，但对氧气，二氧化碳，氮气等非极性气体的阻隔性较差，当商品需要隔氧贮存时，需采用所谓阻隔性包装材料包装，或者采用聚丙烯（聚乙烯）与阻隔性包装材料的复合制品为包装材料。聚氯乙烯PVC优点：①阻燃性能良好。②耐化学药品性高（耐浓盐酸、浓度为90％的硫酸、浓度为60％的硝酸和浓度20％的氢氧化钠）。③机械强度及电绝缘性良好的优点。④其耐油性，透明性亦明显优于聚烯烃类塑料。⑤硬聚氯乙烯制品有良好的刚性并兼有较好的抗水防潮性能和阻隔氧气，二氧化碳以及氮气透过性能。⑥价格低的通用塑料。缺点：①耐热性较差，软化点为80℃，于130℃开始分解变色，并析出HCI。聚笨乙烯PS优点：①易成型、高透明、易著色②质轻、价格低廉③吸水性低、尺寸稳定④电性能优异缺点：①质脆易裂、耐热性较差。Note:一般经过化学大幅度提高其冲击强度并制成片材，以热成型加工为主，如大量应用在快餐食品容器、发泡模塑制品，作防震缓冲材料等。热塑性聚酯主要特性:良好的耐油，耐高低温性能阻隔氧气，二氧化碳及氮气等性能良好较好的韧性与弹性较好的机械强度良好的防潮性、防水性和气密性极好的防止异味透过性和极少的水蒸气透过率无毒卫生性能Note:PET由于需与其它薄膜复合使用，且价格使用，一般用于做拉伸吹塑瓶，如可乐、雪碧等碳酸饮料瓶、食用油瓶、调味品瓶、医药、化妆品、农药包装等。聚酰胺（尼龙、PA)主要特性:刚性与韧性平衡自润滑及磨损性耐溶剂、汽油及润滑油抗穿刺性能特别突出，用于带骨食品等包装十分有利。容易受空气中水分的影响，在潮湿环境中，阻氧性下降。聚碳酸酯(PC)主要特性:耐热性和耐寒性良好（可以在-60--120℃范围内使用）高透明度缺口冲击强度高接著涂装良好抗拉、抗弯强度高耐化学药品性一般耐候性差易产生内应力问题Note:特别适用于可回收利用（重复灌装）的中空容器。目前实用化的产品主要是奶瓶及25L的净化水用桶。由于价位较高，其他应用尚不多见。Vistamaxx主要特性：软度、柔性和弹性强韧性和耐久性透明性和易着色性减少或消除应力发白对PP和PE优异的粘附性低密度广泛的食品法规符合性高填料负载量POE主要特性：表面光洁、低气味、具备高透明型号密度低、硬度ShoreA67至A92优越的延伸性,可在低温下使用可用注塑、吹气或挤出成型等方法加工具有非常好的分散性及拉伸强度作为PP或PE的耐冲击改性材料其他包装材料聚偏二氯乙烯（PVDC）主要特点：1.对氧，二氧化碳以及氮气等非极性气体的高阻隔性。2.耐油性比较突出。3.具有高度防湿防潮性。Note:PVDC是一种食品类商品的极为理想的包装材料，而且可以采用聚偏二氯乙烯的溶液或者乳液，在薄膜（或中空容器表面）形成极薄的防护层，即能发挥明显的阻氧防潮效果。困此，尽管聚偏二氯乙烯有价格较贵，成型加工比较困难，废弃物焚烧处理会产生氯化氢等有害物质缺点，但目前聚偏二氯乙烯在包装方面的应用仍相当普遍。其他包装材料乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）主要特点：1.对氧，二氧化碳以及氮气等非极性气体的高阻隔性。2.耐油性比较突出。3.阻隔性最佳的塑料之一。4.而且还是高阻隔性塑料中，成型最好的品种。5.废弃物焚烧时不会产生危害环境的有毒物质。6.被普遍认为是颇具发展前景的优良的塑料包装材料。但因价格昂贵，应用受到较大的限制。目前仅用于高档的复合瓶，多层复合薄膜及复合片材的阻隔层。其他包装材料高丙烯腈树脂（PAN）主要特点：1.对氧、二氧化碳以及氮气等非极性气体的高阻隔性。2.耐油性比较突出。3.成型加工困难，推广应用受到限制，使用不多。4.可用于制造阻隔性能良好的双向拉伸瓶。其他包装材料聚乙烯醇（PVA）主要特点：1.对氧，二氧化碳以及氮气等非极性气体的高阻隔性。2.耐油性比较突出。3.成型加工困难，推广应用受到限制，使用不多。4.主要用于制造薄膜类塑料包装材料。Note:聚乙烯醇双向拉伸薄膜主要用于高阻隔性复合薄膜的基材；非拉伸聚乙烯醇薄膜则主要用于单膜制袋，作服装的高级包装袋使用，可提供高透明性，高光泽性以及鲜明而牢固的印刷图案，此外，它还具有优良的抗静电性，没有普通塑料薄膜袋因静电而吸尘的通病，使得所包装的商品具有极佳的展示效果。三、塑料包装材料的主要形态/应用/加工塑料薄膜一般将厚度在0.25mm以下的片状塑料称为薄膜。塑料薄膜分类1.聚乙烯薄膜PE(1)低密度聚乙烯薄膜LDPE(2)高密度聚乙烯薄膜HDPE(3)线型低密度聚乙烯薄膜LLDPE2.聚丙烯薄膜PP(1)未拉伸聚丙烯薄膜(2)双向拉伸聚丙烯薄膜BOPP3.聚氯乙烯薄膜PVC热收缩薄膜4.聚苯乙烯薄膜PS5.聚偏二氯乙烯薄膜PVDC6.乙烯-醋酸乙烯共聚物薄膜EVA7.聚乙烯醇薄膜PVA8.尼龙薄膜PA9.乙烯-乙烯醇共聚物薄膜EVAL10.聚酯薄膜BOPET/PET11.聚碳酸酯薄膜PC12.醋酸纤维素薄膜CA13.离子键聚合物薄膜塑料薄膜特点优点：1.透明，柔韧。2.良好的耐水性，防潮性和阻气性。3.机械强度较好。4.化学性质稳定，耐油脂。5.可热封制袋。缺点：1.热膨胀系数大，尺寸稳定性差。2.耐老化性差。3.易燃烧塑料薄膜加工方法加工方法：挤出吹塑法T型机头挤出法双向拉伸法压延法流延法等注：包装用塑料薄膜的生产，则以挤出吹塑法应用最广，其次是双向拉伸法和T型模法等挤出吹塑法T型机头挤出法NOTE:所谓T模是由中心进料的槽形口模与挤出机流道接管成T形，又称T型模或T形机头。T模即T形模挤出法又称挤出流延法，生产的薄膜称挤出流延薄膜。双向拉伸法拉伸薄膜分单向拉伸和双向拉伸、而实际使用的主要是双向拉伸薄膜，它是采用双向拉伸法制得的。双向拉伸法是指热塑性塑料厚片或膜管，在软化温度与熔融温度之间，沿纵横两个方向进行拉伸的成型方法。双向拉伸法又分平膜法和泡管法两种。双向拉伸平膜法的具体拉伸工艺又分为逐次拉伸法(两步法)和同时拉伸法(一步法)。逐次拉伸法是目前普遍采用的方法，它是把薄膜的纵向拉伸和横向拉伸分两步进行。而同时拉伸法即纵向拉伸和横向拉伸同时进行，因其拉伸装置结构复杂，所以目前使用较少。逐次拉伸法是将熔融的塑料从挤出机的T型机头挤出成厚片，先将厚片通过拉伸辊进行纵向拉伸，再通过拉幅机进行横向拉伸，然后经热定型、冷却即制得双向拉伸薄膜。压延法压延法是将加热塑化的热塑性塑料通过两个以上相向旋转的辊筒间隙，连续成型薄膜或片材的一种成型方法。流延法流延法又称流延铸塑。它是将热塑性或热固性树脂配成一定粘度的溶液，然后以一定的速度流布在连续的支持体(钢带或辊筒)上，通过加热去除溶剂、固化后从载体上剥离下来即制得流延薄膜。流延法生产的薄膜厚度小，最小可达5～10μm；厚度均匀，透明度高，内应力小，可满足较高光学性能的要求，如电影胶卷、安全玻璃的中间夹层薄膜等。但流延法的生产速度较慢，为0.5～7m/min；因使用溶剂需要增加溶剂回收装置；且不宜生产大厚的薄膜。流延法生产薄膜适用于那些在熔融状态下不稳定或熔点过高，并能很好地溶解于有机溶剂的塑料品种，如PVA、CA、PC等。部分适合做薄膜的主要型号PP:LCY(福聚PP):PD402、6331-11、PD943、ST861、ST611K、7872…BasellPP:HP528N、HP525J…SCAPP:FS2011E、CU2002、GT050、GT140…ExxonMobil:5032E1…TPCPP:FL7632、FL7540、FL7641、FC9411G…部分适合做薄膜的主要型号PE：LLDPE:ExxonMobil:LL1002KW、LL1002YB、FL201K1、FL201XV…SCA住友化学：FS253SLDPE:ExxonMobil:160ATBasell:2426K/2426HTPC:F410-1部分适合做薄膜的主要型号HDPE:ExxonMobil:HTA-001HD、FTA-001…Basell:ACP9255…塑料薄膜应用案例农用薄膜塑料薄膜应用案例塑料袋保鲜膜塑料容器一、箱式包装二、盘式包装三、中空容器四、大型塑料包装桶五、杯、盒、桶、罐、浅盘六、塑料包装软管塑料容器成型工艺与方法应用案例福聚PP:ST866MPP一次性快餐盒饮料瓶应用案例：Vistamaxx适合做包装容器材料的型号PP:HP400N、HP544T、HP401R、HP500D、HP500N、HP600R、HP640R、HP644T、HP648N、HP74