
1.塑料的分类
塑料的种类很多,可按其性质、用途和组成可分为3类。
(1)按性质可分为热塑塑料和热固性塑料。塑料加工时, 原料受热后逐步变软而熔融,借助压力作用即可制成一定形
• 94 • 状的塑料制品。有些塑料受热熔融时,冷却后硬固,再次加热 又可软化熔融重新塑制。这一过程可以反复进行多次,而其 化学结构则基本上不起变化,属这一类的塑料称为热塑性塑 料。如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺等均属热 塑性塑料。还有一类塑料,在一定温度下,能变成粘流状态, 经过一定时间加热塑制成型后,不能再度加热而软化熔融,因 为其化学反应的结果,变为不熔的固态,因此只能塑制一次, 不能反复塑制,属于这类塑料称为热固性塑料,如酚醛塑料、 环氧树脂、聚氨基甲酸酯等。热固性塑料的质地一般坚硬而 发脆,所以往往制成多组分的塑料,例如加入适量的层片状填 料制成层压塑料,从而提高其强度。可用玻璃丝、布増强的层 压塑料,其强度可与金属媲美,其耐温性能、尺寸稳定性能均 好。
(2)按用途可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。制造 日常用品的塑料,称为通用塑料,例如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙 烯、聚苯乙烯等均属通用塑料。具有机械强度高、刚度大而常 用于取代钢铁、有色金属材料,制作机械零部件和工程结构受 力件的塑料称为工程塑料,例如聚甲醛、聚酰胺、聚碳酸脂、氯 化聚醚、聚砜等均属工程塑料。在一些特殊场合应用的特殊 塑料,称为特种塑料,例如有机硅、含氟塑料等均属特种塑料。
(3)按加入填料不同而分为压塑料和层压塑料。在树脂 中加入粉状填料,再用压制法塑制的各种不同形状的制品,均 称为压塑料如电木等属压塑料;用片状的纸、棉布、玻璃布等 填料在合成树脂中浸渍后用层压法制得的塑料,均称为层压 塑料,如聚脂玻璃纤维层压塑料等均属层压塑料。
2.塑料的命名
目前常用的命名方法有按商品性质命名和按单体名称命 名两种。
按商品来源、性质命名的有电木、电玉、尼龙、锦纶、涤纶 和维尼纶等,这种命名方法比较简明,但不能完全反映该树脂 的结构和特性。如果采用不同原料制成同一种高聚合物时, 容易造成混淆。
按单体的名称命名时,如果是加聚反应产生的塑料,则在 单体名称前加上“聚”字,如单体乙烯、丙烯、苯乙烯、氯乙烯、 甲醛等前面加“聚”字的聚合物,如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、 聚氯乙烯、聚甲醛等;如果是缩聚反应产生的塑料,通常在原 料名称之后加上“树脂”二字,如脲醛树脂、酚醛树脂等,也有 在其原料名称之前加上“聚”字的,例如聚对苯二甲酸乙二醇 酯、聚乙二酸二胺等。
3.塑料、树脂的名称缩写代号
塑料和树脂的英文和中文名称一般都很长,实际运用中 很不方便。因此,在国际上常用其英文名词的字头作为代号, 例如丙烯晴一丁二烯一苯乙烯的英文名词为Acrylenitrild Butadiene^ Styrene3个名词的字头为ABS,因ABS就是该种
塑料名词的缩写词,也是代号和简称。
常用塑料及树脂名称的缩写代号如表3—9所示。
表3—9常用塑料及树脂缩写代号
| 缩写代号 | 英文全名 | 中文名 |
| ABS | Acrylonitriie Butadiene Styrene | 丙烯晴-丁二烯-苯乙烯 |
| A/ MMA | Acrylonitriie Methyl methacrylate | 丙烯晴-甲基丙烯酸甲酯 |
| A/ SS A | Acrylonitrike Styrene^ Acrylate | 丙烯晴-苯乙烯-丙烯酸酯 |
| CA | Cellulose acetate | 醋酸纤维素 |
| CN | Cellulose nit rate | 纤维素 |
| CS | Casein | 酪朊,酪素 |
| 缩写代号 | 英文全名 | 中文名 |
| EC | Ethyl cellulose | 乙基纤维素 |
| EP | Epoxide; Epoxy | 环氧化物,环氧树脂 |
| E P | Ethylenef Propylene | 乙烯-丙烯 |
| E VAC | Ethylenef Vinyl acetate | 乙烯-醋酸乙烯酯 |
| MF | Melamine- Formaldehyde | 三聚氰胺-甲醛塑料,密胺甲醛 树脂 |
| PA | Polyamide | 聚酰胺 |
| PB | Polybutene-1 | 聚丁烯-1 |
| PC | Polycarbonate | 聚碳酸酯 |
| PE | Polyethylene | 聚乙烯 |
| PETP | Poly (ethylene terephthalate) | 聚对苯二甲酸乙二醇酯 |
| PF | Pheno l-fo r malde hy de | 苯酚-甲醛树脂 |
| PIB | Polyisobutylene | 聚异丁烯 |
| PMMA | Poly (methyl methacrylate) | 聚甲基丙烯酸甲酯 |
| POM | Polyoxymethylene; Polyformaldehyde | 聚氧化甲烯,聚甲醛 |
| PP | Polypropylene | 聚丙烯 |
| PPOX | Poly (propylene oxide) | 聚氧化丙烯 |
| PS | Polystyrene | 聚苯乙烯 |
| PTFE | Polytetrafluoroethylene | 聚四氟乙烯 |
| PUR | Polyurethane | 聚氨基甲酸酯 |
| PVAC | Poly (vinyl acetate) | 聚醋酸乙烯酯 |
| PVAL | Poly (vinyl alcohol) | 聚乙烯醇 |
| PVB | Poly (vinyl butyral) | 聚乙烯醇缩丁醛 |
| PVC | Poly (vinyl chloride) | 聚氯丁烯 |
| PVDC | Poly(vinylidene chloride) | 聚偏二氯乙烯 |
| 缩写代号 | 英文全名 | 中文名 |
| PVF | Poly (vinyl fluoride) | 聚氟乙烯 |
| PVFM | Poly (vinyl formal) | 聚乙烯醇缩甲醛 |
| S/ B | Sty re ne^ Butadiene | 苯乙烯-丁二烯 |
| SI | Silicone | 硅酮树脂 |
| UF | U re a~form aldehyde | 脲甲醛树脂 |
| UP | Unsaturated polyester | 不饱和聚酯 |
| VC/ VAC | Vinyl chloride^ Vinyl acetate | 氯乙烯-醋酸乙烯酯 |
| VC/ VDC | Vinyl chloride^ Vinylidene chloride | 氯乙烯^偏二氯乙烯 |
1. 塑料的构成及其作用
大多数塑料是以合成树脂为其主要成分,并根据具体需 要而加入适量的増塑剂、稳定剂、填充剂、増强剂、着色剂、润 滑剂和抗静电剂等助剂而制成的。其构成成分和作用如下:
(1)合成树脂——合成树脂又称高聚物、聚合物,是塑料 的主要成分,在塑料中起胶结作用,是将助剂与自身牢固地胶 结成一个整体。塑料的性质主要取决于所采用合成树脂的种 类。
(2)増塑剂——为了改进塑料加工成型时的流动性和増 进塑料制品的柔顺性而添加的物质叫増塑剂。増塑剂可降低 聚合物分子间的作用力而达到上述目的。常用的増塑剂有邻 苯二甲酸二辛酯、邻苯二甲酸二丁酯等。
(3)稳定剂——又叫防老化剂,稳定剂能阻止和抑制聚合 物在加工成型及使用过程中受热、光、氧、微生物等因素的影 响而引起的破坏作用,稳定剂又分为热稳定剂、光稳定剂和抗 氧化剂等。抗热稳定剂有盐基铅类等,抗光稳定剂有水杨酸 脂类等,抗氧化稳定剂有酚类、胺类等。其用量一般在2%以 下,有时可达5%以上,视具体需要而定。
(4)填充剂——又称填料,添加填充剂的目的是为了改善 塑料的加工成型性能,改进塑料的强度和刚度等物理性能,同 时也可降低成本。填充剂一般为粉状和纤维物质,如碳酸钙、 硅酸盐、粘土、滑石粉、木粉、金属粉末和玻璃纤维、石棉纤维、 麻纤维与合成纤维等,其用量一般在40%以下。
(5)着色剂——又叫色料,能使塑料具有色彩或光学性 能。添加着色剂使塑料制品鲜艳、美观,改善塑料耐看性能。 常用的着色剂有无机颜料、有机颜料和染料等。
(6)润滑剂——添加润滑剂可改进塑料熔体的流动性以 及塑料制品表面的光洁度。常用的润滑剂有脂肪酸皂类、脂 肪酯类、石蜡、低分子量聚乙烯等,其用量一般低于1%。
此外还有抗静电剂、阻燃剂、发泡剂等助剂。可根据实际 需要而选用添加不同的助剂,同一种树脂添加不同的助剂,可 塑制不同性能的塑料制品。
2. 塑料的共同性能
各种塑料都具有不同的独特性能,但都具有高聚化物的 共同性能,作为包装材料的塑料,其性能主要如下:
(1)物理机械性能好——包装用塑料其质量较轻,其密度 大多数在1〜1.4 g cm3之间,聚丙烯密度仅为
0. 90〜0. 91 g cm3之间,比水轻、吸水率低,具有良好的耐油 性能,聚乙烯的质量也较轻,其密度一般在0 .91〜0.96 g cm3 之间,吸湿性较小、耐寒性好。就是最重的聚四氟乙烯的重量 也比铝还轻,而塑料的比强度都比金属大。
塑料的机械性能,包括抗拉强度、抗压强度、抗弯曲强度、 抗冲击强度等取决于塑料的聚合度、结晶度和内聚力等因素,
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塑料的聚合度、结晶度和内聚力越大,则其机械强度也大。在 其它条件相同时,当塑料晶体的晶格与应力方向完全平衡时, 这种取向结构的聚合物具有更高的机械强度。聚合物内部由 于没有电子和离子,所以塑料无导电能力。是优良的绝缘体。
(2)阻隔性能好——塑料的阻隔性包括对气体和水蒸汽 的阻隔性、不同的商品对包装的阻隔性有不同的要求,表3 一 10为实测得出的各种塑料的阻隔性能。
表3—10各种塑料阻隔性能表
| 氧气 | 二氧化碳 | 水蒸汽 | |
| 塑料名称 | cm3 • mnV m3 d • Pa | cm3 • mnV m3 • d- Pa | g- mm/ m2 • d |
| 丙烯晴共聚物(丙烯晴75%) | 0. 4X 10- 5 | 4 X 10 -5 | 0.5 |
| 丙烯晴共聚物(丙烯晴82%) | 0. 2X 10- 5 | 0. 7X 10- 5 | 0 .7 |
| 聚丙烯晴 | 0. 02X 10- 5 | 0. 2X 10- 5 | 0 .2 |
| 聚偏二氯乙烯 | 0. 5X 10- 5 | 1. 5X 10- 5 | 0 .2 |
| 聚三氟氯乙烯 | 1. 5X 10- 5 | 4. 5X 10- 5 | 0 .05 |
| 普通丙烯晴共聚物 | 0 .2 X10 -5〜 1. 20X 10- 5 | 0.1X10 -5〜 4 X 10 -5 | 0 .25 〜1.25 |
(4)加工适应性能好——塑料中,特别是热塑性塑料的加 工适应性能好,无论是热成型、机械加工,还是热封都有良好 的适应性,便于塑制成型、机械加工和热封包装。
但是塑料的缺点在于不耐高、低温,遇到高温时塑料会变 软、变形、强度变低,甚至分解变质;遇到低温时,塑料又会变
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脆,甚至变质。有的塑料如聚氯乙烯、酚醛、脲醛等塑料具有 一定的毒性,聚氯乙烯的毒性来源于单体的残留物、増塑剂中 的磷酸三甲酚酯、稳定剂中的铅盐和氯化氢等。
四、常用塑料包装材料的种类、性能和用途
包装用塑料薄膜有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、 聚酰胺、聚酯、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、酚醛塑料脲醛塑料
等。
1.聚乙烯(PE)塑料薄膜
聚乙烯薄膜是在包装中用量最大的一种塑料薄膜,约占 总量的40%以上,具有良好防潮性、热封合性,易于加工成 型、价格便宜,故获得广泛运用。
(1)低密度聚乙烯(LDPE)薄膜——是一种柔软而透明 的塑料薄膜,具有良好的耐水性、防潮性、耐寒性、热封合性和 热封强度,因此,用于冷冻食品包装和复合材料的热封层,透 气率大,包装食品不宜久藏,适于水果、蔬菜的保鲜包装,但其 耐热性和耐油性能较差。由于其防潮性能好,所以,除食品外 还常用于医药品、日用品和金属制品的防潮包装。由于其热 收缩性能好,又广泛用于各种热收缩包装中。
(2)高密度聚乙烯(HDPE)薄膜——是一种韧性的半透 明薄膜。其抗拉强度、防潮性、耐热性、耐油性和耐化学药品 性等均优于低密度聚乙烯薄膜。由于其耐热性好,可作蒸煮 袋的热封层,但气密性差,不具有保香性、食品贮存不宜过 长。
(3)中密度聚乙烯(MDPE)薄膜——其性能介于低密度 和高密度聚乙烯之间,是一种较坚韧的塑料包装材料,具有较 好的强度,适于作包装薄膜和包装容器。聚乙烯薄膜的性能 如表3 —11所示。
| 性倉巨 | 单位 | 低密度 | 中密度 | 高密度 |
| 密度 | g/ cm3 | 0 .910〜0.925 | 0.926〜0.940 | 0. 941 〜0. 965 |
| 结晶度 | % | 55 〜56 | 70〜75 | 85 〜90 |
| 透明度 | % | 0〜75 | 10 〜80 | 0〜40 |
| 透气速率(相对值) | — | 1 | 1/ 3 | 1/ 3 |
| 硬度(洛氏) | — | D41 〜D46 | D50 〜D60 | D60 〜D70 |
| 抗冲击强度 | N cn^ cm2 | <420 | <210 | < 170 |
| 抗拉强度 | N cm2 | 700〜1 610 | 840 〜2 450 | 2 170〜3 850 |
| 伸长率 | % | 90 〜800 | 50 〜600 | 15 〜100 |
| 结晶熔点 | 108〜126 | 126 〜135 | 126 〜136 | |
| 脆化温度 | -80〜-55 | — | -140 〜-100 | |
| 热变形温度 | 38〜49 | 49〜74 | 60 〜82 | |
| 线型收缩率 | % | 1. 5〜5 .0 | 1. 5〜5. 0 | 2 .0 〜5. 0 |
聚丙烯薄膜可分为未拉伸和双向拉伸两种聚丙烯薄膜, 而且在性能上有很大差别,分述如下:
(1)未拉伸聚丙烯(CPP)薄膜——与聚乙烯薄膜相比,具 有更好的透明性、防潮性、耐热性、耐油性和耐磨性。但其耐 寒性差,在0〜10 C时会发脆,不能作冷冻食品包装。热封性 好,可作食品、蒸煮袋的热封层,印刷性差,易带静电。
(2)双向拉伸聚丙烯(OPP)薄膜——与未拉伸薄膜相比, 具有较高的透明度和光泽度,耐寒性好,可在-30〜-50 C中 使用,机械强度高,伸长率、透湿率、透气率有所降低,单膜不 能直接热封合,在封口部位涂布粘合剂或与其他塑料薄膜复 合的办法来改善其热封合性能。
由于其透明度、光泽度同等于玻璃纸,而且其价格便宜 20 % ,并具有机械强度高、韧性好、弹性大、耐磨性好,故在食 品、医药品、香烟、纺织品等包装中得到广泛运用。该薄膜具 有较好的热收缩性,其收缩率高达60%〜80%,是一种最便 宜的热收缩包装材料。并与铝箔、纸或其他塑料薄膜制成复 合薄膜,能满足多种内装物的包装要求。其性能如表3 —12 所示。
表3—12聚丙烯薄膜性能表
| 性 食巨 | 未拉伸薄膜 | 双向拉伸薄膜 |
| 抗拉强度(N/ cm2) | 20 〜40 | 130〜250 |
| 抗冲击强度(N • cm^ cm2) | 20 | 150 |
| 摩擦系数 | 0. 4 | 0 .4 〜0. 5 |
| 熔融温度(t) | 165 〜170 | 165 〜170 |
| 使用温度范围(t ) | 0 〜120 | |
| 延伸率(%) | 300〜600 | 40 〜150 |
| 1 0 0t 热收缩率 % 1 min | 0 | 18 |
| 水蒸汽透过率(g/ (24h m2 0.1mm)) | 3 . 3 | 1. 1 〜1. 3 |
| 光泽度 | 78 〜80 | 90 〜100 |
聚苯乙烯是一种质轻、强度较高、尺寸稳定、收缩性小、印 刷性较好、无毒、无味、耐化学腐蚀性强,但有微弱的吸水性常 用作盛装食品以及酸、碱类的容器。
聚苯乙烯加入发泡剂而制成聚苯乙烯泡沬塑料。常用作 仪器、仪表、家用电器等产品的缓冲包装材料,具有良好的防 振缓冲、隔音和保温性能,其物理机械性能如表3 —13所 示。
| 性 倉巨 | 指标值 |
| 密度(g/ cm3) | 0 . 015 〜0 . 030 |
| 疏松度(5 000〜10 000孔cm3) | 98% |
| 抗压强度(N/ cm2) | 12.2〜18.1 |
| 抗弯强度(N/ cm2) | 30. 2〜38 |
| 抗冲击强度(N'cn/ cm2) | 4 . 6 〜4 . 9 |
| 热稳定性(t) | 75 |
| 吸水性 | 2%〜3%(8个月) |
聚氯乙烯是具有一定强度的热塑性塑料,是当前世界上 产量最大的一种塑料,在我国的塑料产量中占第一位,而且价 格也比较便宜。在聚氯乙烯树脂中添加适量的増塑剂、稳定 剂后可制成透明、半透明和不透明的各种硬质、软质的各种包 装容器。硬质容器的重量轻,约为钢重的20%,机械强度高, 化学稳定性好,耐酸、碱性能极强,软质容器的透气性小,透光 性好,高温热封合时,会分解释放氯化氢气体,会腐蚀物品。 其物理机械性能如表3 —14所示。
表3—14聚氯乙烯塑料物理机械性能表
| 性 倉巨 | 硬质塑料 | 软质塑料 |
| 密度(g/ cm3) | 1.36〜1.60 | — |
| 吸水率(%) | — | < 0 .2 |
| 抗拉强度(N/ cm2) | >4 500 〜5 000 | >1 000 |
| 抗弯强度(N/ cm2) | >8 000 〜9 000 | — |
| 断裂伸长率(%) | — | > 150 |
| 耐腐蚀性(g/ m2) | <± 2. 0 | ± 2 .0 |
聚酰胺塑料,通称尼龙。是一种强度很高的热塑性塑料, 其品种很多,有均聚物和共聚物之分,均聚物有PA4、PA5、 PA66 'PA1010 等;共聚物有 PA6/ 66、PAs6/ 1010 等。
尼龙具有较高的抗拉、抗压强度,由于弹性模数低,故能 吸收冲击、振动的噪音,耐化学腐蚀,不受弱碱、弱酸、醇、酯、 烃、酮、汽油等腐蚀品的影响,耐磨性好,尼龙是无臭、无味、无 毒、不腐烂,对燃烧具有自熄的特性。缺点是刚度、稳定性差, 可通过添加助剂而得到改善。
尼龙由于具有优良的机械强度、耐磨性、耐腐蚀、耐油等 性能。尼龙薄膜用于油腻性的食品包装如肉肠制品、油炸食 品、冷冻食品、蒸煮杀菌食品外,常用于制造各种机械零部件, 医疗用具以及储油容器等。尼龙的物理机械性能如表3 —15 所示。
表3—15聚酰胺塑料物理机械性能表
| 性 倉巨 | PA6 | PA66 | PA610 | P A r 八1010 | P A ri^66 1010 | |
| 密度(g/ cm3) | 1. 10 〜1. 15 | 1. 10 | 1.07 〜1. 13 | 1.04 | ||
| 吸水率(%) | 1.6 〜3 . 0 | 0. 9 〜1. 6 | 0. 4 〜0 . 5 | 0. 2 〜0 . 4 | ||
| 抗拉强度(N/ cm2) | 7 000 | 8 950 | 7 550 | 6 200 | 4 200〜 4 400 | |
| 抗压强度(N/ cm2) | 9 250 | 7 100 〜 9 800 | 7 600 | 5 750 | ||
| 抗弯强度(N/ cm2) | 9 690 | 12 600 | 11 000 | 8 800 | 6 000〜 6 500 | |
| 抗剪强度(N/ cm2) | 5 900 | 6 700 | 4 210 | 4 200 | ||
| 抗冲击强度 (N cn/ cm2) | 无缺口 | 不断 | 490 | 826 | 不断 | 300〜400 |
| 有缺口 | 118 | 650 | 152 | 253 | ||
| 布氏硬度HB | 11.6 | 12 .2 | 9 .52 | 9 .75 | ||
聚酯是由对苯二甲酸与乙二醇的缩聚产物。聚酯是一种 无色透明又有光泽的塑料,有较好的韧性和弹性,机械强度 高,耐热性、耐寒性、耐油性均较好,水蒸汽透过率极小,有良 好的防潮性、防水性、气密性,适宜作各种饮料的包装容器。 缺点是不耐碱,热封和防止紫外线透过性较差。
7.酚醛(PF)塑料
酚醛塑料俗称“电木”,是以酚醛树脂为主要成分的热固 性塑料,所谓“酚醛玻璃钢”就是用酚醛树脂浸渍玻璃纤维丝、 玻璃布经热压而成的酚醛玻璃纤维増强塑料,其特点是机械 强度大、刚性好,耐热性高,可在150〜200 t的温度下长期使 用,短期内可在300 t温度下使用,耐磨、耐腐蚀、尺寸稳定, 绝缘性能好。在包装中可作各种桶、罐等包装容器以及集装 箱与各种集装器具。
酚醛塑料有许多品种,3230型、351 — 1型和351 一2型増 强酚醛塑料的机械性能如表3 —16所示。
表3—16酚醛塑料机械性能表
| 性 倉巨 | 3230 型 | 351 —1 型 | 351 — 2 型 |
| 抗拉强度(N/ cm2) | > 10 000 | >8 000 | > 8 000 |
| 抗压强度(N/ cm2) | — | > 13 000 | > 13 000 |
| 抗弯强度(N/ cm2) | > 11 000 | > 12 000 | > 18 000 |
| 抗冲击强度(N'cm^ cm2) | >500 | > 350 | > 800 |
| 抗劈强度(N) | >1 274 | — | — |
脲醛塑料,俗称“电玉”,是由尿素与醛类缩聚制得的树脂 为主要成分,再添加填充剂、着色剂和润滑剂而制成“电玉 粉”,经加热、加压而成脲醛塑料,是属于热固性塑料。该种塑
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料无臭、无味,着色力强,色彩鲜艳、美观,形似美玉,表面硬度 大,不易燃烧、耐热,有一定的机械强度,不变形。但其脆性较 大,耐酸、耐碱和耐水性差,吸水性也较大。
在包装中用脲醛塑料制成各种包装容器,在醋酸或沸水 中浸泡,会析出游离甲醛,故不适于做鲜果汁、酱菜等食品的 包装。用脲醛树脂制成泡沬塑料,具有减振、缓冲、质轻和保 温的特点。
五、塑料复合包装材料
塑料的复合包装材料是指用两种或两种以上的单一塑料 薄膜,通过粘合剂和加工工艺过程而制成的多层包装材料。 这种包装材料具有单层、单种塑料薄膜之长,又补充和强化各 自不足的特点,从而为包装容器的制作提供了性能优良的包 装材料。
现代化的包装容器,特别是食品工业的包装容器,要求包 装材料具有防潮、防气、防光、耐热、耐油和耐热封合等优良性 质,还要有良好的印刷和装饰效果。因此,单一塑料薄膜就难 以满足多功能的需要,而复合塑料薄膜恰好能满足这样多功 能的需求。复合塑料具有机械性能强、加工性能好以及气密 性、耐热性、耐寒性、防潮、防气、防光、防水和防油等性质。复 合塑料薄膜材料能适应和满足现代化包装的多功能需要。
复合包装材料不仅在多层、多种塑料薄膜之间复合,而还 与铝箔、化纤、纸、纸板和木材等材料之间复合,所以复合材料 的用途越来越广泛。
复合薄膜材料的构成,主要包括基材、涂料和粘合剂等。
基材是决定复合材料性质的主要因素。基材主要有聚乙 烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚乙烯醇、聚 碳酸酯等塑料薄膜以及普通玻璃纸、防潮玻璃纸等。要用哪
几种薄膜组合,不仅要看包装内装物所要求的防护功能,而且 还要考虑适应不同工艺的可能性。
涂料是指在塑料薄膜上涂敷的材料,主要有硝化纤维素、 氯化聚丙烯、聚偏二氯乙烯等树脂,用这些涂料在各种塑料薄 膜上进行涂布和贴合加工。特别是用聚偏二氯乙烯涂料(乳 剂溶液),涂布于塑料薄膜表面上时,被涂布的塑料薄膜具有 防潮性、气密性、保香性、耐油性和耐药品等优良特性,因而获 得广泛地应用。
粘合剂是用来粘合材料的,主要有环氧树脂聚氨酯树脂、 丙烯酸树脂、乙烯-醋酸乙烯共聚物等,在进行粘合加工时,要 掌握好适宜的温度,一般均在100 t以下。温度过高,会使薄 膜氧化;温度过低,会发生薄膜收缩而产生沟状剥离现象。在 热合封口时,其温度要掌握在150〜200 t中进行,温度过高、 过低都会影响复合薄膜质量。
复合薄膜材料的加工方法不同、主要有层压复合薄膜、共 挤压复合薄膜、金属化薄膜和塑料不织布等加工方法。
1. 层压复合薄膜材料
层压复合薄膜材料是一种常用的复合薄膜材料,由塑料、 纸、化纤、金属箔等材料,通过各种层合加工方法,制成多层薄 膜复合材料,其中有2层、3层、4层和5层复合等。各种层压 复合薄膜构成如表3 —17所示。
表3—17常用层压复合薄膜材料构成表
| 类另U | 复合薄膜组成形式 | 层数 |
| 中等防护层 | 纸/金属箔/聚丙烯 | 3 |
| 纸/金属箔/聚氯乙烯 | 3 | |
| 聚合物涂层纤维素/聚乙烯 | 2 | |
| 金属箔/纸1蜡/纸 | 4 |
| 类另U | 复合薄膜组成形式 | 层数 |
| 金属箔/纸I蜡或热熔粘合剂 | 3 | |
| 金属箔/聚氯乙烯 | 2 | |
| 聚丙烯/聚乙烯/乙烯一醋酸乙烯共聚物 | 3 | |
| 高等防护层 | 纤维素/聚乙烯/金属箔/聚乙烯 | 4 |
| 聚酯/聚乙烯/金属箔/聚乙烯 | 4 | |
| 金属箔/聚乙烯/金属箔/聚酯/聚乙烯 | 5 | |
| 金属箔/聚乙烯/纸/聚乙烯/金属箔/聚乙烯 | 6 | |
| 金属箔/纸/金属箔/聚氯乙烯 | 4 | |
| 纸/聚乙烯/金属箔/聚乙烯 | 4 | |
| 纸/莎纶/离子型聚合物 | 3 | |
| 聚酰勝纸1莎纶/聚乙烯 | 4 |
共挤压复合薄膜材料是采用两种或两种以上的树脂,同 时熔融后一并挤出成型的复合薄膜材料。其品种有聚丙烯/ 聚乙烯/乙烯一醋酸乙烯共聚物,主要用于烘制食品的包装; 低密度聚乙烯/高密度聚乙烯,主要用于袋装衬里和冻干食品 包装;聚酰勝离子型聚合物/高密度聚乙烯,主要用于肉类包 装;离子型聚合物/聚酰胺,主要用于桶装内层;高密度聚乙烯 /离子型聚合物,主要用于油和油脂品包装;低密度聚乙烯/离 子型聚合物,主要用于爆炸品包装,还有乙烯/醋酸乙共聚物, 主要用于液体包装等。
3. 金属化薄膜材料
金属化薄膜材料是在聚乙烯、聚酯、尼龙等为塑料薄膜基 材,在其表面上直接镀上金属而制得。所镀的金属主要是铝, 也可根据内装物的特性和装饰需要而镀金、银、铜、锌、锡等。
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塑料薄膜镀金属的方法很多,一般采用的方法为真空镀法、离 子镀法、浸镀法和喷镀法等。镀金属塑料薄膜有许多优异性 能,如加工适应性、气密性、印刷性、阻隔性、遮光性以及热封 合性等方面都优于单一薄膜和普通复合薄膜,也比铝箔优越, 其厚度比铝箔薄、无揉曲龟裂现象,而且还可以焊封合。
4.塑料不织布
塑料不织布是直接采用经纬线层叠热压复合而成的复合 包装材料。
塑料不织布与一般编织袋相比,具有强度高、质量轻、树 脂用量少、防潮性、防水性、阻隔性能好等优点,由于两层网状 材料融为一体,不易错动,定型性很好,能承受较大的外力,抗 撕裂强度大。主要用于装运水泥、农药、化肥等粉状、粒状内 装物可取得显著的效果,由于破损率大为降低可以保证货物 运输质量。
六、塑料运输包装
塑料包装容器是以塑料为原料经加工成型而制成各种销 售包装、运输包装和集合包装。
随着塑料工业的发展和应用领域的扩大,由于塑料包装 容器质量轻、强度大、耐磨、耐腐蚀、防潮、防水、阻隔性好,易 加工成型以及价格低廉等原因而迅速进入包装领域。
在销售包装中塑料包装所占比重较大,在饮料、化妆品、 药品、食品等领域内造型精巧、结构独特、功能多样的各类塑 料包装几乎代替了其他各种材料的包装,而且深受消费者的 欢迎。在运输包装和集合包装中,虽然没有销售包装那样广 泛,但其运用数量也是相当大的其结构形式有桶装、箱装和袋 装等几种类型。
1. 塑料桶
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塑料桶按制作材料,可分全塑桶、钙塑桶和钢塑桶等3
类。
全塑桶是用高密度聚乙烯(HDPE)、低密度聚乙烯 (LDPE)、聚丙烯(PP)、聚氯乙烯(PVC)等塑料制成。
钙塑桶是塑料中掺入无机填料而制成。
钢塑桶是内胆用塑料、外壳用钢板而制成,具有两者之 长,耐腐蚀、机械强度高。
从结构形式,可分为顶开式、收口式和密封盖式3类。 顶开式塑料桶是由桶身和桶盖组成,其接合形式有螺纹 接合式和夹口封闭器接合式两种。如图3 —11所示。
(a)螺纹接合桶
(b)夹口接合桶 图3— 11螺纹、封闭器夹口接合塑料桶
收口式塑料桶是其桶颈收缩为小口,并设两个提手。密 封盖式塑料桶的桶体顶部设注入口和塞孔均在箝入槽口内, 桶底为凹进型,如图3 —12所示。
上述各类塑料桶主要用于装运各类液态货物和化工原料
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图3 —12 收口式、密封盖式塑料桶
产品。此外还有用聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等塑料通过中空 吹塑法成型的各种造型的塑料桶,其结构形式如图3 —13所
示。
图3 —13 常用全塑桶结构类型图
2. 塑料箱
塑料箱有全塑箱和钙塑箱两类。全塑箱主要用作周转 箱,其结构造型有孔格型、手扳型、凹凸型等,按用途分为啤酒
周转箱、饮料周转箱、食品周转箱和鲜蛋周转箱等,由于质量 轻、耐腐蚀,易清洗、运输方便、堆垛安全,极大的改善了对内 装物的保护性,因而得到广泛运用。
钙塑箱是仿照瓦楞纸箱而制成的一种能折叠的箱型。钙 塑箱是用高压聚乙烯、低压聚乙烯、聚丙烯等塑料为原料,所 添加的填料主要为钙质的碳酸钙(CaCQO、硫酸钙(CaSO4)和 亚硫酸钙(CaSO3_2H2O)等无机钙盐,在一般情况下,用现有 树脂,在加工成塑料的过程中进行改性,要比合成新的树脂简 单得多。因此,塑料改性得到迅速发展。钙塑箱的加工工艺 方法是用填料改性的塑料,用挤出法或压延法制成成型片板、 再热压成瓦楞芯材,然后用芯材与平片材热压成瓦楞板材,再 按瓦楞纸箱的制作方法制成折叠式的钙塑箱。
钙塑箱具有质量轻、尺寸准确、外型美观、适于印刷、装 潢、防潮、防水、可折叠、机械强度高等优点。钙塑箱的空箱抗 压强度与瓦楞纸箱的性能比较如表3 —18所示。
表3—18钙塑箱与瓦楞纸箱性能比较表
| \性能 | 空箱抗压力 (N) | 瓦楞纸板平 面抗压强度 ( N/ cm2 ) | 瓦楞纸板 剥离强度 (N) | 跌落试验 次数 | 冲击试 | ||
| 种类 | 干时 | 水淋 5 min | 底落地 | 廣头落地 | 验次数 | ||
| 瓦楞纸箱 | 2 500 | 700 | 7 | 9 | 750 | 10 | 75 |
| 钙塑箱 | 5 100 | 5 100 | 20 | 50 | 750 | 10 | 75 |
3.塑料袋
塑料袋可分为塑料薄膜袋和塑料编织袋。
(1)塑料薄膜袋。它是一种平面状结构的包装容器,根据 使用材料不同而分为普通塑料薄膜袋、低发泡塑料薄膜袋和
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复合材料薄膜袋。
①普通塑料薄膜袋——这种薄膜袋是用热塑性各种塑料 吹塑而成,具有透明、柔软、质轻和化学性能稳定等特点。其 特性、使用范围如表3 —19所示。
表3 —19普通塑料薄膜袋特性、使用范围表
| 薄膜种类 | 特 性 | 使用范围 |
| 低密度聚乙烯袋 高密度聚乙烯袋 硬聚氯乙烯袋 聚苯乙烯袋 聚丙烯袋 丙烯腈袋 | 防湿、不透明、耐挤压 防湿、不透明、刚性 阻隔、透明、刚性 刚性、耐酸 透明、质轻 透明、阻隔、刚性 | 药品、洗涤剂 药品、漂白剂 油脂、洗涤剂、发乳 酸性物品、饮料 化学药品、输送液 化学药品、饮料 |
③复合材料薄膜袋——根据使用基材、涂料和粘合剂不 同而具有不同的特性,一般具有单一薄膜袋不具有的优良性 质和特种功能。可用各种不同的塑料薄膜相互复合,也可用 塑料薄膜与铝箔、化纤、纸张等进行复合。在选用复合材料 时,要根据内装物的性质、状态以及内装物装袋后,需要再加 工的特殊要求等。例如蒸煮食品袋,就需要阻隔性和耐蒸煮 性,可选用铝型复合袋。
(2)塑料编织袋。它用热塑性塑料薄膜拉伸、剪切成丝 状,经编织机编织筒形、片形材料,再经裁剪、缝合而成。这种 编织袋具有质轻、韧性好、强度大、耐酸、耐碱、耐腐蚀、化学稳 定性好、防潮、隔湿等优良性能。其主要类型有全塑编织袋、
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全塑涂膜编织袋。
①全塑编织袋——这种编织袋的经线、纬线均用塑料丝 编织而成,具有较强的抗拉强度,但其经纬线的相对位置不够 固定,丝位易滑动,甚至出现拼丝现象,袋体不够严密,有漏 孔、漏缝现象等缺陷。
②全塑涂膜编织袋——这种塑编袋的内层涂布一层聚烯 烃薄膜,使其经纬线的相对位置固定,并堵塞其细微孔眼而使 袋体紧密严实,避免渗漏,増强袋体的防潮、防湿性能。因此, 适于装运用各种怕湿、防潮的货物。
塑编袋的强度不仅与塑料丝的品种有关,而且与其经、纬 线的密度有关。塑编袋视盛装的内装物重量不同而分为重 型、中型和轻型等3种,如表3 — 20所示。
从表中可知塑编袋的断裂强度与其编织密度有直接关 系,编织密度越大,则每根单丝线所承受的拉力就越小,则塑 编袋的断裂强度就越大;反之,如果编织密度小,则单位面积 内构成的单丝就少,因此每根单丝所承受的拉力就大,则整个 塑编袋的断裂强度也就小。
