复合包装材料课件

,多层共挤复合包装材料,宁平华南理工大学材料学院Email:pspning,一、概述,是由层合、挤出贴面、共挤塑等技术将几种不同性能的基材结合在一起形成的一个多层结构，以满足运输、贮存、销售等对包装功能的要求有某些产品的特殊要求。,广义来说，复合材料包括一切双组分的结构体。以聚合物为基体复合材料至少含有一种高分子树脂和另一种填充剂。,现代包装技术：真空包装气体置换包装封入脱氧剂包装干燥食品包装无菌充填包装蒸煮包装液体热充填包装结构：纸/塑、纸/铝箔/塑、塑/塑、塑/无机氧化物/塑层合软包装塑料复合薄膜,（一）.复合包装材料的组成：,1.基材：纸张、玻璃纸、铝箔、双轴取向聚丙烯、双向拉伸聚酯、尼龙与取向尼龙、共挤塑材料、蒸镀金属膜。,基材层合粘合剂封闭物及热材料印刷与保护性涂料,a.性能：价格低、种类全、便于印刷粘合。b.用途：用蜡或PVDC涂布的加工纸和防潮纸广泛地用于糖果、快餐、小吃和脱水食品的包装。用PE贴面的纸复合材料在包装和其他领域有广泛应用。,（1）纸张：,a.性能：未涂布易吸潮变软、变形。b.用途：PVDC/纸/PVDC/剂/PVDC/纸/PVDC用于立式成型充填封合的糖果包装。如果上述结构中的粘合剂使用PE，则它能形成高强度的气密性封合，广泛用于充气包装，干粉产品、葵花籽、药片等产品。用乙烯共聚物代替PE，可降低热封合温度。层合时使用白色的PE薄膜，可使之不透明。,（2）玻璃纸：,a.性能：闪光表面和良好的印刷性能；较好地保持食品的风味，对光、空气、水及其大多气体和液体具有不渗透性；可高温杀菌，使产品不受氧气、日光和细菌的侵害。,（3）铝箔及蒸镀铝材料：,厚度6.4150um的铝箔用于层合软包装，此时必须退火到“极软”级。PET/铝箔/PP三层复合材料可制成可蒸煮包装。用蒸煮铝代替铝箔可减少铝材消耗。它附着力好，优良耐折性和韧性，部分透明，但必须有另外的基材作支撑材料。厚度0.03um。适合真空镀铝的基材有玻璃纸、纸、PE、PET、拉伸PP、PE、PA等。,b.用途：,（4）双向拉伸热定型聚丙烯（BOPP）：,a.性能：可以象玻璃纸一样被涂布，又可以与其它树脂共挤塑，生产出具有热封合性的复合结构；,未涂布的BOPP一般用作复合材料外层印刷组分，其背面印刷可以提供光泽的外表面，并保护油墨不被擦掉。用PVDC涂布BOPP能提供良好的阻隔功能并具有热封合性。,a.性能：极好的尺寸稳定性、耐热性及良好的印刷适性。,（5）双轴取向热定型聚酯（BOPET）：,PETPVDC印刷/PE（或离子键聚合物）用作加工肉食品包装。未涂布PVDC时用来包装蒸煮食品。含有铝箔或蒸镀铝的聚酯复合结构具优秀的阻隔性和耐热性，但加工成本较高。未涂布聚酯薄膜：PET压敏粘合剂铝箔热封合涂料，在儿童安全药品包装中起特殊作用。,b.用途：,a.性能：潮气阻隔性不好，但阻氧性能较好。取向尼龙能提高抗拉强度和氧气阻隔性、减小延伸性和降低热成型性，还具极好的抗戳穿强度。,（6）尼龙与取向尼龙：,b.用途：将尼龙与具有阻隔潮气和热封合功能的材料复合（PE、PVDC），用作鲜肉及块状干酪的包装。乙醋共聚物/尼龙/聚乙烯（或乙醋共聚物）的复合结构常作为衬袋箱的衬袋材料。取向尼龙PVDC印刷/低密度PE用于立式成型充填封口的咖啡包装。,a.性能：成本低、适应性广、易加工。LDPE、LLDPE：优良的韧性和热封性。HDPE：隔湿性及加工性。PP：取向拉伸可得到高冲击、高劲度性能。,（7）共挤塑包装材料（主要是PE、PP）：,乙烯醋酸乙烯、乙烯丙烯酸、乙烯甲基丙烯酸等共聚物：低温热封性，常用作共挤结构的粘结层和热封合层材料。乙烯乙烯醇：阻隔性聚合物，在软包装和半硬包装中得到应用。,b.其他共挤材料：,可润湿性（粘合剂的表面张力，基材的表面能）电晕处理,2.层合粘合剂：,（1）溶剂型和乳液型粘合剂由于纸具有多孔性和亲水性可采用水基粘合剂与铝箔层合。主要用糊精、硅酸钠和酪酸/橡胶胶乳。,热塑性：增塑的醋酸乙烯氯乙烯共聚物及乙烯醋酸乙烯共聚物：热塑性粘合剂缺少耐热性。PVDC的水基乳液粘合剂：氧和水蒸气的阻隔层。它适用于涂覆塑料、纸及纸板等基材。热固性：聚氨酯和聚酯聚氨酯：抗热性、抗化学性、抗渗性都可随配方而变化。,（2）热塑性和热固性粘合剂,PE、乙烯丙烯酸共聚物、乙烯甲基丙烯酸共聚物和离子键聚合物。,（3）挤塑粘合剂,（4）蜡及蜡混合物石蜡和微晶石蜡常用于不需要高粘合强度和高耐热性情况的粘合。向蜡中添加低分子量PE、乙醋共聚物或其他树脂以改进粘合力、热粘性和层合材料的挺度或柔韧性。,可热封合PVDC涂覆的两个薄膜可加热加压复合；铝箔在加热加压下可以与预先涂蜡的薄页纸粘合；粘合强度要求不高时，印刷油墨也可作粘合剂用，经常用于PE印刷PE的香肠型包装层合材料；,（5）其他粘合剂,a.热封合：利用多层结构中的热塑性内丑组分，加热时软化封合，移掉热源就固化。,3.包装封闭物与热封合材料：,（1）封闭包装：,热封合涂料：醋酸乙烯氯乙烯共聚物、硝酸纤维素、丙烯酸系塑料或PVDC。热熔融体：乙基纤维素、硝酸纤维素、乙烯醋酸乙烯共聚物、PA是熔融体的主要组分。,b.冷封合：用生橡胶基特制作封合材料，则不用加热只要加压就能封合，这些封合材料称为冷封合涂料或压敏胶。它只能自身封合而不能与其它材料封合。,c.粘合剂封合：只用于含纸的包装材料。,保护印刷表面、防止卷筒粘连、光泽、控制摩擦系数、热封合性、阻隔性等。,4.印刷与保护性涂料：,在高度反光的铝箔或蒸镀铝上使用透明色印刷，可使软包装具有引人注目的外观。在外层透明薄膜的反面印刷，可提供高光泽和极好的耐擦性。透明薄膜上全版印刷，能提供遮光性能，如用不透明色，可使透明薄膜成为不透明材料。,1.层合：（1）湿法粘结层合将任何液体状粘合剂加到基材上，然后立即与第2层材料复合在一起，从而制得层合材料的工艺。干酪素硅酸钠水基粘合剂：基材至少有一种是吸水性的。溶剂型粘合剂：基材至少有一种是渗透性的。,（二）.复合包装材料制造技术：,区别：干法复合中，在涂布粘合剂于基材上之后，必须先蒸发掉溶剂，然后再将这一基材在一对加热的压辊间与第2层基材复合。,（2）干法粘结层合,利用热熔粘合剂将两种或多种基材在加压下形成多层复合材料的方法叫热熔或压力层合。,（3）热熔或压力层合,热熔粘合剂（热熔胶）：以热塑性聚合物为主的100固体含量的粘合剂。,与干法区别：在热熔粘合剂结合层中需要较高的压力和温度。,蜡聚异丁烯乙烯醋酸乙烯共聚物聚丁烯石油树脂乙烯丙烯酸共聚物,涂布方法：刮刀式、辊轴、挤出、流延、喷枪,基材：提供多层结构的机械强度。聚合物：提供对气体、水蒸气或油脂的阻隔性。,2.挤出贴面层合技术：,是一种把挤出机挤出的熔融的热性塑料贴合到一个移动的基材上去的工艺方法。,PEPPPA乙烯丙烯酸共聚物乙烯甲基丙然酸共聚物离子键聚合物乙烯醋酸乙烯共聚物等,3.共挤塑层合技术：通过一个模头同时挤出形成有明显界面层的多层薄膜。共挤塑层合技术：平挤薄膜共挤塑、吹塑薄膜共挤塑、共挤塑贴面、共挤塑层合、平挤片材共挤塑。,聚合物：聚烯烃（PE、PP）PAPVDC乙烯乙烯醇共聚物粘合层：乙烯醋酸乙烯、乙烯丙烯酸、乙烯甲基丙烯酸,例如：PET/SiOX涂覆膜/CPP或OPP/SiOX涂覆膜/涂覆绿色包装材料。阻隔性同蒸镀铝、透明、耐破裂、耐折叠、耐化学药品、耐热性能，可微波加热。,考虑：能源和材料的消耗和包装废弃物的回收。,(三).复合包装材料的发展：,复合材料、复合包装材料一.复合包装材料的组成：1.基材：（1）纸张（2）玻璃纸（3）铝箔及蒸镀铝材料（4）BOPP,1,（5）BOPET（6）ON（7）共挤塑包装材料2.层合粘合剂：（1）溶剂型和乳液型粘合剂（2）热塑性和热固型粘合剂（3）挤塑粘合剂,2,Next,Back,（4）蜡及蜡混合物（5）其他粘合剂3.包装封闭物与热封合材料：（1）封闭包装：热封合、冷封合、粘合剂封合4.印刷与保护性涂料二.复合包装材料制造技术：,3,1.层合：（1）湿法粘结（2）干法粘结（3）热熔或压力层合2.挤出贴面层合技术3.共挤塑层合技术二.复合包装材料的发展,4,二、复合薄膜和软包装复合材料,1.复合包装材料的结构及表示方法,（一）.层合复合软包装材料的结构与性能,（1）外层：机械强度好，耐热、印刷性能好、光学性能好。有覆膜的纸、玻璃纸、BOPP、PET、PA、PVC。（2）内层：热封性好、无味、无毒、耐油、耐水、耐化学药品。未拉伸PP、PE、离子型聚合物、无毒PVC。（3）阻隔层：位于层合结构中靠近产品的一侧。铝箔（复合）、蒸镀金属膜。,2.层合包装材料的性能软包装作用：,防止干燥产品吸潮或含水量大的产品失去水分；防止产品氧化；充气包装中，防止充入的CO2或N2组分变化；防止产品受异味影响；防止被包装物的挥发性香气组分散失。,（1）均一性纤维素、塑料薄膜：渗透性均一，包装的渗透性可用表面积来测量和表示。铝箔：针孔发生率与厚度有关，渗透性不均一，其渗透性只能对实际包装进行测试。（2）性能之间相互关系阻隔材料之间的相互关系是不能假设的。,（3）层合材料中，阻隔层的次序阻隔材料要尽量靠近产品。必须考虑暴露于大气中的包装材料边缘在大气和被包产品之间对水蒸气压平衡所起的作用及对气体阻隔性的影响。（4）气味阻隔性无一般规律。考虑香味与包装材料的相互作用时，必须了解某些聚合物材料会吸收哪些气味。eg.聚烯烃吸收香精油。,使用加入颜料的聚合物，可以选择不同程度的透光性，透光程度决定于颜料和薄膜的厚度。蒸镀金属膜可提高对气体和湿气的阻隔性，控制镀层的厚度可以得到不同透光率。多层复合包装中加入一层能吸收紫外线的材料可防止辐射引起的食品变质，此种材料对可见光透明。eg.加工肉的包装材料中含有PVDC，不致使肉食品变色。,（5）光的透过性,层合结构的机械性能是由产品、包装机械及销售等因素的要求而决定的。复合材料的物理性能并不都是各个组分性能的简单加和。有些复合材料在加工时需要一定的挺度、滑爽性及适当的摩擦系数。为了促进销售，还要有一定柔韧性和手感。,（6）机械性能（柔韧性、挺度、耐撕裂性）与耐久性,（7）特殊要求的性能,（二）.复合薄膜的结构,1.阻隔型树脂,习惯上，把氧的渗透系数38.9cm3m/m2dkPa（23oC）的树脂叫阻隔型树脂。,（1）EVOH：干燥时是极好的阻隔性材料，相对湿度较高的环境中，由于吸水，阻氧性能下降。乙烯和乙烯醇共聚物（EVOH）树脂，由乙烯和醋酸乙烯共聚物EVA皂化水解而制成。EVOH树脂的气体阻隔性、保香性、耐油性、耐药品性、透明性优异。尤其是气体阻隔性，是气体阻隔性高的塑料品种之一，因而成为食品包装材料中用途增长快的材料。,（3）PAN：优良的阻隔性能，其单层膜可作阻隔性包装。但高温不稳，不适合于共挤加工。（4）PA：对氧有好的阻隔性、但对水蒸气的阻隔性差。故必须与另一层对水蒸气有良好阻隔性的复合。,(5)PVDC:是目前为止最理想的阻隔材料，对氧、水都具有好的阻隔性，但加工比较困难。PVDC是以偏二氯乙烯为主要成分的共聚物，由于纯PVDC难以加工应用，均聚物一直无法工业化。上世纪30年代，美国DOW化学公司研制成功VDC-VC共聚物，并取名为“SARAN”，80年代又推出VDC-MA系列，因此，所谓的PVDC工业亦是指以VDC为主体的共聚高分子工业。,2.复合薄膜的结构：复合薄膜的构成与其他层合材料相似，但又与加工方法有关。在用共挤塑方法制造复合薄膜时，经常把用来支撑阻隔层的材料叫结构层。,PS：优良的共挤塑加工性和热成型性，但加工温度较低（90.6oC）。PP：耐热性好，适于共挤塑，但耐低温冲击性差。HDPE：低温性能比PP有显著提高，但对蒸煮过程的适应性不好。LDPE：熔点较低，可作共挤塑结构中的热封合层。结晶型PET、PC：未实现商业化，应用前景良好。,（2）不对称结构：典型的不对称结构是用来满足立式成型/充填/封合机用的。热封合功能层：基体树脂（HDPE）的热封性通过用乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）作表层得以实现。有时选用PP作表层材料，因它有较高的耐热性。,（1）单一树脂结构：中间层采用有色料或回用料。用纯树脂作表面层来控制表面质量和机械加工性。,典型的对称共挤塑结构由起功能作用的芯层和二个可热封的表层组成。,共挤塑表层材料：取向PP；冷冻食品包装的共挤塑表层材料：乙烯醋酸乙烯。厚壁袋：LLDPE共挤出芯层来提高耐冲击强度。包装鲜肉：PVDC薄膜用乙烯醋酸乙烯作表层以确保良好的热封合性。,（3）对称结构：,一.层合复合软包装材料的结构与性能：1.复合包装材料的结构及表示方法：内层、外层、阻隔层2.层合包装材料的性能：（1）均一性（2）性能之间相互关系,1,（3）阻隔层次序（4）气味阻隔性（5）光透过性（6）机械性能与耐久性（7）特殊要求的性能3.复合薄膜的结构1.阻隔型树脂：EVOH、PVDC、PAN、PA,2,2.复合薄膜的结构：PS、PP、HDPE、LDPE、结晶型PET、PC（1）单一树脂结构（2）不对称结构（3）对称结构3.多层复合包装材料的阻隔性,3,三、其它复合包装材料,SiOx蒸镀薄膜（GT膜，氧化硅涂覆膜）：气体阻隔性、透明、耐热、耐破裂、耐折叠、耐化学药品侵蚀、容易加工复合等。比铝塑复合材料容易回收，无污染。,（一）.无机氧化物镀覆薄膜,物理气相淀积（PVD）：x=1.51.7。由于是干法层合，镀层呈多层化。虽镀层本身气密性不差，但由于实际加工时镀覆物与高温状态的基村（如PE）接触，蒸镀层会产生裂纹，使气密性能下降。,1.技术现状：,化学气相淀积（CVD）：,CVD法产生涂层比PVD法致密，气密性好，不易产生裂纹。,利用氩离子溅射技术在PET材料上镀覆SiO2膜。利用电子束（EB）蒸发和等离子体结合的方法制备SiO2镀覆膜。EB法、PVD法、CVD法制氧化铝蒸镀膜。,2.结构与性能：（1）结构：塑料膜SiOx塑料膜蒸镀SiOx基材：PET、LDPE、OPP等。复合膜：PP、PS、PA等。,含SiOx蒸镀复合材料的阻隔性,（2）性能：与用PVDC作阻隔层的复合材料相比，GT薄膜复合材料的透气性受温度影响较小。,3.前景：GT薄膜是铝箔复合材料的理想替代品。由于它非常薄，不会啬包装废弃物回收的困难。广泛用于干燥食品及水分高的食品或液体食品；药剂、化妆品等产品的热封或冷封的外包装；还可以用于牙膏、调味品、一次性医用包装及各种工业品、化工产品的复合包装。,使用强度好而且成本低的塑料以满足机械强度方面的要求，而用阻隔性能好价格贵的树脂作阻隔层。,（二）.多层复合塑料容器,1.多层塑料瓶：,思路：,含水产品：PE、PP、PVDC；需阻氧的产品：PA、PET、PVC；层合结构中阻隔型树脂：乙烯乙烯醇（EVOH）、PVDC、PAN；,（1）阻隔层树脂：,LDPE：改进柔性。PP：比HDPE有更好的耐热性与接触透明度。PVC：抵抗化学药品的侵蚀。PS：透明、有刚性、低成本，但脆。PC：价贵，对氧与水的阻隔性不佳，但能承受高温。在多层容器中作为热充填、高温灭菌、蒸煮包装中不耐热材料的支撑材料。,（2）结构层树脂：,（3）粘合剂和粘合材料：（4）举例：以EVOH为阻隔层：包装农药和药品，对饮料中的香精油等物质吸附极少，故也广泛用作桔汁饮料的包装。HDPE/改性PE/EVOH/改性PE/HDPEHDPE/改性PE/EVOH/改性PE/EVOH,PET单层瓶：用作汽水、矿泉水、茶等饮料的包装。PVDC涂覆PET瓶、PET/MXD6（尼龙）：易氧化的葡萄酒、啤酒等。PET/EVOH/PET/EVOH/PET5：灌装蕃茄酱。聚萘二甲酸乙二酯（PEN）：替代PET，气密性及耐热性均优，但价高。,这种层合材料先制成大卷片材，以利于制管时分切成适当宽度。分切的卷筒被送到制管厂制成管筒。由于层合材料中采用不渗透的铝箔作阻隔层，因此可能发生渗透的部位是搭接缝。,2.层合软管：,1.外表面2.LDPE和抗静电层3.印刷油墨4.白色LDPE5.纸基材6.LDPE7.乙烯丙烯酸共聚物8.铝箔9.乙烯丙烯酸共聚物10.LDPE,防尘层,印刷层,印刷底层,纸（非拉伸基材）,纸底层,粘合剂层,阻隔层,粘合剂层,密封层,内表面,12345678910,层合软管材料的典型结构,（2）防止氧化的钢箔类复合无菌容器用于桔子、菠萝、桃子等水果害及蘑菇、藕、土豆等蔬菜类。使内容产品于常温下在一年内完好无损，并保持食品的色、味及内在质量。,3.塑料金属箔复合容器：,钢箔比铝箔刚性好，不易变形，消除了形成容器时常见的褶皱现象，外形美观。,（1）PP(40um)/钢箔（75um)/PP（70um)用于甜冻食品、烧鸡、田螺以及婴儿食品包装。,PET/LCP：两种成分比例为9：1。不透明、呈乳白色外观。具有比PET更好的氧气和湿气阻隔性、更好的耐热性和机械性能。因而膜厚可降低一半，而且可回收循环使用，是一种绿色包装材料。可用于薄膜、也可以作为共挤树脂制造软包装用的膜片，还可用于硬包装及半硬包装等多种包装形式。,（三）.高分子合金材料,用共混的方法，在树脂中加入一种能够改进互混性的相混剂就可以形成合金材料。,一.无机氧化物镀覆薄膜：1.技术现状：PVD、CVD2.结构与性能：（1）结构（2）性能（3）前景,1,二.多层复合塑料容器：1.多层塑料瓶：（1）阻隔层树脂（2）结构层树脂（3）粘合剂和粘合树脂,2,3,（4）举例2.层合软管3.塑料金属箔复合容器三.高分子合金材料：PET/LCP,四、多层薄膜挤出成型技术,(一)、多层共挤薄膜设备,三层共挤,根据薄膜牵引方向不同，可将吹塑薄膜的生产形式分为平挤上吹、平挤平吹和平挤下吹三种，其中以前者最为常见。,(二)、吹塑簿膜的成型方法,吹塑薄膜的一般规格为：厚0.0l0.25mm，折径1006000mm，用吹塑法生产薄膜的塑料原料主要有：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、乙烯-醋酸乙烯、聚偏二氯乙烯等。大量应用的是聚乙烯和聚氯乙烯。此外，还有多种塑料复合的多层复合薄膜。,生产吹塑薄膜，一般应根据所需薄膜折径来选用适合规格的挤出机，以便取得好的经济效益。例如，用大型挤出机生产薄而窄的塑料薄膜，就不易实现在快速牵引下的冷却；反之，厚而宽的薄膜使用小型挤出机，会使塑料处于高温的时间太长，对薄膜的质量损害就大，同时生产率也达不到要求，所以一种挤出机只能适合于挤出少数几种规格的产品。,螺杆直径与吹膜机头直径的关系,挤出机的选择还要考虑被加工物料的物理性能。这里主要是考虑挤出机螺杆构型的选择。例如，加工热敏性聚氯乙烯材料时，要避免物料在机筒内停留时间过长，为避免螺杆头与多孔板之间的积料，螺杆头应设计为尖头的。而螺杆不能选择屏障型的，以免因剪切力过大，而导致物料分解。对于聚烯烃类物料，则可采用高效螺杆提高质量及产量，而不会产生分解问题。,共挤出复合机头共挤出复合吹塑是将不同种类的树脂或不同颜色的树脂分别加入各台挤出机，通过同一个机头同时挤出制成多层或多种颜色的薄膜。复合薄膜可以弥补单层薄膜的缺陷，发挥每层膜的长处，达到取长补短的目的，可获得综合性能优越的复合材料。复合机头有模内复合和模外复合两种形式。,冷却装置膜管刚从机头挤出时温度较高（160以上），呈半流动状态，从吹胀到进入牵引夹辊的时间较短，仅几秒钟到一分钟左右的时间。在这段时间里，膜管要达到一定的冷却程度，单靠自然冷却是不够的，必须强行冷却。否则膜管不稳定，薄膜厚度和折径很难均匀，牵引、卷取时薄膜易粘连。常用冷却装置有风环、水环、双风口减压风环、内冷却装置等。,牵引装置牵引装置一般由牵引架、人字板、牵引装置的传动系统和一对牵引辊组成。,卷取装置,五、PVDC多层共挤出薄膜,PVDC工业发源于美国DOW化学公司，由于初期适逢“二战”而主要应用于军品包装，从而PVDC工业蒙上了一层神秘的色彩，再加上其从原料合成到加工设备直至生产过程各个环节均具高技术含量，且美国DOW化学公司多年不解密，不转让技术，使PVDC这一产品一直处于垄断状态。到60了年代，DOW化学公司与日本旭化成公司合作在日本建立PVDC原料生产工厂，这一产品才开始解密，后来日本吴羽公司也开始生产PVDC树脂，至此才结束了独家垄断的局面。,(一)、国内PVDC的应用现状：PVDC从上世纪八十年代中期伴随火腿肠加工技术的引进，在国内得到大量的应用，在随后的十几年里，双汇、春都、雨润、金锣等火腿肠的产量逐渐加大，一些企业先后从国外引进先进的PVDC生产线，使PVDC生产在中国进入迅猛发展时期。截止2005年，我国的PVDC产量已达到2.5万吨，目前仍继续增长,成为继美国、日本之后的第三大生产应用大国。,(二)、PVDC的性能,聚偏二氯乙烯是偏二氧乙烯的均聚物。它无毒、无味、透明;机械强度大，韧性好；耐油和有机溶剂；热收缩性与自黏性好;还具有自熄性、保味性以及优异的防潮、防霉等性能，同时具有优良的印刷和热封性能。聚偏二氯乙烯对氧、水均具有良好的阻隔性，是阻湿、阻气皆优的高阻隔性能材料。但因机械加工性差,热稳定性差，其成薄膜性及单独成薄膜强度差，成本高。,PVDC对氧气的阻隔性能相当于LDPE的1700倍、PP的1000倍、PET的20倍、PA的10倍(测试条件为23、1atm、相对湿度75%RH)。PVDC对水汽的阻隔性能相当于LLDPE的20倍、EVOH-32的76倍、EVOH-44的30倍、PA的190倍。PVDC对气味的阻隔性能相当于EVOH的1000倍、PA的500倍、PP及PE的17000倍。,PVDC作为具有高阻隔的热成型密封软包装材料,可广泛用于食品、加工肉类产品、日用品、化妆品、化工产品、农药、军工产品密封软包装,以及满足充气或抽真空、热成型等各种功能包装,特别适合高湿环境下的高阻湿、阻氧、阻油、保香等各种阻隔应用。,聚偏二氯乙烯薄膜的最突出的特点在于不管湿度和温度条件如何变化,薄膜都可以具有以下优点:高阻氧性极好的气味阻隔性穿孔或蒸煮后阻隔性不会降低降低原料成本实现更大的利润可能取代不同的密封层和外层原料以提高阻隔性和其他物理性能因为减薄而减少污染,聚偏二氯乙烯薄膜的氧气阻隔性能原料氧气透过率(20RH75%)XUS-32019.10L原料0.055EVOH-38(70%RH)0.055SaranUB100薄膜0.055EVOH-38(80%RH)0.10EVOH-38(90%RH)0.225PA62.6聚乙烯对苯二甲酸脂6.9PP150HDPE150,MA-PVDC也称高阻隔PVDC，相当于肠衣膜用PVDC阻隔性能的30倍以上。PVDC符合美国FDA卫生标准，可广泛应用于冷鲜肉、熟肉制品、奶及奶制品、油性食品、茶叶、药品等产品的包装。PVDC多层共挤高阻隔吹塑薄膜，是以高阻隔MA-PVDC为阻隔层的新型包装材料。VDC和VC共聚物主要用于PVDC涂覆和人造肠衣VDC和MA共聚物主要用于共挤复合,（三）、PVDC-聚烯烃共挤出热成型高阻隔复合包装材料的结构PVDC-聚烯烃共挤出热成型高阻隔复合包装材料,由上膜和下膜两部分组成,其中,上膜为透明或印刷有被包装物图文信息的多层薄膜,作为包装的展示面;下膜是适于热成型、真空表面包装或充气包装并进行二次热封的多层薄膜,作为包装的成型面:,对称类：PE/EVA/PVDC/EVA/PE；不对称类：PP/EVA/PVDC/EVA/PE；成功的共挤出产品的生产，归根取决于三个关键因素：共聚物的选择；螺杆、进料块和模具的设计以及最佳的工艺条件。在共挤过程中选择的各层材料必须具有相近的热性能（熔融温度和熔体粘度等），层与层之间具有粘合作用。与PVDC具有亲合作用的树脂很少，最常用的只有EVA。,LDPEHDPELLDPEEVAPPPAPETEVOHPVDCLDPEHDPELLDPEEVAPPPAPETEVOHPVDC注:“”表示具有自然粘合作用;”表示不具有自然粘合作用。,各种树脂之间的自然粘接性能,第一部分:上膜(1)上膜为七层或七层以上薄膜,其基本结构为:BOPP/PE-TIE-PVDC-TIE-PP-PE(2)工艺PE-TIE-PVDC-TIE-PE采用多层流延或多层吹膜共挤出成型,与BOPP无溶剂干式复合;,第二部分:下膜(1)下膜为五层或五层以上薄膜,基本结构为:PP-TIE-PVDC-TIE-PE(2)工艺PP-TIE-PVDC-TIE-PE采用多层流延或多层吹膜共挤出成型。,PVDC多层共挤高阻隔下吹拉伸膜该产品外层为PP或PA，下吹水冷工艺，除保持良好的纵横向强度外，透明度可与流延膜媲美。该产品不用复合即可直接用于低温肉生产线上。PVDC多层共挤高阻隔热收缩膜该产品具有热收缩功能，应用于收缩包装冷鲜肉等，并可取代PVDC单层人造肠衣膜。PVDC多层共挤高阻隔保鲜自粘膜该产品除具有热收缩特性之外，外层材料具有自粘性。,中国PVDC原料主要生产商为浙江巨化集团公司;浙江东阳市野风塑胶有限公司也在生产PVDC乳胶;这两家PVDC乳胶产品部分已走向国外市场。2005年河南双汇投资发展股份有限公司、日本吴羽化学工业株式会社、日本丰田通商株式会社共同出资在江苏南通兴建的年产1万吨的PVDC混合树脂粉正式投产,主要供给该公司的国内投资商双汇集团使用。国内如上海氯碱化工股份有限公司等正加快PVDC原料生产开发的步伐。,(四)、PVDC共挤出成型故障排除及清洗方法,聚偏二氯乙烯树脂是典型的热敏性材料,极易发生热降解。聚偏二氯乙烯在成型过程中发生降解的故障排除及清洗方法是聚偏二氯乙烯薄膜成型加工工艺的重要组成部分。,(1)聚偏二氯乙烯发生降解:生产聚偏二氯乙烯时,应注意降解的预示信号。当发现薄膜产生小气泡或薄膜变黑时应当首先将聚偏二氯乙烯挤出机的转速控制在适当的低转速下,并尽快用聚乙烯将聚偏二氯乙烯冲干净。,冲洗时不要停止任何挤出机,最好的是能维持薄膜在此过程中正常收卷。若正常收卷发生困难,冲机料不能堆积在流延辊上,可让其流到地面上。持续将其移至户外除去,用冷水使之很快地冷却。冲料时间至少保证30分钟。,(2)聚偏二氯乙烯的螺杆突然停止:当聚偏二氯乙烯生产过程中,聚偏二氯乙烯的螺杆出现停止转动而且无法再次启动(电,机械等原因)时,必须保证其他挤出机正常运转。大约用2分钟时间试着重新启动聚偏二氯乙烯螺杆。如果成功,则用聚乙烯冲洗清理。如果不能在23分钟内重新启动聚偏二氯乙烯螺杆,则需要用下列方法进行紧急制冷。,使其他的挤出机继续运转,降低聚偏二氯乙烯挤出机转速至0(当料筒冷却之后,不要尝试再次启动)。将挤出机(PVDC)的温度降至30。使挤出机(PVDC)承接器保持160,如此能持续进行包裹。在所有的挤出机中加入低密度聚乙烯。冲料,直到熔融物被冲干净。,(3)清洗螺杆(聚偏二氯乙烯已凝固的状态下).将挤出机(PVDC)的法兰加热至150160,承接器160。使螺杆各区温度降至50以下。.拆开聚偏二氯乙烯挤出机。.装配螺杆推进器。加热螺杆各区温度至100,尝试将螺杆推出。如果螺杆不动，增高10再试一次。-140时螺杆开始移动。.清理螺杆和承接器。,(4)正常关闭流动的聚偏二氯乙烯.将挤出机(PVDC)中加入低密度聚乙烯并维持正常的挤出机转速。.将挤出机(EVA)的转速增至70r/min.大约10分钟之后,将粘合层挤出机和其他的挤出机中加入低密度聚乙烯。.持续用低密度聚乙烯冲洗挤出机(PVDC)直到在熔融物中没有残留的聚偏二氯乙烯,至少30分钟。,.首先关闭除包裹用以外的挤出机。.然后关闭挤出机(PVDC)。.最后关闭包裹用挤出机(EVA)并确保没有任何聚偏二氯乙烯或其降解物回流至包裹插件内。,六、乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）树脂,乙烯乙烯醇共聚物(EVOH或EVAL)是首先由美国的杜邦公司于50年代通过乙烯与醋酸乙烯酯共聚、醇解制得。EVOH树脂是目前世界上工业化生产的三大阻隔树脂之一(PVDC、EVOH、PA)。结构:(CH2CH2)m(CH2CH)nOH,气体在聚合物中的渗透速率(25,RH=0%)树脂气体透过速率(cm3.20mPm224h.atm)O2N2CO2HeEVOH-F0.210.0170.80160EVOH-E2.10.137.1410LDPE1200031004200028000取向PP30007309100-PET5481003100取向PA638122052000,EVOH树脂的成型加工性好，可注塑、挤出成型，为多层共挤出，流延和吹塑成型。对EVOH薄膜，主要是多层共挤出成型，流延成型、挤出双向拉伸成型，近年又发展涂覆EVOH薄膜。目前国内主要用日本可乐丽和合成化学的产品。,（一）、基本性能,1、良好的阻隔性，但受湿度的影响EVOH树脂为半结晶型热塑性树脂，其分子中含有羟基分子和分子间氢键彼此强烈的键合，使氧气扩散所需的链段运动严格受分子内和分子间内聚能限制，分子链柔性小，分子间自由运动暂时形成空间几率小，对氧的阻隔性，EVOH大约为PA的100倍，为PP、PE的10000倍。,所以透气率小，但是当EVOH置于湿度较高的条件下，EVOH吸收水分，水对EVOH起增塑作用，氢键的键合能力下降，链段活动能力增加，气体就容易通过，所以在相对湿度较低的中等情况下，阻隔性有所下降，但仍然有很好的阻氧性能。，即EVOH具有良好的阻隔性，但受湿度的影响。,2、具有极好的气体阻隔性、保香性、异味阻隔对各种化学物质的渗透系数如下：氧气=4；氮气=3.7；氢气=450；一氧化碳=5.1；二氧化碳=12；甲烷=8；氨气=90。等等。EVOH对氧的阻隔性能随乙烯含量而变化，随乙烯的含量增加而下降，而对水蒸汽则相反。性,3、具有耐油性及耐化学药品性适用于包装油脂类液体，以及有毒及挥发性产品，如工业溶剂、农药、杀虫剂等。4、其他性能良好(1)、透明性和光泽好，可用做高质量透明包装，保证包装产品的外观。,(2)、良好的耐紫外线及其他辐射性，能长期暴露于严酷条件下，也能用于用阿尔法和贝塔射线辐射消毒的多层结构中的材料。(3)、良好的力学性能，强度与拉伸模量高。(4)、容易加工，可用传统聚烯烃加工设备挤出、共挤出。(5)、共挤出时，能做成极薄的薄膜，因而相对成本低。,6、缺点：吸湿性，且随着湿度增加，阻隔性下降。无热封性，因此采用复合的方法祢补。如PE/TIE/EVOH/TIE/MPE等结构形式，7层以上更好。,（二）、应用领域,1、包装材料包装领域要求包装材料在卫生性、加工性、商品性、便利性、经济性、安全保护性各方面都有着优越的性能。EVOH树脂由于其优异的隔气性能,在包装领域得到了广泛的使用。它能明显延长食品的贮藏时间,提高食品的保香性。EVOH树脂用于所有硬性和软性包装领域,用来包装番茄酱、糖汁、奶制品、肉制品、蔬菜及果汁、饮料类。,除此之外，EVOH树脂还可用于非食品包装,如化学品、溶剂、保健产品、医药产品、化妆品及电子类产品等。另外,当纸包装材料与EVOH共聚物组合在一起就成了高隔气材料而可应用于食品保鲜包装。,2、纺织材料EVOH树脂适用于各种纤维织物的热熔粘合和涂层，由于它对纤维具有优越的粘结性能和耐水洗性,特别适用于服装加工制造方面。日本可乐丽公司通过对EVOH进行改性并采用与聚酯一起进行双组分纤维纺丝加工,制得了高柔软、蓬松、吸湿、有光泽、易染的具有天然纤维特性的纤维。他们又通过加入015%的SiO2、ZrO2、ZrC、MnO2、Fe2O3,、C0O、CuO和Al2O3结晶粒子到EVOH中，在制得了远红外的EVOH纤维,用于保健服装的生产。,3、医用材料EVOH树脂可以用于制造医用选择性渗透膜,采用辐射处理法进行消毒。例如,EVOH树脂空心纤维封在聚乙烯膜中,并用Co-60辐照，可用于尿的渗析。4、其他应用,七、全阻隔、高阻隔保鲜膜主要性能质量评价指标,在美国，PVDC被认为安全无毒材料，符合FDA标准；在德国，政府大力倡导