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第六章 食品包装用塑料材料及包装容器2

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第六章 食品包装用塑料材料及包装容器2

文章出处:澳门皇冠官网作者:澳门皇冠赌场 点击数:发表时间:2018-10-14 17:47

  第一节塑料的概况 第二节 主要塑料包装材料 第三节 软塑料包装材料 第五节 食品用塑料包装材料的选用 第四节 塑料包装容器及制品 1.掌握塑料基本概念、组成及主要性能指 2.掌握食品包装常用的塑料树脂及主要包装性能。 3.掌握食品包装塑料薄膜和复合软包装材料 的包装性能及适用场合。 4.熟悉常用塑料包装容器的种类及其选用方 1.重量轻,方便运输、销售;2.化学稳定性好,耐一定的酸、碱、盐及油脂; 3.包装制品的成型加工性好,可加工成薄膜、片材、丝、带、 编织物及各种容器; 4.透明,易着色、印刷,且装饰效果好; 5.有一定的阻透性和一定的强度,有良好的封合性; 6.良好的复合性,构成性能更好的复合材料; 7.大多数塑料材料可达到食品对包装的卫生安全性的要求; 8.能适应各种包装操作。 塑料(plastics)的定义:以以高分子聚合物—合 成树脂和天然树脂为基本原料,再加入(或不加入) 各种添加剂,在一定温度和压力下,加工塑制成型 和交联固化型,得到的固体高分子材料。 树脂 添加剂 ::增塑剂、稳定剂、填充剂、着色剂等。 我们通常所用的塑料并不是一种纯物质,它 是由许多材料配制而成的。其中高分子聚合物是 塑料的主要成分,此外,为了改进塑料的性能, 还要在聚合物中添加各种辅助材料,如填料、增 塑剂、润滑剂、稳定剂、着色剂等,才能成为性 能良好的塑料。 高分子聚合物:是一类分子量在10 以上由C、H、O、N等构成的物质,一种或几种简单的低分子化 合物(单体)以某种形式重复连接而成聚合体。 链节((重复单元)重复单元):高分子聚合物 :高分子聚合物 大分子是由一些基本的单元结构 大分子是由一些基本的单元结构 重复连接而成的,该单元结构称 重复连接而成的,该单元结构称 为链节。是化学组成和结构可重复的最小单位。 聚合度 聚合度:大分子重复链节的数目。 :大分子重复链节的数目。 如:聚乙烯由若干乙烯组成。 1.树脂树脂 树脂是塑料的最主要成分,其在塑料中的 含量一般在40%~100%。树脂的种类、性能 及在塑料中所占的比例常常决定了塑料的性质 并起着决定性作用。 加聚树脂(加成聚合反应) :聚乙烯 聚乙烯、聚 丙烯、聚氯乙烯构成食品包装用树脂的主 构成食品包装用树脂的主 基等,在食品包装中较少应用。在食品包装中较少应用。 •加成聚合反应——单体进行连续、多步的加成反应, 形成高聚物。 分为:(1)增塑剂 通常是有机低分子物质;当聚合物分子间夹 当聚合物分子间夹 有低分子物质后,加大了分子间距,降低其分子 有低分子物质后,加大了分子间距,降低其分子 作用力,从而增强了大分子柔软性和相对滑移流 作用力,从而增强了大分子柔软性和相对滑移流 动能力。 动能力。提高树脂可塑性和柔韧性。 提高树脂可塑性和柔韧性。 弥补树脂某些性能的不足,以改善塑料的使用性能。如提高制品的稳定性、坚固性、耐热性等,同时可降低塑 如提高制品的稳定性、坚固性、耐热性等,同时可降低塑 料成本。 料成本。 常用的材料有碳酸钙、陶土、滑石粉、石棉、硫酸钙 常用的材料有碳酸钙、陶土、滑石粉、石棉、硫酸钙 等,一般用量 等,一般用量20 20--50% 50%。。 33 主要功用是防止和延缓树脂老化,主要针对引起塑 料老化的氧、光、和热等因素。分为三类: 抗氧剂: 抗氧剂:阻止高分子材料的氧化变质。有酚类和胺 阻止高分子材料的氧化变质。有酚类和胺 类两种,其中酚类抗氧剂因其毒性低、不易污染的特点 类两种,其中酚类抗氧剂因其毒性低、不易污染的特点 而被大量应用于食品包装用塑料。 而被大量应用于食品包装用塑料。 光稳定剂: 光稳定剂:用于反射或吸收紫外光物质,防止塑料 用于反射或吸收紫外光物质,防止塑料 树脂老化,延长其使用寿命,效果显著且用量极少。 树脂老化,延长其使用寿命,效果显著且用量极少。 热稳定剂: 热稳定剂:防止塑料在加工和使用过程中因受热而 防止塑料在加工和使用过程中因受热而 引起的降解,应用最多的是 引起的降解,应用最多的是PVC PVC的热稳定剂。 的热稳定剂。 ((44)着色剂 )着色剂 用于 用于改变塑料等合成材料固有的颜色,使产品 ,使产品 更美观,并起到 更美观,并起到屏蔽紫外线和保护内容物等作用, 等作用, 使其具有更高的商品价值。常用的有无机颜料、有 使其具有更高的商品价值。常用的有无机颜料、有 机颜料和其他染料。 机颜料和其他染料。 (5)润滑剂 塑料制品成型加工时易脱模,同时使制品表面光 亮美观。 (6)固化剂 用于热固性塑料,使其耐热、坚硬。 (7)其他添加剂 发泡剂、抗静电剂、阻燃剂等。主要用途是使 作为食品包装用的塑料更符合其功能特点。 食品包装的塑料添加剂特别要求 (1)各种添加剂应具有与树脂很好的相容性、稳定 性、不互相影响其作用; (2)无味、无臭、无毒、不溶出。 1.按理化特特性分类 通常按塑料在加热冷却时表现性质不同分: (1)热固性塑料(thermosetting plastic) 主要以缩聚树脂为基料,在加入填料、固化剂 及其他添加剂而构成。在一定温度下经一定时间固 化,再次受热,只能分解,不能软化,因此不能反 复塑制成型。 优点:刚硬、耐热、不溶; 缺点:较脆,不能反复塑化成型,不常用于食品。 不常用于食品。 常用: 常用:酚醛塑料、氨基塑料、环氧塑料 酚醛塑料、氨基塑料、环氧塑料等。 (2)热塑性塑料(thermoplastic)以加聚树脂为基础,加入适量添加剂制成。在特 定的温度范围能反复受热软化流动和冷却硬化成型,定的温度范围能反复受热软化流动和冷却硬化成型, 其树脂化学组成及基本性能不发生变化。 其树脂化学组成及基本性能不发生变化。 优点:成型加工简单,包装性能好,可收回再成型; 缺点:刚硬性低、耐热性差。 常用:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚酰 胺、聚四氯乙烯等。 根据塑料本身的组成成分不同,可分为:根据塑料本身的组成成分不同,可分为: ((11)单一组分塑料 )单一组分塑料 此种塑料基本上由合成树脂组成,有的仅 此种塑料基本上由合成树脂组成,有的仅 含有少量辅助材料(如润滑剂、染料)。如 含有少量辅助材料(如润滑剂、染料)。如 聚乙烯、聚苯乙烯和有机玻璃等。 聚乙烯、聚苯乙烯和有机玻璃等。 ((22)多组分塑料 )多组分塑料 此种塑料除了树脂外还含有较多的辅助材 此种塑料除了树脂外还含有较多的辅助材 料,如填充剂、增塑剂、稳定剂和固化剂等。 料,如填充剂、增塑剂、稳定剂和固化剂等。 如聚氯乙烯、酚醛塑料、不饱和聚酯等。 如聚氯乙烯、酚醛塑料、不饱和聚酯等。 4.按使用特性分类 根据各种塑料不同的使用特性,通常将塑料分 为通用塑料、工程塑料和特种塑料。 一般是指 一般是指产量大、用途广、成型性好、价格便 产量大、用途广、成型性好、价格便 宜宜的塑料。通用塑料有五大品种,即聚乙烯 的塑料。通用塑料有五大品种,即聚乙烯(PE) (PE)、、 聚丙烯 聚丙烯(PP) (PP)、聚氯乙烯 、聚氯乙烯(PVC) (PVC)、聚苯乙烯 、聚苯乙烯(PS) (PS)及丙 烯腈丁二烯丁二烯苯乙烯共聚合物( 苯乙烯共聚合物(ABS ABS)。这五大 )。这五大 类塑料占据了塑料原料使用的绝大多数,其余的基 类塑料占据了塑料原料使用的绝大多数,其余的基 本可以归入特殊塑料品种 本可以归入特殊塑料品种 通用工程塑料包括:聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、通用工程塑料包括:聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、 改性聚苯醚、热塑性聚酯、超高分子量聚乙烯、甲基 改性聚苯醚、热塑性聚酯、超高分子量聚乙烯、甲基 戊烯聚合物、乙烯醇共聚物等。 戊烯聚合物、乙烯醇共聚物等。 特种工程塑料又有交联型的非交联型之分。交联 特种工程塑料又有交联型的非交联型之分。交联 型的有:聚氨基双马来酰胺、聚三嗪、交联聚酰亚胺、 型的有:聚氨基双马来酰胺、聚三嗪、交联聚酰亚胺、 苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮(苯硫醚、聚酰亚胺、聚醚醚酮(PEEK PEEK)等 ((22)工程塑料)工程塑料 一般指能承受一定外力作用,具有 一般指能承受一定外力作用,具有良好的机械性 能和耐高、低温性能,尺寸稳定性较好,可以用作工 ,可以用作工 程结构的塑料,如聚酰胺、聚砜等。 程结构的塑料,如聚酰胺、聚砜等。 在工程塑料中 在工程塑料中 又将其分为 又将其分为通用工程塑料 通用工程塑料和和特种工程塑料 特种工程塑料两大类。 两大类。 一般是指具有特种功能,可用于航空、航天等特殊应用领域的塑料。如氟塑料和有机硅具有突出的耐 高温、自润滑等特殊功用,增强塑料和泡沫塑料具有 高强度、高缓冲性等特殊性能,这些塑料都属于特种 塑料的范畴。 (一)主要保护性能及其指标 包装材料对商品的保护性能是最为重 要、最基本的功能,保护性能指标指的是 能保护内容物,防止其质变、被破坏,保 证其内容物的性能。 主要包括对水分、水蒸气、气体、光线等的阻隔 性能和保香功能。 (1)透气度(Qg)与透气系数(Pg) (2)透湿度(Qv)与透湿系数(Pv) (3)透水度(Qw)与透水系数(Pw) (4)透光度(T) 2.机械性能: 在外力作用下的材料表现出抵抗外力而不发生变 形和破坏的性能。 (1)硬度:材料表面具有抵抗外力作用而不发生永久 变形的性能。 (2)抗张强度、抗压强度、抗弯强度:材料在拉、压、 弯力缓慢作用下不破坏时,单位受力截面所能承受的 最大力分别为材料的抗张、抗压、抗弯强度。 (3)爆破强度:使塑料薄膜袋破裂所施加的最小内压 应力。 (4)撕裂强度:材料沿缺口连续撕裂破坏的性能。 (5)戳刺强度:材料被尖锐物刺破所需的无原则的最 3.稳定性材料抵抗环境因素(温度、介质、光等)的影响而 保持其原有性能的能力。 主要包括: (1)耐高低温性 温度升高,塑料材料的强度刚性明显降低,其阻隔 性能也会下降(耐高温性能用热分解温度来表示)。温 度降低,会使塑料的塑性和韧性下降而变脆(耐低温性 用脆化温度表示)。 (2)耐化学 指塑料在化学介质中的耐受程度。 (3)抗老化性 指塑料在加工、贮存、使用过程中受 到光、热、氧、水、生物等外界因素作用 下,保持其化学结构和原有性能而不破坏 的能力。 1.无毒性 塑料由于其成分组成、材料制造、成型加工以及与之相 接触的食品之间的相互关系等原因,存在着有毒物的溶出和 对食品的污染问题。 2.抗生物侵入性 塑料包装在无缺口和孔隙缺陷时可抵抗微生物的侵入渗 透。但却不能完全抵抗昆虫、老鼠等生物的入侵。 3.防有害物质渗入 塑料包装应耐酸、耐碱、耐化学药剂,对油脂也有一定 的耐抗性。从而保证食品的安全性。 (三)加工工艺性及主要性能指标 1.包装制品成型加工性 表示其成型性好坏的主要指标: (1)熔融系数(MI) (2)成型温度及温度范围 (3)成型压力(MPa) (4)塑料热成型时的流动性 (5)成型收缩力 2.包装操作工艺性 (1)机械性能 包装强度、刚性等; (2)热封性能 包括热封温度、封合压力、 热封强度等。 3.印刷适应性 印刷油墨与塑料的相容性,印刷精度、清 晰度,印刷层耐磨性等。 一、聚乙烯(PE) 二、聚丙烯(PP) 三、聚苯乙烯(PS) 四、聚氯乙烯(PVC) 五、聚酰胺(PA) 六、聚酯(PET) 七七、、聚乙烯醇(PVA) 八、聚偏二氯乙烯(PVDC) 九、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA) 十、乙烯-乙烯醇共聚物(EVAL) 十一、离子键聚合物 十二、环境可降解塑料 十三、其他塑料树脂 第二节 主要塑料包装材料 聚乙烯树脂由乙烯单体聚合而成的高分子化合物, 加入少量润滑剂、抗老化剂等添加剂。是无臭、无毒、 外观呈乳白色的蜡状固体。 其分子结构式: 、聚乙烯PE (1)阻透性:阻水、阻湿性能好——防潮干燥 食品,但阻气和阻有机蒸汽性能差,耐油性差— —生鲜果蔬,不接触油性食品; (2)印刷性:印刷性能差,非极性物质,需改 善其印刷性。 (3)耐高低温性: 耐低温性很好——适于冷冻 处理,耐高温性差——不能用于高温杀菌; (4)具有良好的化学稳定性:常温下与一般酸、 碱不起作用; (5)机械性能:有一定的抗拉强度和撕裂强度, 柔韧性好; (6)成型加工性:成型方便; (7)热封性:热封性能好——复合材料的热封层; (8)光学性能:光泽度、透明度不高; (9)卫生安全性:安全无毒,可直接接触食品。 2.聚乙烯的主要品种品种 a.高压低密度聚乙烯LDPE b.低压高密度聚乙烯 HDPE c.线性低密度聚乙烯LLDPE 因聚合方法和密度不同,可以分为: 因聚合方法和密度不同,可以分为: 在高压和较高温度条件下聚合的聚乙烯,分支较多 的线型大分子结构,结晶度较低,密度低,为0.91~ 0.94g/cm。 抗撕裂性、延伸性、耐冲击性好、透明度 高、热封性好,卫生安全。 1)阻气性差,耐油差-生鲜果蔬,不接触油性食品; 2)阻水阻湿性好-防潮干燥食品; 3)耐低温性好-冷冻食品; a.高压低密度聚乙烯(LDPE) 应用:主要制作薄膜。生鲜果蔬,热封层, 热收缩。 大分子呈直链线性结构,分子结合紧密,结晶 度高达85-95%,密度为0.94~0.96g/cm LDPELDPE密度稍高 密度稍高; 1)阻隔性、强度、耐热性比LDPE高,长期使用温 度可为100; 2)透明性、柔韧性、成型加工型比LDPE低。 b.低压高密度聚乙烯 (HDPE) 应用:主要制作薄膜,用于高温杀菌复合材料热封 层(110)和防潮涂层,也可制成瓶、罐等容器。 大分子支链长度和数量介于LDPE和之间。 1)有较高的抗张强度、刚性、和耐冲击性,化 学稳定性能、稳定加工性能也较好; 2)柔韧性比HDPE好,不加增塑剂可热吹成型。 c.线性低密度聚乙烯 (LLDPE) 应用:主要制作薄膜。肉类、冷冻食品及奶制品, 阻气性差,不能长时间保质(改性:与丁基橡胶共 混提高阻隔性)。 线g/cm ,是目前最轻的包装用塑料材料。 主要制成薄膜材料包装食品,可制成热收 缩膜进行热收缩包装。 由丙烯单体(CH2=CH—CH3)聚合而成,其分子结构式: 1.主要包装特性: (1)阻隔性能优于PE,但因分子无极性,阻气性 较差; (2)化学稳定性良好,对酸碱盐及许多溶剂具稳 定性; (3)机械性能较好,强度、硬度、刚性高于PE; (4)耐高温优良,可在100~120度长期使用。耐 低温性比PE差,-17性能变脆; (5)光泽度高,透明度高; (6)热封性比PE差,但比其它塑料要好; (7)印刷性差,印刷前须经处理; (8)成型加工性能良好; (9)卫生安全性高于PE。 聚丙烯主要制成薄膜材料包装食品,可替代玻璃 纸(PT),耐水、阻湿比PT好,透明度,光泽性、 耐撕裂性不低于PT,但印刷性比其差,但成本可低 40%。 聚丙烯薄膜经定向拉伸处理(OPP)后的各种性 能包括强度、透明光泽效果、阻隔性比普通薄膜 (CPP)都要好,尤其是双向拉伸薄膜(BOPP)。 2.主要用途 1)主要做薄膜材料; 2)热收缩膜,用于食品热收缩包装; 3)瓶罐透明容器、捆扎绳、带等。 包装含油产品,糖果点心;—可替代玻璃纸,糖果点心扭结包装; 三、聚苯乙烯 PS 聚苯乙烯由苯乙烯单体加聚合成的。 大分子主链上带有苯环侧基,结构不规整, 不易结晶,柔顺性低,为线性、无定型、 弱极性高分子化合物。 1)耐低温性好,但耐热性差,连续使用温度60- 80 3)光学性能优良透明度好,光泽性好;4)成型加工性好(最大特点);易着色和表面印 。但残留单体苯乙烯有低毒,单体残留量限制在1%以下; 6)机械性能好,具有较高刚硬性能,但脆性大; 7)阻湿、阻气性能差,阻湿性低于PE。 1.包装性能特点: 应用 1)主要用于制成透明食品盒,小餐具、水果盘等。 2)PS片经拉伸处理后,可制得热收缩薄膜和半刚性 容器; 3)PS制成的发泡材料用作缓冲材料,还有保温、可 热成型为一次快餐盒,废弃物难处理; 4)改性品种:(脆)ABS。食品工程上制作管材、容 种具有良好抗冲击性能的聚苯乙烯类透明树脂,由丁二烯和苯乙烯共聚而成。 1)高透明性和耐冲击性,制造各种包装容器,如盒、 2)无毒卫生,与食品直接接触;3)辐照后性能不受影响,辐照食品包装前景好; 以PVC树脂为主体,加入增塑剂、稳定剂共 混制成,柔顺性差,不易结晶,具有较强性极性 的高分子化合物。 四、聚氯乙烯 PVC PVC 扭结膜包装 包装特性: 1.阻气、阻油性优于PE。阻湿性不如PE。 硬质PVC 阻透性优于软质PVC; 2.化学稳定性优良; 3.机械性能好,硬质PVC有很好的拉伸性和刚硬性, 软质PVC抗拉强度相对低,但柔韧性和撕裂强度相对 PE较高; 4.耐高、低温性不佳,一般使用温度(-15~55); 5.着色性、印刷性和热封性较好; 6.透光性、光泽度比PE更好; 卫生安全性:聚氯乙烯树脂本身是一种无毒聚合物,但单体氯乙烯有麻醉和致畸致癌的作用。应 严格控制材料中氯乙烯单体残留量,要求成型制 1ppm以下。 PVC 塑料中的稳定剂、增塑剂是 另外的不安全因素; 应用 1)软质 PVC(增塑剂达30-40%)不能接触食品,可 作为弹性拉伸膜,热收缩膜,透气性好,可包装生 鲜果蔬; 2)硬质 PVC(增塑剂低于5%)可直接接触食品,安 全性好,可用于矿泉水瓶、饮料瓶,及冰淇淋、果 冻等的包装; 3)改性品种:加入无毒小分子共混。 一般有三种方法,即“一看、二摸、三火 PE保鲜膜:一般黏性和透明度较差,用手揉搓以后容易打开, PVC保鲜膜:透明度和黏性较好,用手揉搓 以后不好展开,容易粘在手上。 PVC 保鲜膜问题 PVC 保鲜膜问题 三“火烧”:PE保鲜膜:火焰呈黄色,离开火源也不会熄 灭,有滴油现象,且没有刺鼻的异味; PVC保鲜膜:含有氯元素,火焰呈黄绿色,烟 雾比较大,没有滴油现象,离开火源后会熄灭, 且有强烈刺鼻的异味。 聚酰胺:PA通常称为尼龙,是分子主链 上含大量酰胺基团的线型结晶型高聚物,按 链节结构中C的原子数量分为Ny6,Ny12 等。主要为薄膜。 五、聚酰胺 PA 1)阻气性良好; 2)化学稳定性良好,耐酸、碱和盐;耐油性优良; 3)与其它塑料相比,具有很好的抗拉强度; 4)耐高、低温性优良,使用温度在-60~130,最 高可达200; 5)加工成型性较好,热封性不良(180~190); 6)不易受生物的侵害,卫生安全性较好; 7)吸水性强是其重要缺点,吸水而影响阻透强度。 应用 食品包装上主要使用PA薄膜制品,大量用于食 品包装,如鱼、肉类等。 复合材料:与PE、PVDC(聚偏二氯乙烯)或 CPP(普通薄膜)等复合,提高其防湿、热封性能。 可用于畜肉类制品的高温蒸煮包装和深度冷冻包装。 也可用于果汁、奶等食品的无菌包装。 六、聚酯(PET) 聚酯是聚对苯二甲酸和乙 二醇酯的简称,俗称涤纶。聚 酯树脂大分子主链因含有苯环 而具有较高的柔韧性,因含有 柔性醚键而又较好的柔顺性。 PET最先用于制成纤维及 各种纺织品,在食品包装中用 于制成薄膜或薄壁容器。 优良的包装特性: 1)具有优良的阻气、水、油的高阻隔性; 2)化学稳定性良好,具有良好的保香功能; 3)具有其它塑料所不及的高韧性能。抗拉强度是PE 的5~10倍,是Ny的3倍。冲击强度是其它薄膜的3~ 5倍。还具有耐磨和耐折叠性。 4)具有有优良的耐高、低温性,可在-70~120 温度下长期使用,短期使用可耐150高温; 5)光泽性好、透明性很高(透光率高达90% 以上),可阻挡紫外光; 6)由于熔点高,所以加工成型、热封较难; 7)印刷性较好; 8)卫生安全性好。 应用 1)无晶型未定向透明薄膜:抗油脂性好,包装含油、 肉类食品,还可用作食品桶、箱、盒等容器的衬袋; 2)无晶型定向拉伸收缩膜:具有高强度和良好的热 收缩性,用蓄肉收缩包装; 3)结晶型缩料膜:强度、阻隔性、透明度等提高; 4)与其他材料复合:真空涂铝、K涂PVDC制成高阻隔 性材料。高温蒸煮、冷冻食品包装; 5)清凉饮料包装。 PEN 新型聚酯包装材料聚萘二甲酸乙二醇酯 (PEN) PEN比PET更具有优异的阻隔性,特别 是阻气性、防紫外线、耐化学药品性和耐热 性比PET更好。 PEN作为一种高性能、新型包装材料, 将有一定的开发远景。 七、聚乙烯醇 PVA 由聚醋酸乙烯酯经碱性醇液醇解制得,是一 种分子极性极强且高度结晶的高分子化合物,无 毒无味。 1)阻气好,尤其是有机溶剂蒸汽和惰性气体及芳 香气体—包装含油食品和风味食品; 2)化学稳定性好,光泽度优良,透明性良好,印 刷性能良好; 3)耐高温性能良好,耐低温性差; 4)阻湿性差,是PE的5-10倍,吸水性强,易吸水 膨胀; 5)机械性能好,抗拉强度、韧性、延伸率高。 应用 1)包装含油食品和风味食品,存放期较长; 2)吸湿性强使其不能用于防潮包装; 3)复合防潮材料,充分发挥其优良的阻气性能而 广泛用于肉类食品如香肠、烤肉、切片火腿等的 包装,也可包装汤类、黄油、干酪及快餐食品包 八、聚偏二氯乙烯PVDC 聚偏二氯乙烯塑料由聚偏二氯乙烯和少量增 塑剂、稳定剂等添加剂组成,商品名为赛纶。 结晶度高,加工性差,薄膜材料要加入稳定剂 和增塑剂。 优点: 2.化学稳定性很好,不易受酸、碱和普通有机溶剂的侵蚀; 3.耐高、低温性能优良,用于需杀菌的食品和冷藏 食品的包装; 4.制成的收缩薄膜收缩率高(收缩率可达30%~ 60%),适合于香肠、熟食及肉制品的密封贴体包 5.热封性能不佳,但有良好的自粘性和熔粘性;6.透明性、光泽性良好。 1.耐高温稳定性差,且结晶率高,易使薄膜 穿孔或产生小裂纹,薄膜成型加工困难,薄 膜制品价格高; 2.热封性差,封口强度不高,可采用结扎法 封口; 3.薄膜挺度低,对包装机械适应性差; 4.由于使用稳定剂、增塑剂,有一定的安全 性问题。 缺点: 应用 PVDC膜是一种高阻隔性包装材料,其成型加 工困难,价格较高。 除单独用于食品包装外,还大量用于与其他材 料复合制成高性能的复合膜。 由于PVDC有良好的熔粘性,可做复合材料的 粘结剂,或溶于溶剂后成涂料,涂敷在其它薄膜材 料或容器的表面(K涂),可显著提高复合材料的 阻隔性能,适合长期保存的食品包装。 EVA是一种改性聚乙烯。是由乙烯(PE)和醋酸 乙烯酯(VA)共聚而得。 EVA的物理性能取决于VA的分子质量及其在共聚 物中的含量: (1)VA含量10%左右时,EVA刚性较好,适合作为 塑料的EVA,其性能接近于PE; (2)VA含量增大时,它的弹性、柔软性、透明性增 (3)VA含量大于30%左右时,EVA性似橡胶;(4)VA含量大于60%左右时,可作为热熔粘结剂; 九、乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA) 1.阻透性比LDPE差,强度比 强度比LDPE LDPE高高 2.耐老化性比PE好,增加醋酸乙酯的含量,就增强了抗紫外线作用,具有耐臭氧的能力; 3.透明性高,光泽性好,柔软,易着色,装饰效果 5.具有良好的抗霉菌生长的特性,卫生安全。包装特性 VA的含量少的EVA薄膜可作为呼吸膜包装生鲜果蔬保鲜贮藏; VA含量10%~30%的EVA可作食品的弹性裹包或收缩包装; 3.薄膜制品可直接接触食品,在复合材料中作 为内层材料用于热封,直接用来包装干酪食 4.VA含量高的EVA可作为粘结剂和涂料。EVAL是由乙烯和乙烯醇的共聚物,也可以 由EVA水解而成,是高结晶性树脂。 乙烯醇改善了乙烯的阻气性,而乙烯则改善 了乙烯醇的可加工性和吸湿性。 包装特性: 1.EVAL最突出的特点是对O2、CO2、N2气体 的高阻隔性,以及优异的保香阻异味性能, PE 含量增加阻气性下降,阻湿性提高——真空包 装、充气包装、脱氧包装; 2.EVAL有良好的耐油和耐有机溶剂性; 3.有高抗静电性、光泽度和透明度; 4.EVAL主链羟基有亲水性,吸收水分后会影响 其高阻隔性,一般EVAL与高阻湿性的聚烯类 (PE、PP)薄膜复合,更好发挥阻隔性能。 EVAL作为高性能包装新材料,主要用于 高阻隔性要求的包装上。 如真空包装、充气包装或脱氧包装,可 长期保持包装内部气体的稳定。 可用于油性食品和食用油的包装。 EVAL的加工方法灵活多样,可制成单膜、 可共挤制成多层膜及片材,也可采用涂布方 法复合。 成本较高,未能在食品包装上广泛应用。 以离子键交联的高分子聚合物。常用乙 稀和甲基丙烯酸共聚物引入Na 交联而成的产品,也称离聚体,商品为surlyn(沙 十一、离子键聚合物包装特性 1.优良的机械力学性能:抗冲击、抗刺破等; 2.耐酸、碱、油脂; 3.透明度、光泽性好; 4.耐低温性好,高温低于80 7.卫生安全;适应于形状复杂或带棱角的食品包装, 特别适用于包装油脂性食品,可用作普通 包装、热收缩包装、弹性裹包,也可用作 复合材料的热封层。 十二、环境可降解塑料 环境可降解塑料(environment degradable plastic)是指在较短时间内, 在自然条件下能够自行降解的塑料。美国材 美国材 料试验协会的定义:在特定的环境条件下, 料试验协会的定义:在特定的环境条件下, 其化学结构发生了明显的变化,并用标准的 其化学结构发生了明显的变化,并用标准的 测试方法能测定其物质性能变化的塑料。 测试方法能测定其物质性能变化的塑料。 1.化学(分子水平)上:其废弃物的化学结 构发生显著变化,最终完全降解成CO2和 H2O。 2.物性(材料水平)上:其废弃物在较短时 间内,力学性能下降,应用功能大部分或 完全丧失。 3.形态上:其废弃物在较短时间内破裂、崩 碎、粉化成对环境无害或被环境消化。 高分子材料降解的敏感性取决于自身的结构 含C-N、C-O等杂键比含单纯C-C的敏感带支链的比直链的敏感 PE的分子量低于500时,可被微生物所降解 在热塑性塑料中,能被微生物降解只有脂肪 族聚酯及其衍生物。 环境可降解塑料分类: 指光照作用下能降解的塑料。它属于较早的一 代降解塑料。 其缺点是降解时间因日照和气候变化难以预测, 因而无法控制降解时间。 如:塑料在见光30个小时后,就分解,在实际中肯 定不适合商品的流通。 一)光降解塑料应用:农用薄膜和饮料包装袋上 应用:农用薄膜和饮料包装袋上 (二)生物可降解塑料 生物降解塑料(biodegradable plastics) 是指能够被微生物分解的塑料,分解的产物为 CO2、H2O或一些低分子化合物。有完全生物降解 塑料和生物崩坏性塑料: 1.完全生物降解塑料 指能在较短时间内产生降解而丧失其原有状 态,之后又能在较短时间内进一步降解为CO2、 H2O的塑料。 3种完全生物降解塑料: (1)生物合成聚酯塑料 一种名为biopol的降解塑料,以小麦制葡萄糖 为碳源,在常规发酵罐中由细菌杆菌属富营养细 菌(Alcaligenes entrophus)发酵合成;此聚 酯塑料由生物合成,亦称为微生物分解。 以乳酸为原料制得的生物降解塑料,能与活细胞相容,可被微生物分解成CO2和H2O, 乳酸通过交酯聚合而得聚交酯。 目前市场开发的主要方向是食品和饮料包 装材料、一次性生活用品和垃圾袋,常见的有 聚乳酸和聚己内酯(PAL)。 (3)天然高分子材料 以淀粉为主要原料的可完全生物降解塑料, 淀粉含量高达60%~80%,具有无毒、相溶性 及分散性好、成本低、应用领域广泛等特点。 使用聚酯型淀粉可直接生产一次性餐具, 废弃后可进一步用作畜牧饲料。 生物崩坏性塑(biodestructibleplastic)指在较短时间内产生降解而丧 失其原有状态,之后在很长时期才能降 解成CO2和H2O的塑料。主要有两种: 高分子材料易受微生物侵蚀且其降解的敏感性依赖于他自身的结构。在热塑性塑料中,已知 能被微生物降解的只有脂肪族聚酯及其衍生物。 (2)共混型生物可破坏塑料 如将淀粉于PE或PVA等进行共混,这种塑料 虽能被微生物破坏,即掺混的淀粉等被微生物分解 而使塑料失去强度被粉碎,但其中不能被微生物分 解的塑料仍未降解,只是变成碎片或粉化而分散于 土壤环境中。 这类可分解塑料开发应用的关键在于共混淀粉 含量的多少,及其制品的性能和价格。 光降解和微生物相结合的一类塑料, 它同时具有光和微生物降解塑料的特点。 在塑料中添加吸水性物质,用完后弃于 水中即能溶解掉,主要用于医药卫生用具方 面(如医用手套),便于销毁和消毒处理。 随着现代生物技术的发展,生物降解塑 料越来越受到重视,已经成为研究开发的新 一代热点。 1.聚氨酯::多元醇和多元异氰酸酯反应制得,多元醇和多元异氰酸酯反应制得, 泡沫塑料、塑料、涂料、粘合剂等。 泡沫塑料、塑料、涂料、粘合剂等。 2.氟树脂::含氟单体聚合成的高聚物,耐高低含氟单体聚合成的高聚物,耐高低 温、耐药品,不具粘性。制作容器和薄膜。 温、耐药品,不具粘性。制作容器和薄膜。 十三、其他塑料 名称 聚乙烯 高压低 密度聚 乙烯 低压高密度 聚乙烯 线型低 密度聚 乙烯 聚丙烯 (BOPP, OPP) 聚苯乙烯 简写 PE LDPE HDPE LLDPE PP PS 特征 最轻的食品包 装用塑料 最主要缺点是脆性 阻水性 高于LDPE水蒸气透过率 与HDPE相似 差,低于PE 阻气性 氧气透过率也相似 高于LDPE高于 LDPE 好,高于PE 较好的刚硬度、脆 性大;耐冲击性能 耐低温性很好 比PE差 17变脆良好 耐高温性 优良差,为60-80 透明度 不高 较高 低于LDPE 好,高达88%-92% 名称 聚乙烯 高压低密度 聚乙烯 低压高密度 聚乙烯 线型低密 度聚乙烯 聚丙烯 (BOPP, OPP) 聚苯乙烯 印刷性能 差,须要处 低于LDPE比PE差 柔顺性 低于LDPE高于 HDPE 加工性 低于LDPE较好 高于PE好,无毒、 无味 适应食品的冷冻处理 主要制成膜, 用于包装要 求较低的食 品,防潮要 求的干燥食 品;生鲜果 蔬的保鲜包 装;冷冻食 品的包装 与LDPE相 比,相同强 省原材料,作为复合膜 于高温杀菌食品的包装 主要制成 膜,用于 包装肉类、 冷冻食品、 和奶制品, 阻气性差, 不能满足 长时间的 保持要求。 薄膜经定向 拉伸处理比 CPP好,包 装含油食品, 可代替玻璃 纸包装点心、 面包,可用 作糖果、点 心的扭结包 装制成各种 形式绳、带 制成透明 的食品盒、 水果盘, 色泽艳丽 发泡EPS 可用作保 温及缓冲 包装材料, 如:快餐 软塑料材料:指单种塑料薄膜或塑料与塑料的复合薄膜,或以塑料为主体,包 含纸或铝箔等其他可扰性材料的复合材料 薄膜。软塑料包装材料是食品包装材料的 重要组成部分。 1.在产品的结构上,还从干式复合为主,挤出和共 挤复合还较少; 2.部分软包装产品的生产技术落后,质量还达不到 要求,如高温蒸煮袋,气相防锈热收缩薄膜等; 3.软包装的标准的方面还不充足; 4.在合成树脂方面,我国还要部分进口且很多品种 还要进口,如:尼龙6树脂PVDC等; 5.部分生产基材薄膜的设备还不能国产,要进口。 平挤拉伸成型流延法成型 压延法成型 熔融挤出成型 (一)熔融挤出成型 熔融挤出成型是应用 最广泛的一种单层薄膜成 型方法。主要设备为螺旋 杆挤出机。 1.挤出吹塑成型 压缩空气从芯棒中空 孔道吹入,使管状坯料吹 胀成筒状薄膜,冷却后卷 收记得筒膜成品。(图6-1) 2.T型膜法成型——平膜 因挤出膜口流道连接成T字形而得名。在成型 时,从T型膜口挤出的薄膜状树脂直接流绕到在表 面镀铬内芯冷却的金属转鼓上,经急冷定型,切边 后卷取。此法适用于结晶性树脂且要求较薄的薄膜 成型,如PE、PP、软质PVC、PVDC等薄膜制造。 与挤压吹塑成型相比,薄膜具有强度高、光泽性好、 透明度高等特点。 (二)平挤拉伸成型 如图6-2所示为平挤拉伸成型工艺过程原理 (三)流延法成型 先将树脂溶于有机溶剂,制成含量为10%~35% 的溶液,并将其过滤、消泡,然后送入流延机,通 过流延嘴使溶液流延到滚筒或移动的钢带上蒸发干 燥成一定厚度的薄膜。 使热塑性塑料颗粒通过挤出机加热塑化挤 出预成型薄膜,然后经过几个内部加热而相邻 逆转的辊筒间隙,连续压延制成成型薄膜,薄 膜厚度取决于最后一组辊筒的间隙,此法常用 于PVC膜生产。 (一)普通塑料膜 指采用吹塑成型、T型模法 成型、溶液流涎发成型及压涎法 成型未经拉伸处理的一类薄膜。 阻湿性能好:PVDC、PE、 OPP; 气体阻隔性好:PVA、PA、 PVDC、EVAL; 耐高温:CPP、PA、PET、 PVDC; 三、常用食品包装塑料薄膜 1.定义:将普通塑料薄膜在其玻璃化至熔点 的某一温度条件下拉伸到原长度的几倍,然 后在张紧状态下,在高于其拉伸温度而低于 熔点的温度区间内某温度保持几秒进行热处 理定型,,最后急速冷却至室温,,可制得定向 拉伸薄膜。 优点:拉伸强度、阻隔性能、透明强度较高 缺点:延伸率低、热封性变差、独立使用不易 封口使用时一般与PE等具有良好的热封性的薄 膜复合; 定向延伸薄膜的性能与塑料的品种、分子 量大小、结晶度、热处理温度和时间等因素有 关,其中拉伸方向程度最重要。 1)单向拉伸的薄膜拉伸方向上强度增加,而未经 拉伸方向强度降低、易破裂。 2)拉伸程度可以影响机械力学性能、阻透性能、 和耐热耐寒性能。 产品: 单向拉伸膜:OPP OPS OPET OPVC等; 双向拉伸膜:BOPP BOPE BOPS等; 1.定义:未经热处理定型的拉伸薄膜称热收缩薄膜。收 缩性是热收缩薄膜的一个重要性能。由于塑料品种、拉 伸条件和拉伸后定向分子的结晶化等因素影响,拉伸塑 料膜有不同的收缩能力。有的收缩率可达30%--60%。 正因为这类薄膜没有经过热处理,使得膜可沿拉伸 方向收缩还原。 优点:良好的保护性,商品展示性,经济实用性 2.产品:PVC、PE、PP、PVDC 弹性(拉伸)薄膜(elastic film)的定义:是 具有特殊性能的薄膜,具有较大的延伸率而又有足 够的强度,有良好的拉伸弹性和弹性张力。 1.拉伸薄膜的性能指标 (1)自粘性:指薄膜之间接触后的粘附性; (2)韧性: 是薄膜抗戳穿和抗撕裂的综合性质; (3)许用拉力:保持包装所能施加的最大拉伸; (4)应力滞留:指在拉伸裹包过程中,对薄膜施加 的张力能保持的程度 食品包装上有PVC、EVA、LLDPE,其中EVA和LLDPE膜弹性好,是理想品种。 常用拉伸薄膜的性能

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