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文檔簡介

1、塑料包裝材料及容器第2節1 質輕,力學性能好; 具有良好的阻透性。 包裝制品的成形加工性能良好。 裝飾性能好。 化學穩定性較好,衛生、安全。塑料用于食品包裝表現出的優越特性2塑料用于食品包裝存在的缺點是易帶靜電; 某些包裝材料存在衛生安全問題; 塑料包裝廢棄物對環境造成嚴重影響。3一、塑料的組成和分類(一)塑料的組成主要是各種高分子聚合樹脂,以及少量的添加劑。塑料中聚合物樹脂約占40100,樹脂的種類、性質以及在塑料中所占比例的大小對塑料性能起著主導作用。 1、聚合物樹脂4 2、塑料常用添加劑增塑劑這是一類提高樹脂可塑性和柔軟性的添加劑,通常是一些有機低分子物質。 穩定劑它的功用是防止或延緩高

2、分子材料的老化變質;主要有三類:抗氧劑、光穩定劑、熱穩定劑。 填充劑 它的功用是彌補樹脂某些性能不足,改善塑料的使用性能 。5著色劑 其他添加劑 根據其功能和使用要求,在塑料中還可加入潤滑劑、固化劑、發泡劑、抗靜電劑和阻燃劑等。 用于改變塑料等合成材料固有的顏色 ,有無機顏料、有機顏料和其他染料。6(二)塑料的分類1、熱塑性塑料主要以加成聚合樹脂為基料,加入適量添加劑制成。在特定溫度范圍內能反復受熱軟化流動和冷卻硬化成型,其樹脂化學組成及基本性能不發生變化。加熱、冷卻可重復多次。 特性優點成型加工簡單,包裝性能良好,可反復成型,廢料可回收利用。7缺 點剛硬度低,耐熱性不高。常用品種聚乙烯(PE

3、)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯醇(PVA)、聚酰胺(PA)、聚碳酸酯(PC)、聚偏二氯乙烯(PVDC)等類塑料。 82、熱固性塑料主要以縮聚樹脂為基料,加入填充劑、固化劑及其他適量添加劑而制成。特性在一定溫度下經一定時間固化后再次受熱,只能分解,不能軟化,因此不能反復塑制成型。優點耐熱性高,剛硬、不溶。9氨基塑料(UF)、酚醛塑料(PF)等。缺點較脆且不能反復成型,成型加工效率低,廢棄物不能回收再利用。常用品種10透光度T(%):材料抵抗光線穿透的性能指標,T值越小,材料的蔽光性能越好;透氣度Qg(cm3/(m224h)) 一定厚度的材料在一個大氣壓差下1m2面積24小時內透過

4、的氣體量(在標準狀況下),Qg值越小,表示其阻氣性能越好;二、塑料的主要包裝性能指標 1、阻透性11透濕度Qv(g/m224h): 一定厚度的材料在一個大氣壓差下1m2面積24小時內透過的水蒸氣克數,Qv值越小表示其阻濕性能越好;透水度Qw(g/m224h): 塑料透水性是因水分子向材料陷入、遷移擴散最后溢出所致,也因材料內部結構缺陷形成的微孔道而直接滲透,Qw值越小表示其阻水性越好。1213 2、機械學性能剛性:指材料具有抵抗外力作用而不發生彈性變形的性能,用彈性模數E表示;抗拉、壓、彎強度:指材料在拉、壓、彎力緩慢作用下不破壞時,單位受力截面上所能承受的最大力;14爆破強度:使塑料薄膜袋破

5、裂所施加的最小內壓應力,表示受內壓應力作用的容器材料抵抗內壓的能力,常常用來測定塑料包裝封口的封合強度,也可由材料的抗張強度來表示;15沖擊強度:材料抵抗沖擊力作用而不破壞的性能指標,用單位受力截面上所承受的最大沖擊能量(J/cm2)來表示;撕裂強度:材料抵抗外力作用使材料沿缺口連續撕裂破壞的性能,它指一定厚度材料在外力作用下沿缺口撕裂單位長度所需的力(N/cm);戳穿強度:材料被尖銳物刺破所需用的最小的力(N)。 2、機械學性能164、安全衛生性耐高低溫性;耐化學性;耐老化性。 3、穩定性 無毒性、耐腐蝕性、防有害物質滲透性和防生物侵入性等。175、加工工藝性及主要性能指標(1)包裝制品成型

6、加工性能指標塑料包裝制品大多數是塑料加熱到粘流狀態后在一定壓力下成型的。 表示其成型工藝性好壞的主要指標有:熔融指數(MI) 成型壓力(MPa) 成型溫度及溫度范圍(溫度低、范圍寬則成型容易)塑料熱成型時的流動性、成型收縮率18機械力學性能,包括強度和剛度;熱封性能,包括熱封溫度、壓力、時間及熱封強度等。包括油墨顏料與塑料的相容性,印刷精度、清晰度、印刷層耐磨性等。(2)包裝操作加工性能指標(3)印刷適應性19三、食品包裝常用塑料 (一)聚乙烯(PE) (二)聚丙烯(PP) (三)聚苯乙烯(PS) (四)聚氯乙烯 (PVC) (五)聚偏二氯乙烯(PVDC) (六)聚酰胺(PA) (七)聚乙烯醇

7、(PVA) (八)聚酯(PET) (九)聚碳酸酯 (PC) (十)乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA) (十一)乙烯和乙烯醇共聚物(EVOH) (十二)環境可降解塑料20(一) 聚乙烯 (PE)由乙烯單體經加成聚合而成的高分子化合物,為無臭、無毒,乳白色的蠟狀固體。其分子結構式為:大分子為線型結構,簡單規整且無極性,柔順性好,易于結晶。密度0.91-0.97。211、聚乙烯的主要包裝特性(1)阻透性 阻濕性能好,其透濕系數在常用包裝塑料中最低,但具一定透氣性,O2、CO2等透過率較大。(2)化學穩定性 化學穩定性良好,常溫下與一般酸、堿不起作用,在有機溶劑中不溶解,但可能溶脹,耐油性差。(3)力學性

8、能 有一定的抗拉強度和撕裂強度,柔韌性好,適應高速自動化操作。 22(4)耐高低溫性 耐低溫性能好(-70),能適應食品冷藏冷凍需要,但因其熔點低,耐高溫性能差,不能隨食品進行高溫蒸煮。(5)衛生安全性 單體乙烯本身有低毒,但在塑料制品中殘留量極微,加入的添加劑量也很少。一般認為,聚乙烯塑料是一種無毒、安全衛生的包裝材料。(6)封合性及光學性 具有特別優良的熱粘合或熱封合性能,故其薄膜常用作復合材料的熱封內層,但光澤度差、透明度不高。 23(7)成形加工性 成型加工方便,不需添加增塑劑即能適應擠出、注塑、吹塑等各種成型方法,操作簡便。(8)印刷性能較差 包裝上如要改善其印刷性,常采用電暈處理或

9、化學表面處理,使其表面帶有極性而增加吸附油墨的能力。 242、聚乙烯的主要品種、性能特點及應用(1)低密度聚乙烯(LDPE)結構:又稱高壓聚乙烯。在高壓和較高物濃度條件下聚合的聚乙烯。分子出現支鏈,支鏈分子大,難以有序排列,所以結晶度較低,密度相應較低。一般為0.91-0.94g/cm3,因此它的阻氣阻油性能差、機械強度低但延伸性、抗撕裂性好、透明度高,熱封性和加工性能好。用途:在包裝上主要制成薄膜,大量用于各類包裝。經拉伸處理后可用于熱收縮包裝。25(2)高密度聚乙烯(HDPE)結構:又稱低壓聚乙烯。采用低壓催化聚合方法聚合的聚乙烯。大分子呈直鏈線型結構,分子結合緊密,結晶度高達8595,密

10、度較高。性能:阻氣性、強度提高;熔點升高,耐熱性改善,長期使用溫度可達120;柔軟性、透明性,熱成型加工性能相應有所下降。用途:主要制成薄膜,用于較重商品的包裝或制成超微薄膜。HDPE也可制成瓶、罐容器。26結構:由乙烯與烯烴在低壓下共聚而成。大分子的支鏈長度和數量均介于LDPE和HDPE之間性能:具有優于LDPE的強度,抗拉強度提高50;抗穿刺性能優良;柔韌性比HDPE好;比LDPE耐熱,連續耐熱105;加工性能也較好,可不加增塑劑吹塑成型;用途:LLDPE主要制成薄膜。用于包裝肉類、冷凍食品和奶制品。 (3)線性低密度聚乙烯(LLDPE)27(二) 聚丙烯 (PP)以丙烯為單體加聚合成的高

11、分子化合物。分子結構式為: 大分子為線型結構,側基-CH3無極性,但在主鏈上的有規則或無規則的分布將影響分子的結晶性,密度為0.890.91gcm3。28有三種體:CPP 普通薄膜 OPP 單向拉伸聚丙烯 BOPP 雙向拉伸聚丙烯29(1)阻透性能 優于PE,阻氣性能仍較差。 (2)化學穩定性 良好,在一定溫度范圍內對酸、堿、鹽及許多溶劑具穩定性。(3)機械力學性能 好,強度、硬度、剛性多高于PE,尤其具有良好的抗彎強度。(4)光學性能 光澤度好,透明度高,但抗紫外光和氧的老化性能較差,需添加穩定劑。1、聚丙烯的包裝特性30(5)成型加工性能 良好,但制品收縮率較大。熱封性能比PE差,但比其他

12、塑料好。(6)耐溫度性 耐高溫性優良。可在100120范圍內長期使用,無負荷時可在150使用。耐低溫性比PE差,-17時性能變脆。(7)衛生安全性高于PE。312、聚丙烯的應用聚丙烯主要制成薄膜材料包裝食品。 PP:可制成熱收縮膜進行熱收縮包裝; 可制成透明的其他包裝容器或制品; 可制成各種形式的捆扎繩、帶。薄膜經定向拉伸處理(BOPP、OPP)后的各種性能都有所提高。包括強度、透明度、光澤效果、阻隔性。32BOPP:強度是PE的8倍,吸油率為PE的1/5,適宜包裝含油食品;阻濕耐水性比玻璃紙好;透明度、光澤性及耐撕裂性不低于玻璃紙;印刷裝潢效果不如玻璃紙,但成本可低40左右。33(三) 聚苯

13、乙烯 (PS)聚苯乙烯由苯乙烯單體加聚合成。分子結構式:因大分子主鏈上帶有苯環側基,大分子結構不規整、故不易結晶。芳香環側基,弱極性,故柔順性很低。34(1)阻隔性 阻濕、阻氣性能差,阻濕性能低于PE。阻氣性介于LDPE和PP之間。(2)化學穩定性 耐一般酸、堿、鹽、有機酸、低級醇,其水溶液性能良好,但易受到有機溶劑如烴類、酯類等的侵蝕軟化甚至溶解;(3)機械力學性能 具有較高的剛性,但脆性大,耐沖擊性能很差。1、聚苯乙烯的性能35(4)耐溫度性 耐熱性差,連續使用溫度為60-80,耐低溫性良好;(5)光學性能 透明度好,高達88-92,有良好的光澤性;(6)成型加工性能 易著色、表面印刷和涂

14、鍍金屬層加工性能好。熱封合性差36(7)衛生安全性 無毒、無味,不易長霉,衛生安全性好,但PS樹脂中殘留單體苯乙烯及其他一些揮發性物質有低毒性,對人體最大無害量為133mgkg。此外,PS易成型加工,具良好的著色性,表面印刷性等,制品裝飾效果很好。聚苯乙烯的性能372、聚苯乙烯的應用(1)主要制成透明食品盒、水果盤、小餐具等。(2)PS薄膜和片材料經拉伸處理后,可制成收縮薄膜及熱成型容器。(3)發泡聚苯乙烯(EPS)可用作保溫、防潮、隔音及緩沖包裝材料。(4)低溫儲存食品 。(5)包裝果蔬等具有呼吸作用的生鮮食品。383、PS的改性品種PS最主要的缺點是脆性,其改性多集中于增加韌性和提高沖擊強

15、度。品種: ABS:由丙烯腈(A:25%30)、丁二烯(B:25%30)和苯乙烯(S:40%50)共聚而成。特性: 堅韌、質硬、剛性、耐熱、但不透明。 對某些酸、堿、油、脂肪和食品有良好的耐 性,在食品工程上常用于制作管材。39 K-樹脂:由丁二烯和苯乙烯共聚而成。特性: 高透明和耐沖擊性,無毒衛生,可與食品直接接觸。 用于制造各種包裝容器,如盒、杯、罐等; MBS:甲基丙烯酸酯; HIPS:高沖聚苯乙烯 PS的改性品種40(四) 聚氯乙烯 (PVC)聚氯乙烯是由氯乙烯單體加聚合成的高分子化合物。PVC樹脂的分子式為:大分子中-C-Cl-鍵有較強極性,大分子間結合力強,柔順性差,且不易結晶。根

16、據增塑劑的用量不同可獲得不同品種的PVC塑料: 硬質PVC:不超過5 半硬質PVC:5%-20 軟質PVC:30%-40 411、聚氯乙烯的包裝性能(1)阻隔性阻氣、阻油性優于PE塑料,阻濕性比PE差。硬質PVC的阻氣性優于軟質PVC;(2)化學穩定性在常溫下可耐受任何濃度的鹽酸、90%以下的硫酸、5060的硝酸、70以上的氫氧化鈉的作用。(3)機械力學硬質PVC有很好的抗拉強度和剛性。軟質PVC相對較差,但柔韌性和抗撕裂強度較PE高;421、聚氯乙烯的包裝特性(4)耐溫度性耐高低溫性差,一般使用溫度為1555,有低溫脆性。硬質PVC比軟質PVC的耐高溫性稍好,但耐低溫性較差。(5)光學性能透

17、明度、光澤性比PE優良。(6)成型加工性能加工性能差。加入增塑劑和穩定劑可改善。著色性、印刷性和熱封性較好。43單體含量:單體氯乙烯有麻醉和致畸致癌作用,對人體的安全限量為lmgkg體重。用于食品包裝的PVC樹脂中單體殘留量3mg/kg,包裝制品lmg/kg。穩定劑:用于食品包裝的PVC包裝材料不允許加入鉛鹽、鎘鹽、鋇鹽等較強毒性的穩定劑。各國允許用于食品包裝用塑料的穩定劑有鈣、鋅、鋰的脂肪酸鹽類。增塑劑:用作食品包裝的PVC應使用鄰苯二甲酸二辛酯、二癸酯等低毒品種作增塑劑,使用劑量也應在安全范圍內。(7)衛生安全性442、聚氯乙烯的應用(1)軟質PVC增塑劑含量大,衛生安全性差。 一般不用于

18、直接接觸食品的包裝。常用于生鮮果蔬的包裝。 (2)硬質PVC中不含或含微量增塑劑,安全性好。 可用于直接接觸食品包裝。 (3)其薄膜制品可用作食品的收縮包裝。(4)薄片熱成型容器用于冰淇淋、果凍等的熱成型包裝。45(五) 聚偏二氯乙烯 (PVDC)PVDC塑料是由偏二氯乙烯單體加聚合成的高分子化合物。分子結構式為:大分子有極性,分子結合力強,大分子結構對稱,規整,故結晶性高,加工性較差。由于PVDC其軟化溫度高,接近其分解溫度,制成薄膜材料時一般需加入穩定劑和增塑劑。461、聚氯乙烯的包裝特性(1)阻隔性具有對氣體、水蒸氣、油及異味極好的阻隔性,且受環境溫度的影響較小。 (2) 化學穩定性不易

19、受酸、堿和普通有機溶劑的侵蝕;(3)機械力學性能有很好的抗拉強度,柔韌性,但挺度低。(4)耐溫度性耐高低溫性良好,適用于高溫殺菌和低溫冷藏;47(5)光學性能透明性、光澤性良好。(6)成型加工性能其成型加工困難,價格較高。膜封口強度低,一般需采用高頻或脈沖熱封合,也可采用鋁絲結扎封口。(7)衛生安全性同PVC。 聚氯乙烯的包裝特性48PVDC膜是一種高阻隔性包裝材料,適于長期保存食品。(1)制成收縮薄膜后,適用于畜肉制品的灌腸包裝,一般采用鋁絲結扎封口。(2)大量用于制成高性能復合包裝材料。(3)可作復合材料的粘合劑。(4)溶于溶劑成涂料,涂覆在其他薄膜材料或容器表面(稱K涂),可顯著提高阻隔

20、性能。2、聚氯乙烯的應用49(六) 聚酰胺(PA)聚酰胺通稱尼龍Ny,是分子主鏈上含大量酰胺基團結構的線型結晶型高聚物。PA樹脂可由內酰胺自聚而成,如己內酰胺自聚形成Ny6 PA樹脂可由二元胺與二元酸通過縮聚反應而形成,如己二胺和己二酸縮聚形成Ny66。 PA樹脂大分子為極性分子,分子間結合力強,大分子易結晶。50 阻氣性良好;但吸水性強,阻濕性能差。 化學穩定性良好。 與其他塑料相比具有很好的抗拉強度,抗沖擊強度也比一般塑料顯著提高。 高低溫性能優良,正常使用溫度范圍為60130,最高可高達200。 衛生安全性較好,不易受生物的侵蝕。 成型加工性較好,但熱封性能較差。 1、聚酰胺的包裝特性5

21、12、聚酰胺的應用PA薄膜制品大量用于食品包裝。為提高其包裝性能,可使用拉伸PA薄膜與PE、PVDC膜等復合,以克服其親水、吸水的缺點,從而擴大使用范圍。 一般用于畜肉類制品的高溫蒸煮包裝和深度冷凍包裝。52(七)聚乙烯醇(PVA) PVA是由醋酸乙烯酯聚合成聚醋酸乙烯酯,經堿性醇液醇解而得。分子結構式為:是一種分子極性較強且有高度結晶的高分子化合物。其性能取決于聚合度和醇解度。531、聚乙烯醇的包裝特性(1)阻隔性 PVA具有優良的阻氣性,但阻濕性差。 (2) 化學穩定性 不受醇、酮、酯、油等普通溶劑及臭氧的侵蝕,在濃酸中分解。(3)機械力學性能 抗拉強度、韌性、延伸率均較高,但因吸濕量和增

22、塑劑用量的增加而使強度降低;54(4)耐溫度性 耐高溫性較好,耐低溫性較差。(5)光學性能 透明度、光澤性及印刷性都很好;(6)成型加工性能 熱封合性差。55PVA薄膜可直接用于包裝含油食品和風味食品,存放期長。廣泛應用于肉類制品。如香腸、烤肉、切片火腿等包裝,也可用于黃油、干酪及快餐食品包裝。2、聚乙烯醇的應用56(八) 聚酯(PET)聚酯是聚對苯二甲酸和乙二酯的簡稱,俗稱滌綸。其分子結構式為:大分子主鏈因含有苯環而具有高強韌性。因有柔性醚鍵(-O-)而仍有較好的柔順性;大分子具強極性,因苯環存在,使大分子可能為結晶,也可能為無定型結構。571、聚酯(PET)的包裝特性(1)阻隔性具有優良的

23、阻氣、阻濕、阻油及阻異味等高阻隔性。并可阻擋紫外線;(2)化學穩定性耐稀酸、堿及普通溶劑,對濃酸堿不穩定。(3)機械力學性能高強度韌性,抗拉強度是PE的510倍,是PA的3倍。抗沖強度也很高,還具有良好的耐磨和耐折疊性;58(4)耐溫度性具有優良的耐高低溫性能,可在-70120溫度下長期使用,短期使用可耐150高溫。(5)光學性能光亮透明,印刷性能較好;(6)成型加工性能由于熔點高,故成型加工、熱封較困難。(7)衛生安全性衛生安全性好,溶出物總量很小;1、聚酯(PET)的包裝特性592、聚酯(PET)的應用PET制作薄膜用于食品包裝主要有四種形式:(1)無晶型未定向透明薄膜,可用來包裝含油及肉

24、類制品,還可作食品桶、箱、盒等容器的襯袋。(2)無晶型定向拉伸膜,可用作畜肉食品的收縮包裝。(3)結晶型塑料薄膜,可大量用于食品包裝。(4)與其他材料復合,用于保質期較長的高溫蒸煮殺菌食品包裝和冷凍食品包裝。(5) 清涼飲料大都使用PET瓶包裝。60(九)聚碳酸酯 (PC)聚碳酸酯也是一種聚酯。其分子結構為:有很好的透明性和機械力學性能,尤其是低溫抗沖擊性能。PC可注塑成型為盆、盒。吹塑成型為瓶、罐等各種韌性高、透明性好、耐熱又耐寒的產品。61 包裝食品時因其透明可制成“透明”罐頭,可耐120高溫殺菌處理。 缺點;由于剛性大所以耐應力、開裂性較差。 如用PE、PP、PET、ABS和PA等與之共

25、混成塑料合金可改善其應力、開裂性,但失去光學透明性。 聚碳酸酯 (PC)62(十)乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)EVA是一種改性聚乙烯。由乙烯和醋酸乙烯酯(VA)共聚而得。其分子結構:63根據二組分的摩爾比不同,分為塑料用和粘合劑用兩大類。1.VA含量在1020時,能部分結晶而用于塑料;2.VA含量10左右時,EVA剛性較好,成型加工性、耐沖擊性比PE還好些;3.當VA含量增大時,它的彈性、柔軟性、透明性增大。4.VA大于30時的EVA性質似橡膠;5.VA含量大于60時便成為熱熔粘結劑。(十)乙烯一醋酸乙烯共聚物(EVA)641、 EVA的包裝特性(1)阻隔性EVA阻隔性比LDPE差,且隨密度

26、降低透氣性增加;增加VA含量能更好抗紫外線。(2) 化學穩定性抗老化性能比PE好,耐臭氧作用比橡膠高;(3)機械力學性能強度比LDPE高(4)光學性能透明度高,光澤性好,易著色,裝飾效果好;65(5)成型加工性能成型加工溫度比PE低2030,加工性好,可熱封也可粘合;(6)衛生安全性具有良好抗霉菌生長的特性,衛生安全。662、 EVA的應用(1)VA含量少的EVA薄膜可作呼吸膜包裝生鮮果蔬,也可直接于其他食品的包裝;(2)VA含量1030的EVA薄膜可用作食品的彈性裹包或收縮包裝。(3)因其熱封溫度低、封合強度高、透明性好而常作復合膜的內封層。 EVA擠出涂布在BOPP、PET和玻璃紙上,可直

27、接用來包裝干酪等食品。(4)VA含量高的EVA可用作粘結劑和涂料。 67(十一)乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)在日本用EVAL表示。分子結構為:乙烯醇改善了乙烯的阻氣性,而乙烯則改善了乙烯醇的可加工性和阻濕性,故EVOH具有聚乙烯的易加工成型性和優良的阻濕性,又具有聚乙烯醇的極好阻氣性。681.特點: EVOH樹脂是高度結晶型樹脂,EVOH最突出的優點是對O2、CO2、N2有高阻隔性,及優異的保香阻異味性能。主鏈上有羥基存在而具親水性,吸收水分后會影響其高阻隔性。2.具有良好的耐油和耐有機溶劑性,且有高抗靜電性,薄膜有高的光澤度和透明度。3.可制成單膜,可共擠制成多層膜及片材,也可采用涂布方法

28、復合。乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)69(十二)環境可降解塑料 關于環境可降解塑料的含義可歸納為三個方面:化學上(分子水平)其廢棄物的化學結構發生顯著變化,最終完全降解成二氧化碳和水;物性上(材料水平)其廢棄物在較短時間內,機械力學性能下降,應用功能大部分或完全喪失;形態上其廢棄物在較短時間內破裂、崩碎、粉化成為對環境無害或易被環境消化物質。701、生物可降解塑料生物可降解塑料指能夠被微生物分解的塑料,分解的產物為CO2 、H2O或一些低分子化合物。現在已取得成果的有幾種: (1)生物合成聚酯塑料 (2)聚交酯 (3)天然高分子材料 (4)合成生物可降解塑料 (5)共混型生物可破壞塑料71 (

29、1)生物合成聚酯塑料由聚3-羥基丁酸酯(PHB)或其共聚物組成的塑料。由細菌堿桿菌屬富營養細菌(甲烷單胞菌)在常規發酵罐中,以小麥制成葡萄糖為碳源經發酵作用合成,此聚酯塑料由生物合成,亦能為微生物所分解。72 (2)聚交酯 以乳酸為原料制得的生物降解塑料。能與活細胞相溶,可被微生物分解成水和二氧化碳,其降解速度可通過共聚的方法來調節和控制。乳酸主要是通過微生物發酵法生產而得,通過交酯聚合而得聚交酯。73 (3)天然高分子材料以淀粉、纖維素、蛋白質、多糖等天然高分子材料為原料,經適當改性后制成能被生物降解塑料。以淀粉為主要原料的可完全生物降解的材料,淀粉含量高達6080,具有無毒,相溶性及分散性

30、好,成本低,應用領域廣泛的優點。 74 (4)合成生物可降解塑料高分子材料降解的敏感性依賴于它自身的結構。含C-N、C-O等雜鍵的高分子比含單純C-C的敏感,帶支鏈的比直鏈敏感。從分子量看,PE的分子量低于500時,與低分子石蠟一樣能為微生物所降解。 75 (5)共混型生物可破壞塑料如將淀粉和PE或PVA等進行共混。這種塑料雖能被微生物破壞,即滲混的淀粉等被微生物分解而使塑料失去強度被粉碎,但其中不能被微生物分解的塑料仍未降解,只是變成碎片或粉化而分散于土壤環境中。 762、光降解塑料 光降解塑料指光照作用下能降解的塑料。制造途徑有:合成光降解樹脂,使用添加劑。 合成光降解樹脂:乙烯和CO共聚

31、物。物理性能和熱穩定性與PE相似,但能被光降解,其降解速度與CO組成含量有關。 乙烯酮類單體和乙烯或苯乙烯、甲基丙烯甲酯、氯乙烯等單體共聚而制得,光降解性則決定于共聚物中羰基的含量。77添加光敏劑促進光降解塑料:較多的是采用芳香酮光敏劑,如二苯甲酮等作光敏劑;金屬配合物光降解的光敏劑,如鐵配合物按一定比例加到聚乙烯中 78四、軟塑包裝材料軟塑包裝材料是塑料包裝材料的主體,也是食品包裝材料的重要組成部分,可分為兩大類:單種塑料薄膜:包括普通薄膜、拉伸薄膜、熱收縮薄膜及彈性薄膜;復合薄膜:包括塑料與塑料、紙類、鋁箔等的二層或多層組合的復合薄膜。目前大多數國家對塑料薄膜和片(板)材的區分是以厚度為標

32、準: 0.25mm者為片(板)材。79(一) 塑料薄膜的成型加工熔融擠出成型是應用最廣的一種單層薄膜成型方法。主要設備為螺桿擠出機。根據模具結構的不同,熔融擠出法可分為: 環形模法: 制得的薄膜為圓筒膜,稱為吹塑薄膜。 窄縫式T型模法: 制得的薄膜為平膜,稱為注塑薄膜。1、熔融擠出成型80(1)擠出吹塑成型-筒膜用于PE、PVC等薄膜的制造,與其他薄膜成型法相比:優點:1)設備緊湊投資較少。 2)易控制薄膜溫度,邊緣整齊不用修邊。 3)在吹塑成型過程中,薄膜縱橫兩向都有 一定程度的拉伸定向,可提高透明度和 光澤性。缺點:1)由于冷卻速度較慢而影響薄膜的透明度。 2)薄膜厚度偏差也較大。 811

33、 擠出機2 芯棒3 泡狀薄膜4 導向板5 牽引輥6 卷曲輥7 折疊導板8 冷卻環9 冷卻空氣入口10 模頭11 壓縮空氣入口典型積壓吹塑薄膜工作示意圖 82(2)T型模法成型平膜 此法適用于結晶型樹脂且要求較薄的薄膜成型。如PE、PP、軟質PVC、PVDC等薄膜制造。與擠出吹塑成型相比:薄膜具有強度高、光澤性好、透明度高,表面可以多彩印刷,但設備投資大。832、平擠拉伸成型平擠拉伸成型的薄膜經冷卻輥碾壓,其厚度偏差較小。包裝性能因拉伸定向而得到改善,且生產效率高。843、流涎法成型(1)先將樹脂溶于有機溶劑(PVA則以水作溶劑),制成濃度為1035的溶液,(2)將其過濾、消泡,然后送入流涎機,

34、(3)通過流涎嘴使溶液流涎到滾筒或移動的鋼帶上蒸發干燥成一定厚度的薄膜。薄膜的厚度取決于聚合物樹脂溶液濃度、流涎量及流涎機速度。85(1)使熱塑性塑料顆粒通過擠出機加熱塑化擠出預成型薄膜。(2)然后經過幾個內部加熱而相鄰逆轉的輥筒間隙,連續壓延制成成型薄膜。薄膜厚度取決于最后一組輥筒的筒隙,此法常用于PVC膜生產。 4、壓延法成型86(二)常用食品包裝塑料薄膜1.普通塑料膜2.定向拉伸塑料薄膜3.熱收縮薄膜 4.彈性(拉伸)薄膜5.高阻隔性薄膜871、普通塑料膜普通塑料膜是指采用擠出吹塑成型、T型模法成型、流涎法成型及壓延法成型的未經拉伸處理的一類薄膜,包裝性能主要取決于樹脂品種。在單一薄膜中

35、: 阻濕性能好的薄膜有PVDC、拉伸PP和PE; 阻氣性優良的有PVA、PA、PVDC、EVA; 耐高溫性較好的有CPP、PA、PET、PVDC,適用于高溫殺菌食品的包裝。882、定向拉伸塑料薄膜將普通塑料薄膜在其玻璃化溫度至熔點的某一溫度條件下拉伸到原長度的幾倍,然后在張緊狀態下,在某溫度保持幾秒進行熱處理定型,最后急速冷卻至室溫,可制得定向拉伸薄膜。經過定向拉伸的薄膜,其抗拉強度、阻隔性能、透明度等都有很大的提高。 單向拉伸膜有:0PP、0PS、0PET、OPVDC等雙向拉伸膜有: BOPP、BOPE、BOPS、BOPA等893、熱收縮薄膜未經熱處理定型的定向拉伸薄膜稱熱收縮薄膜。收縮薄膜

36、的厚度:重量輕、體積小的物品收縮膜厚度為:80100m;大托盤收縮包裝膜厚為:500m。90收縮膜收縮率的大小:工業品的收縮率一般1580之間許多場合只需1530;形狀奇特的物品需收縮率為50或更大;對絕大多數物品縱橫向收縮率平衡為好。 目前使用較多的收縮薄膜是PVC、PE、PP,其次有PVDC、PET、EVA等。 9192幾種收縮膜的性能934、彈性(拉伸)薄膜彈性薄膜應具有良好的拉伸彈性和彈性張力。包裝過程也稱“拉伸繞包”:利用包裝機回繞物品將薄膜拉伸,并通過彈性使之纏繞物品而定位的一種方法,其接頭可自粘也可用膠帶粘結。主要用于托盤、瓶、罐、管束狀物品的彈性包裝。與收縮包裝相比具有包裝方法

37、簡單、適用范圍廣、用料少、成本低等優點。目前彈性薄膜主要有EVA、PVC、LDPE、LLDPE,其中EVA和LLDPE薄膜彈性好,自粘性好,是理想的品種。94955、高阻隔性薄膜國際上指厚度在25.4m以下的薄膜在22.8(73F)條件下的透氣度為10mL(645cm224h0.1MPa)以下。 EVOH(日本EVAL)、PVDC、聚丙烯腈可稱為高阻隔性材料但實際上PA和PET通常稱為高阻隔性材料96五種透明阻隔性材料的透氧性97(1)EVOH(日本稱EVAL) EVAL最為突出的性能是有極好的阻氣性。具有高的機械強度及耐磨、耐氣候性。具有好的光澤和透明度高度耐油、耐有機溶劑的能力。高阻性材料

38、中熱穩定性最好的一種。一般用復合膜的中間層。 9899(2) 涂硅膜涂硅膜是超高阻隔性、透明的蒸鍍Si02或SiO的薄膜材料。適合涂硅的基材有PET、OPP、BOPA等。涂層厚度為410m。蒸涂Si02膜呈無色透明狀。蒸涂SiO的膜略帶黃色而透明。光和微波可通過;100優點:涂硅膜比PVDC有更高的阻隔性和耐高溫特性。 適合微波加熱,且高溫、高濕下不脫層。缺點:涂硅層不耐彎曲,易出現針孔。復合材料結構一般為三層,Si02層夾在中間。101102涂硅膜的高阻隔性能103(3)K涂膜 K涂膜一般采用各種雙向拉伸薄膜作基材,涂布PVDC或偏二氯乙烯與丙烯酸酯共聚膠乳薄層。具有良好的阻氣、阻濕、保香性

39、及低溫熱封性。用于食品、香煙和藥品包裝。常用的涂布基材為BOPP,可作單面涂布和雙面涂布。 一般BOPP厚度為1520m,PVDC厚度為2m。104(4)鍍鋁膜 鍍鋁膜即真空鍍鋁膜,除了具有高阻隔性外,還具有遮光特性,能較好地保護食品,避免光、氧的變壞作用,并且它的成本較低。 各種鍍鋁薄膜阻濕性比較 單位:g(m224h)105106五、塑料薄膜的鑒別(一)單層膜與復合膜的區分1.剝離法 2.溶解法或溶劑法3.物性測定法4.顯微鏡法(二)單層薄膜的鑒定1.感官鑒別2.燃燒法3.紅外光譜法 4.溶解性能試驗法1071、感官鑒別 (1)PE乳白色,半透明,手摸有蠟狀滑膩感,沸水浸泡變軟,浮于水面上

40、。(2)PP透明度比PE好,手摸比PE硬而滑,無蠟狀感,質輕,能浮于水面,沸水浸泡不變形,不變軟。(3)PVC透明度比PE好,遇冷明顯變硬,常可嗅到一種特殊氣味(增塑劑味),沉于水下,硬質制品堅硬平滑,軟質制品略有彈性質。(4)PS透明度好,有光澤,著色鮮艷,性脆,沖擊強度低,易破裂,敲擊時有金屬聲響,耐低溫。1082、燃燒法109不同塑料有不同的溶解性能,通過選擇幾種溶劑的溶解性試驗進行鑒別。 3、紅外光譜法 各種高聚物在紅外譜中構成它的特征的吸收譜帶,從特征譜帶的數目、位置(相應紅外光波長)和強度,可判別該薄膜是何種塑料。4、溶解性能試驗法110六、塑料包裝容器及制品(一)塑料瓶(二)塑料

41、箱及其它塑料包裝容器(三)塑料包裝袋(四)其他塑料包裝容器1111、塑料瓶成型工藝方法(1)擠-吹工藝(最常用) 在塑料擠出機上將樹脂加熱熔融并通過模口擠出空心管坯,然后送入金屬模具內經一定長度合模后,從另一端向管內吹入壓縮空氣使朔料管管坯膨脹貼模經冷卻后形成制品。主要用來生產LDPE、HDPE、PVC小口瓶的主要方法。(一)塑料瓶112113(2)注-吹工藝 包括兩道主要工序,先是將朔料熔融注朔成具有一定形狀的形坯,然后移去注塑模并趁熱換上吹朔模。吹朔成型、冷卻而形成制品。是用來大口容器的主要方法,所適合的朔料品種主要有PS、HDPE、LDPE、PET、PP、PVC等。 114115(3)擠

42、-拉-吹工藝 該工藝是先將塑料熔融擠入出管坯,然后在拉伸溫度下進行縱向拉伸并用壓縮空氣吹模成型,最后經冷卻定型后啟模取出成品。制品經定向拉伸而提高了透明度、阻隔性和強度,并降低成本和重量。這種成型工藝主要適合于PP和PVC等塑料制品。116(4)注-拉-吹成型 瓶坯用注射法成型,再經拉伸和吹塑成型。特點:制品精度高,頸部尺寸精確無需修正;容器剛性好,強度高、外觀質量好;適合于大批量生產。缺點:對異形瓶較難成型。適合于PET、PP、PS等塑瓶成型。(5)多層共擠(注)-吹工藝 多層共擠-吹工藝主要用于多層復合塑料瓶罐的成型。1172、食品包裝常用塑料瓶(1)硬質PVC瓶硬質PVC瓶無毒,質硬,透

43、明性很好。食品包裝上主要用于食用油、醬油及不含氣飲料等液態食品的包裝。PVC瓶有雙向拉伸瓶和普通吹塑瓶兩種。雙軸拉伸PVC瓶的阻隔性和透明度比普通吹塑PVC瓶好。可用于碳酸飲料包裝。阻氧性極為有限,不宜盛裝對氧較敏感的液態食品。 118119(2)PE瓶主要有LDPE瓶和HDPE瓶,在包裝上應用很廣。由于其不透明和高透氣性、滲油等缺點而很少用于液體食品包裝。PE瓶的高阻濕性和低價格使其廣泛用于藥品片劑的包裝,也用于日常化學品的包裝。 120121(3)PET瓶采用注-拉-吹工藝生產,是定向拉伸瓶的最大品種。特點:高強度,高阻隔性,透明美觀,阻氣、保香性好,質輕(玻璃瓶的1/10),再循環性好。

44、含氣飲料包裝上幾乎全部取代了玻璃瓶。但對CO2 的阻隔性還不充分,PET-PVDC復合瓶,能有效地提高其阻隔性。122123(4)PS瓶 PS瓶只能用注一吹工藝生產 特點:光亮透明、尺寸穩定性好阻氣防水性能也較好,價格較低。用途:適用于對O2敏感的產品包裝。 不適合包裝含大量香水或調味香料的產品,因為其中的酯和酮會溶解PS。124125 (5)PC瓶特點:極高的強度和透明度,耐熱、耐沖擊、耐油及耐應變。最大的不足,就是價格昂貴,且加工性能差,故其應用較少。在食品包裝用作小型牛奶瓶可進行蒸汽消毒,也可采用微波滅菌,重復使用15次。126127(6)PP瓶 采用擠-吹工藝生產的普通PP瓶: 透明度

45、、耐油性、耐熱性比PE瓶好。 但透明度、剛性和阻氣性均不及PVC瓶,且低溫下 耐沖擊能力較差,易脆裂,因此很少應用。 采用擠(注)一拉一吹工藝生產的PP瓶: 性能上得到明顯改善,有些性能還優于PVC瓶。 且拉伸后重量減輕,節約原料30左右。 可用于包裝不含氣果汁飲料及日用化學品128 市場上銷售產品的各類包裝材料上,包括易拉罐、玻璃瓶、噴灑霧劑容器及塑料容器上常有“循環箭頭”標記,這表示該包裝物可以進行循環再利用。3、再循環標記129塑料制品歐盟制定了一套幫助消費者識別包裝物塑料種類的制度,在“循環箭頭”中用數字表示塑料的種類,并在“循環箭頭”下注明塑料名稱的縮寫。130歐盟代號縮寫英文全稱

46、1 PET Polyethylene terepthalate2 HDPE High Density Polyethylene3 PVC Poly Vinyl Chloride4 LDPE Low Density Polyethylene5 PP Polypropylene6 PS Polystyrene 7 其他131PET 聚對苯二甲酸乙二醇脂 常見礦泉水瓶、碳酸飲料瓶等 。 耐熱至70易變形, 有對人體有害的物質融出。1號塑料品用了10個月后,可能釋放出致癌物DEHP。不能放在汽車內曬太陽;不要裝酒、油等物質 1322 HDPE 高密度聚乙烯 常見白色藥瓶、清潔用品、沐浴產品。 不要再用來做為水杯,或者用來做儲物容器裝其他物品。清潔不徹底,不要循環使用。 1333 PVC 聚氯乙烯 常見雨衣、建材、塑料膜、塑料盒等。 可塑性優良,價錢便宜,故使用很普遍,只能耐熱81.高溫時容易有不好的物質產生,很少被用于食品包裝。難清洗易殘留,不要循環使用。若裝飲品不要購買。1344 PE 聚乙烯 常見保鮮膜、塑料膜等 。 高溫時有有害物質產生,有毒物隨食物進入人體后,可能引起乳腺癌、新生兒先天缺陷等疾病。 保鮮膜別進微波爐。 1355 PP 聚丙烯 常見豆漿瓶、優酪乳瓶、果汁飲料瓶、微波爐餐盒 。 熔點高達167,是唯一可以放進微波爐的塑料盒,可在

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