包装材料课后题和答案解析

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第一章　概 述 

思考题： 

1．简述塑料包装材料的优缺点。 

2．塑料在包装材料方面的主要应用有哪些？

3．用示意图表示：(1)线型聚合物，(2)短支链聚合物，(3)长支链聚合物，(4)低交联聚合物，(5) 高交联聚合物。 

4．区别下列概念：单体与重复结构单元；加聚反应与缩聚反应；热塑性塑料与热固性塑料；聚合度与分子量。 

5．什么是聚合物老化？老化时常发生哪些物理化学变化？ 

6．聚合物常用的分类方法有那些？ 

7．写出六种你经常遇到的聚合物的名称，包括商品名称和工业命名名称。 

第二章　塑料包装材料常用树脂和助剂 

思考题： 

1．述包装常用塑料材料的品种和性能。 

2．简述高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的主要差别。 

3．PVC的性能与什么因素有关？ 

4．塑料材料中为什么要加入助剂?按其作用可分为哪几种? 

5．什么叫做增塑剂?它是如何起增塑作用的? 

6．何谓增塑剂效率?试说明其用途及局限性。 

7．请以聚氯乙烯为例，说明热稳定剂的作用机理。 

8．抗氧剂和光稳定剂主要有哪些类型?试举例说明其稳定作用机理。 

9．阻燃剂是怎样起阻燃作用的? 

第三章　塑料包装材料的性能 

思考题： 

1．简述高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的差别。 

2．聚乙烯和聚苯乙烯哪一个在室温下有较大的蠕变倾向? 

3．聚苯乙烯和全同立构聚丙烯哪一个更为透明? 

4．怎样才能制得接近透明的低密度聚乙烯薄膜? 

5．常见的透明塑料有哪些？塑料的透明性与什么有关？ 

6．试验温度下降对抗拉强度会产生什么影响? 

7．试验时间增加对抗拉强度会产生什么影响? 

8．什么温度下聚苯乙烯的性质同室温下的天然橡胶的性质类似? 

9．何谓聚合物老化？老化时常发生哪些物理化学变化？ 

第四章　塑料软包装及成型 

思考题： 

1．软包装材料有哪些基材？ 

2．软包装材料的构成原理是什么？ 

3．单层薄膜的种类和制作方法有哪些？ 

4．复合薄膜有哪几种成型工艺？原理是什么？ 

5．薄膜包装袋的品种有哪些？特点是什么？ 

6．薄膜包装袋的热封合的方法和原理是什么？ 

7．如何鉴别塑料薄膜？ 

第五章　塑料包装容器及成型 

思考题： 

1．简述挤出成型过程。 

2．根据挤出机中塑料熔化过程，料筒温度的选择对物料的机械降解有何影响? 

3．何为注射成型?影响制品质量的因素有哪些? 

4．简述注—拉—吹工艺流程及其优点。 

5．热成型过程中塑料温度对熔体粘度变化有何影响?热成型中影响制品质量的工艺因素有哪些?怎样控制？ 

6．简述挤出、注射、热成型及其它方法成型制品特点及基本成型工艺过程。 

第六章　其它塑料包装材料及成型 

第一章 概述

1、简述塑料包装材料的优缺点。 塑料包装材料之所以发展迅速，是由于与其他包装材料相比，有很多优点： 　　

1. 质轻、机械性能好 塑料的相对密度一般为0.9～2.0g/cm3，只有钢的1/8～1/4，铝的1/3～2/3，玻璃的1/3～2/3，按材料单位重量计算的强度比较高。制成同样容积的包装，使用塑料材料将比使用玻璃、金属材料轻得多，这对长途运输将起到节省运输费用、增加实际运输能力的作用。 塑料包装材料在其拉伸强度、刚性、冲击韧性、耐穿刺性等机械性能中，某些强度指标上较之金属、玻璃等包装材料差一些，但较纸材要高得多；且在包装行业中应用的塑料材料，某些特性可以满足包装的不同要求，如塑料良好的抗冲性优于玻璃，能承受挤压；可以制成泡沫塑料，起到缓冲作用，保护易碎物品。 　　

2. 适宜的阻隔性与渗透性 选择合适的塑料材料可以制成阻隔性适宜的包装，包括阻气包装、防潮包装、防水包装、保香包装等，用来包装易因氧气、水分作用而氧化变质、发霉的食品等包装材料。对某些蔬菜水果类生鲜食品，对包装要求有一定的气体和水分的透过性，以满足蔬菜水果的呼吸作用，用塑料制得的保鲜包装能满足上述要求。 　　

3. 化学稳定性好 塑料对一般的酸、碱、盐等介质均有良好的抗耐能力，足以抗耐来自被包装物（如食品中的酸性成份、油脂等）和包装外部环境的水、氧气、二氧化碳及各种化学介质的腐蚀，这一点较之金属有很强的优势。 　　

4. 光学性能优良 许多塑料包装材料具有良好的透明性，制成包装容器可以清楚地看清内装物，起到良好的展示、促销效果。 　　

5. 卫生性良好 纯的聚合物树脂几乎是没有毒性的，可以放心地用于食品包装。但个别树脂的单体（如聚氯乙烯的单体氯乙烯等）如果在用做食品包装容器时含量过高，超过一定浓度时，容易迁移到被包装的食品中，经食品进入人体后有一定的危害作用，如果在树脂聚合过程中尽量将单体控制在一定数量之下，则可确保其卫生性。 　　

6. 良好的加工性能和装饰性　塑料包装制品可以用挤出、注射、吸塑等方法成型，还能很容易地染上美丽的颜色或印刷上装潢图案。塑料薄膜还可以很方便地在高速自动包装机上自动成型、灌装、热封，生产效率高。 塑料材料虽然有上述优点，但同时也有许多缺点，如强度和硬度不如金属材料高，耐热性和耐寒性比较差，材料容易老化等，这些缺点使得它们的使用范围受到。 

2、塑料在包装材料方面的主要应用有哪些？ 

塑料在包装方面的主要应用主要包括： 

1．薄膜 包括单层薄膜、复合薄膜和薄片，这类材料做成的包装也称软包装，主要用于包装食品、药品等。单层薄膜的用量最大，约占薄膜的2/3，其余的则为复合薄膜及薄片。 厚度为0.15～0.4mm的透明塑料薄片，经热成型制成吸塑包装，又称泡罩包装，在包装药片、药丸、食品或其他小商品方面已普遍应用。 

2．容器 (1) 塑料瓶、桶、罐及软管容器 使用的材料以高、低密度聚乙烯和聚丙烯为主，也有用聚氯乙烯、聚酰胺、聚苯乙烯、聚酯、聚碳酸酯等树脂的。这类容器容量可小至几毫升，大至几千升。耐化学性、气密性及抗冲击性好，自重轻，运输方便，破损率低。如聚酯吹塑薄壁瓶，透气性低，能承受压力，已普遍用来盛饮用水、汽水等充气饮料。 (2) 杯、盒、盘、箱等容器 以高、低密度聚乙烯、聚丙烯以及聚苯乙烯的发泡或不发泡片材，通过热成型方法制成，用于包装食品。塑料包装箱的性能比纸箱或木箱好得多，用低发泡钙塑材作包装箱可降低包装商品的成本。用高密度聚乙烯制成的各种周转箱，比木箱容易清洗、消毒，使用寿命长。 

3．防震缓冲包装材料 用聚苯乙烯、低密度聚乙烯、聚氨酯和聚氯乙烯制成的泡沫塑料。泡沫塑料按发泡程度和交联与否，分硬质和软质两类；按泡沫结构，分闭孔和开孔两种，密度0.02～0.06g/cm3，具有良好的隔热和防震性，主要用作包装箱内衬。 在两层低密度聚乙烯薄膜之间充以气泡制成的薄膜，称为气泡塑料薄膜或气垫薄膜，密度为0.008～0.03g/cm3，适用于包装食品、医药品、化妆品和小型精密仪器。 将聚苯乙烯或低密度聚乙烯在挤出机内通入加压易于汽化的气体，经挤出吹塑而成低发泡薄片，称为泡沫纸，再用热成型方法，可制成食品包装托盘、餐盘、蛋盒及快餐食品包装盒等。 

4．密封材料 包括密封剂和瓶盖衬、垫片等，是一类具有粘合性和密封性的液体稠状糊或弹性体，以聚氨酯或乙烯-醋酸乙烯酯树脂为主要成分，用作桶、瓶、罐的封口材料。橡胶或无毒软聚氯乙烯片材，可作瓶盖、罐盖的密封垫片。 

5．带状材料 包括打包带、撕裂膜、胶粘带、绳索等。 胶粘带是一种压敏胶带，将压敏胶涂于薄膜带基或牛皮纸带基上，带的背面有防粘层。如果用玻璃纤维顺轴向增强胶粘带，可提高拉伸强度，作捆扎材料使用极为方便。将压敏胶涂于纸质或铝箔彩色标贴背面，俗称不干胶标贴。热熔胶和乙烯-醋酸乙烯酯树脂乳液是包装箱盒封口的主要胶粘剂，消耗量占包装用胶粘剂的80％以上。 

3、用示意图表示：(1)线型聚合物，(2)短支链聚合物，(3)长支链聚合物，(4)低交联聚合物，(5) 高交联聚合物。 （略） 

4、区别下列概念：单体与重复结构单元；加聚反应与缩聚反应；热塑性塑料与热固性塑料；聚合度与分子量。 

单体与重复结构单元； 高聚物在聚合以前的低分子化合物称为单体。高聚物是由特定的结构单位多次重复组成的。即重复结构单元，二者的化学组成可以相同，也可以不相同。 加聚反应与缩聚反应； 

（1）加聚反应 加聚反应的单体一般都是含有双键的有机化合物，例如烯烃和二烯烃等。 高聚物经过光照，加热或用催化剂处理等引发作用，就可以把双键打开，第一个分子便和第二个分子连结起来，第二个分子又和第三个分子连结，一直连成一条大分子链。这样的化学作用就象分子和分子一个一个相加起来成为一个大分子，所以称为加聚反应。 

（2）缩聚反应 缩聚反应是由相同或不同的低分子物质聚合，在生成高聚物的同时常有H2O、NH3、卤化氢、醇等低分子物质的析出。所得到的高聚物，其组成与原料物质的组成不同。 热塑性塑料与热固性塑料； 热塑性塑料本身多为长链大分子，线型或支链型聚合物。当加热此类材料超过一定温度时，材料就软化，进而产生流动，很少有化学反应发生，仅仅是物理的熔融过程；当温度降至一定温度时，材料就硬化恢复原来的状态；再受热又可软化，冷却再变硬；这类材料在某些特定溶剂的作用下还可溶解，成为高分子树脂溶液，溶剂挥发后，材料仍可回复到原来的状态。 热固性塑料本身原来是由较低分子量的物质构成，也为线型结构。但一经加热，材料首先软化，呈现出流动性，随即发生缩聚反应，脱出小分子物质并生成中间缩聚物，进而该中间缩聚物分子间发生交联反应，生成具三维交联的体型结构高分子化合物，最终固化成为不熔、不溶的高分子材料。 聚合度与分子量。 高分子化合物是由特定的结构单位多次重复组成的。其中特定的结构单位，称为链节；特定结构单位的重复个数，称为聚合度。 高分子化合物中每个链节好象一条长链条里的每一个环节，聚合度即链上环节的数目。 高分子化合物的分子量＝链节分子量×聚合度 

5、什么是聚合物老化？老化时常发生哪些物理化学变化？ 

高分子材料在长期使用过程中，由于受到氧、热、紫外光线、机械力、水蒸气以及微生物等因素的作用，逐渐失去弹性，出现龟裂；变硬变脆或发粘软化，失去光泽或变色，物理-机械性能变差等现象，称为聚合物的老化。高分子材料的老化是一个复杂的化学变化过程，它涉及到高分子化合物本身的结构和环境条件等因素。这些因素造成高分子的交联和高分子的裂解，是引起老化的主要原因。 老化以大分子的交联为主时，则表现为失去弹性、变硬变脆、出现龟裂等。老化以大分子的裂解为主时，则表现为失去刚性、变软发粘、出现蠕变等。 

6、聚合物常用的分类方法有那些？

高分子材料的分类方法有多种，可按反应类型、化学结构和所用原料类别等进行分类，但应用最多的是将高分子材料按其热行为分为热塑性高分子材料和热固性高分子材料两种。 

7、写出六种你经常遇到的聚合物的名称，包括商品名称和工业命名名称。 

聚苯乙烯在Tg温度以上，Tf温度以下时，即处在高弹态时其性质同室温下的天然橡胶的性质相似。 

第二章 塑料包装材料常用树脂和助剂 

1、 简述包装常用塑料材料的品种和性能。 

1. 聚乙烯 聚乙烯是包装中用量最大的塑料品种之一，其分子结构式为： 　　

—[—CH2—CH2—]n— 聚乙烯是乙烯通过加成反应得到的一组聚合体的总和。聚乙烯可以是均聚和共聚的，同时也可以是线性和非线性的。聚乙烯为无臭、无毒、外观呈乳白色的蜡状固体。主要性质如下：

　　(1) 分子结构为线型或支链型结构，结构简单规整、对称性好、易于结晶，材料柔软性好，不易脆化。 　　

　　(2) 分子中无活性反应基团又无杂原子，因此化学稳定性极好，在常温下几乎不与任何物质反应。常温下不溶于任何一种已知的溶剂，但对烃类、油类的稳定性较差，可能引起溶胀或变色。在70℃以上能溶于二甲苯、四氢萘、十氢萘等溶剂。

　　(3) 聚乙烯有优良的耐低温性能，且在低温下性能变化极小。 

　　(4) 阻湿性好，但具有一定的透气性。

　　(5) 热封性好。 

　　(6) 由于聚乙烯分子无极性，极性油墨等对其附着力较差，导致适印性不好，故在印刷前应进行表面处理。同样，在聚乙烯薄膜与其他薄膜进行干法复合前，也需要进行表面处理，以增加印刷或复合的牢度。 聚乙烯的品种类型有多种，在使用中通常将聚乙烯按密度和结构的不同分为低密度聚乙烯（LDPE）、中密度聚乙烯（MDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）和线型低密度聚乙烯（LLDPE）等。 

2. 聚丙烯 　　

　　 聚丙烯属聚烯烃品种之一，也是包装中最常用的塑料品种之一，其结构式为： 

　　 聚丙烯是以丙烯单体进行聚合的热塑性聚合物。聚丙烯外观与聚乙烯相似，但聚丙烯的相对密度为0.90～0.91，是目前常用塑料中最轻的一种。通常有均聚聚丙烯和无规共聚聚丙烯二类。聚丙烯有很高的耐化学性及耐机械性能。聚丙烯树脂常用于制造薄膜和硬的容器。 

　　(1) 均聚聚丙烯 与低密度聚乙烯及高密度聚乙烯相比，聚丙烯密度低，熔点高；聚丙烯的机械性能好，拉伸强度、屈服强度、压缩强度、挺度、硬度等都优于聚乙烯，尤其是具有较好刚性和抗弯曲性；耐化学性极好，耐热性良好，在无外力作用下，加热到150℃也不变形；并能耐沸水煮，能经受高温消毒；聚丙烯的阻湿性极好，阻气性优于聚乙烯，但耐低温性能远不如聚乙烯；由于同样的原因，聚丙烯的印刷性与粘合性不好，在印刷或粘合前多需进行表面处理。 聚丙烯的这些特性决定了均聚聚丙烯有很广的应用。例如，聚丙烯薄膜可以包装食品，其通过吹膜和流延二种方法制成，双向拉伸提高了薄膜的光学性能和强度。聚丙烯薄膜通常通过不同的涂层来改善其热封性、阻隔性及光学性能，同时镀铝聚丙烯膜有很低的透气及透湿性能。双向拉伸的聚丙烯薄膜（BOPP）其透明性、阻隔性等均优于未拉伸的聚丙烯薄膜（CPP）（如表2-6所示），从而广泛地应用于复合薄膜的制造。高挺度与易拉性能使均聚聚丙烯非常适合缠绕及拉伸应用；聚丙烯还可用来制造瓶、罐及各种形式的中空容器。利用聚丙烯的优良抗弯性和回弹性，可制作盖及本体和一的箱壳。同时其很好的耐热性则可以用这种材料制成的耐热的微波食品容器以及耐蒸煮容器。聚丙烯也是一种极好的注塑材料以代替高密度聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯和玻璃瓶。 均聚聚丙烯有极好的流变性和很好的加工性能。其熔体质量流动速率范围在0.5～50g/10min。宽熔指材料容易用来作为注塑材料。但是，均聚聚丙烯在加工和使用中较聚乙烯更容易受光和热而氧化降解。因此，应该加一些抗氧剂来阻止氧化。在包装应用中，抗静电剂也通常被加入用来消除静电。 

　　(2) 无规共聚聚丙烯 无规共聚聚丙烯通常含有1.5～7％的乙烯，在分子链上乙烯单体位置的无规律就阻碍了顺式聚丙烯的那种分子链的有规立构和高结晶，因此无规共聚聚丙烯就具有低结晶度，低熔点，高透明度及柔软性的性能。无规共聚聚丙烯相对均聚聚丙烯较轻，其密度0.～0.90g/cm3，具有更好的耐低温冲击强度。无规共聚聚丙烯对酸、碱、醇及低沸点的碳氢化合物有很好的耐化学性。无规共聚聚丙烯可用来吹膜或注塑，拉伸薄膜可以作为玩具等的收缩膜包装。防湿性能也好，在包装中的其他应用有医药、食品及服装的包装；7％的乙烯共聚物用于作热封层。 

3. 聚苯乙烯（Polystyrene，PS） 

　　聚苯乙烯的分子结构式为： 

　　聚苯乙烯是目前世界上应用最广的塑料之一。聚苯乙烯大分子主链上带有体积较大的苯环侧基，使得大分子的内旋受阻，故大分子的柔顺性差，且不易结晶，属线型无定型聚合物。聚苯乙烯的一般性能如下：　　 　　

　　 (1) 机械性能好，密度低，刚性好、硬度高，但脆性大，耐冲击性能差。 　　

　　 (2) 耐化学性能好，不受一般酸、碱、盐等物质侵蚀，但易受有机溶剂如烃类、酯类等的侵蚀，且溶于芳烃类溶剂。 　　

　　 (3) 连续使用温度不高，但耐低温性能良好。 　　

　　 (4) 阻气、阻湿性差。 　　

　　 (5) 具有高的透明度，有良好的光泽性，染色性良好，印刷、装饰性好。 

　　 (6) 无色、无毒、无味，尤其适用于食品包装。 

4. 聚氯乙烯 　　

　　聚氯乙烯树脂的化学结构式为： 

　　聚氯乙烯塑料是多组分塑料，它包括聚氯乙烯树脂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、填料、颜料等多种助剂，各助剂的品种及数量都直接影响聚氯乙烯塑料的性能。 聚氯乙烯大分子中含有的C－Cl键有较强的极性，大分子间的结合力较强，故聚氯乙烯分子柔顺性差，且不易结晶。加入不同数量的增塑剂可将刚硬的聚氯乙烯树脂制成硬质聚氯乙烯（不加或加入5％左右的增塑剂）和软质聚氯乙烯（加30～50％增塑剂）。聚氯乙烯的主要特性如下： 　　

　　(1) 性能可调，可制成从软到硬不同机械性能的塑料制品。 　　

　　(2) 化学稳定性好，在常温下不受一般无机酸、碱的侵蚀。 　　

　　(3) 耐热性较差，受热易变形。纯树脂加热至85℃时就有氯化氢析出，并产生氯化氢刺激气体，故加工时必须加入热稳定剂。制品受热还会加剧增塑剂的挥发而加速老化。在低温作用下，材料易脆裂，故使用温度一般为-15～55℃。 　　

　　(4) 阻气、阻油性好，阻湿性稍差。硬质聚氯乙烯阻隔性优于软质聚氯乙烯，软质聚氯乙烯的阻隔性与其加入助剂的品种和数量有很大关系。 　　

　　(5) 聚氯乙烯树脂光学性能较好，可制成透光性、光泽度皆好的制品。 　　

　　(6) 由于聚氯乙烯分子中含有C－Cl极性键，与油墨的亲和性好，与极性油墨结合牢固，另外热封性也较好。 　　

　　(7) 纯的聚氯乙烯树脂本身是无毒聚合物，但若树脂中含有过量的未聚合的氯乙烯单体时，在制成食品包装后，若所含的氯乙烯通过所包装的食品进入人体，可对人体肝脏造成损害，还易产生致癌和致畸作用。因此，我国规定食品包装用聚氯乙烯树脂的氯乙烯单体含量应小于5PPM，食品包装用压延聚氯乙烯硬片中未聚合的氯乙烯单体含量必须控制在1PPM以下。此外还要注意的是，聚氯乙烯在用于食品包装时，所加入的助剂必须符合相关卫生标准。 根据聚合方法的不同，常用的聚氯乙烯树脂可分为悬浮法树脂与乳液法树脂两种。在包装方面，80％的商品聚氯乙烯是用悬浮聚合法生产，其他是用乳液和溶液聚合法。 在聚氯乙烯树脂中加入不同种类的增塑剂等助剂，可制得符合卫生要求、不同强度、透明或不透明的各种食品包装。因此，欲制得理想的制品，首先需合理地选择配方，按照国家规定的卫生标准，全面考虑制品的物理性能、化学性能、成型加工性能来选择各种助剂的品种与用量。 （其余略） 

2、简述高密度聚乙烯和低密度聚乙烯的主要差别。 

　　低密度聚乙烯（LDPE）是一种非线性热塑性聚乙烯，密度范围为 0.915～0.942 g/cm3，熔体质量流动速率 为0.2～20g/min；结晶度低，约在60～80％左右；低密度聚乙烯中支链较多，并对透明性、柔软性、可热封性和易加工性有较大的影响，这些特性真正取决于分子量的平衡、分子量的分布和分子的交联；其机械强度、阻气性、耐溶剂性都比高密度聚乙烯差；但它的柔软性、断裂伸长率、耐冲击性、透明度则比高密度聚乙烯好。 低密度聚乙烯的最大产品是薄膜，大约有55%的低密度聚乙烯被加工成薄膜。与其它材料相比，低密度聚乙烯具有优秀的阻湿性，同时对氧气、二氧化碳气体及有机蒸气也有较高的阻隔性能。 低密度聚乙烯可普遍运用于食品、服装包装袋、阻湿层、农用薄膜、日用品包装和收缩缠绕膜等，以及复合薄膜中的热封和黏合层。 高密度聚乙烯（HDPE）含支链少，结晶度高达90％，有些品种使用温度可达120℃，耐寒性能良好。由于密度高，结晶度高，故其机械强度、阻隔性、耐热性等性能均好于低密度聚乙烯。多用来制造食品包装用瓶、罐、桶等中空容器，也可制成薄膜或复合膜。 

3、 PVC的性能与什么因素有关？ 

　　聚氯乙烯塑料是多组分塑料，它包括聚氯乙烯树脂、增塑剂、稳定剂、润滑剂、填料、颜料等多种助剂，树脂的型号还有所加入的各助剂的品种及数量都直接影响聚氯乙烯塑料的性能。 

4、 塑料材料中为什么要加入助剂?按其作用可分为哪几种? 

　　在塑料加工和使用过程中加入塑料助剂。是因为有些树脂或产品其固有性能不适应其产品所需的加工工艺的要求，添加助剂仅仅是需要改变其加工性；而有些材料其加工性能较好，而产品性能却达不到我们的要求，这也要添加助剂，以改变其产品性能。 

5、 什么叫做增塑剂?它是如何起增塑作用的? 

　　增塑剂，顾名思义是增加材料的塑性，即添加到树脂中，一方面使树脂在成型时流动性增大，改善加工性能，另一方面可使制成后的制品柔韧性和弹性增加的物质。 从理论上讲，增塑剂对塑料有两种理想的塑化效应：一种是将聚合物玻璃化转变温度向低温转移，达到或接近材料的实际使用温度范围，从而使塑料制品柔软(这称为低温塑化，是最普通的塑化效应)；另一种是将聚合物的软化熔融温度移向低温，以改善加工性能易于成型加工，(这种塑化效应称为高温塑化)。实质上，某些改变熔体粘度，但不影响低温塑化性能的内润滑剂或其他加工助剂也具有此类高温塑化效应。其作用机理大致可分为两种： 

　　（1）非极性增塑剂 主要作用是插入到高分子链之间，增大高分子链间的距离，从而削弱它们之间的范德华力，使高分子链易于活动，在较低的温度下就可发生玻璃化转变。增塑剂用量越多，则隔离作用也越大，而且小分子易活动，易使高聚物粘度降低。 

　　（2）极性增塑剂 其主要作用是：增塑剂的极性基团与高聚物分子的极性基团相互作用，代替了高聚物极性分子间的作用，从而削弱了高聚物间的范德华力，因此达到增塑的目的。增塑剂的效能是与增塑剂的摩尔数成正比。 由以上讨论可知，无论是极性还是非极性增塑剂，因它的加入(到高聚物中)，改变了高聚物间的范德华力，使高分子链间作用力减弱，同时因为增塑剂一般为小分子物质，在高分子链间易于移动，也相对为高分子链的运动起了润滑作用。增塑剂能增塑的关键就在于它改变了大分子间的作用力。 

6、 何谓增塑剂效率?试说明其用途及局限性。 

　　所谓增塑效率是以改变聚合物的一定量的物理性能所需加入增塑剂的量作为标记的。可是物理性能有多种，这里是以添加相同重量份增塑剂的情况下，比较抗拉强度、弹性模量、断裂伸长率、硬度、玻璃化转变温度等下降的程度。增塑效率越高的增塑剂将使性能下降的程度越大。但能测出的数据的排列次序是一定的。通常以100份PVC树脂中添加50份DOP所得性能为标准，为达到同样性能指标值所需要添加的其他各种增塑剂的重量份数分别除以50份所得的商值作为该增塑剂的增塑效率值，其增塑效率值越大，表明该种增塑剂的增塑效率低。这就是为什么DOP是标准增塑剂的缘故。选用DOP的原因是因为此种增塑剂有比较全面的性能，用量也较高的缘故。并不是说DOP在任何场合下都是最好的增塑剂。其局限性在于：各种手册中报导的增塑效率值其性能指标不同，数值也各异。例如有的是以硬度为比较性能，提供的性能是100份PVC添加67份增塑剂条件下测定的：DOP得硬度70，DBP得硬度62；当以断裂伸长率来比较时，DOP的增塑效率又比DBP高，与前者正好倒过来了。当然评价一种增塑剂的优劣，不能只以增塑效应为唯一选择，还要考虑到相容性、挥发性、抽取性、迁移性等因素。 

7、 请以聚氯乙烯为例，说明热稳定剂的作用机理。 

　　热稳定剂是以改善树脂热稳定性为目的而添加的助剂。聚氯乙烯最明显的缺点是热稳定性差，聚氯乙烯分子中存在许多结构上的缺陷，如双键、支化点、残存的引发剂端基、含氧结构等，这些缺陷经热或光的活化很容易形成自由基，热降解中形成的自由基除了参与脱氯化氢反应外，还可能引起断链或交联等其它反应。与氧接触后，发生自动氧化过程，也会造成分子断裂或交联，而且脱出的氯化氢对聚氯乙烯还有催化降解的作用。聚氯乙烯的加工温度与其分解温度很相近，当在160～200℃的温度下加工时，聚氯乙烯会发生剧烈的热降解，从分子链上脱下HCl小分子，形成分子链上不稳定的自由基，给分子链造成双键、支化点等缺陷。脱下的HCl又加速其他分子链上的氯和氢脱出，成为热分解的催化剂。如不能排除脱下的游离HCl，则聚氯乙烯制品会迅速变色且性能恶化。因此我们在加工聚氯乙烯制品时，必须添加热稳定剂，使聚氯乙烯能够承受所需的加工温度。其实，聚氯乙烯的热降解过程十分复杂。聚氯乙烯在热降解过程中，几乎不产生单体，而是产生大量氯化氢。 综合目前的研究成果，热稳定剂的稳定机理包括如下几点： ① 捕捉游离HCl小分子，抑制并消除它的自动催化作用； ② 双键共轭体系的形成，减少色变； ③ 置换聚氯乙烯分子中不稳定的烯丙基氯原子或叔碳位氯原子，改变了主链的分子结构，抑制脱氯化氢； ④ 捕捉自由基，阻止氧化反应。防止聚氯乙烯主链的断裂、交联等反应。热稳定机理直接与不同的热稳定剂有关。从上述机理出发使用的几类热稳定剂均有一定的热稳定效果。 

8、 抗氧剂和光稳定剂主要有哪些类型?试举例说明其稳定作用机理。 

答： 抗氧剂作用机理和类型： a. 链终止剂 这类抗氧剂能够与自动氧化反应中的链增长自由基反应，使链式反应中断，故又称自由基抑制剂。 b. 自由基捕获剂 此类抗氧剂能与自由基反应，形成不再引发氧化反应的稳定产物，醌类抗氧剂的作用方式就属此类。炭黑具有多芳核烃结构，又具有醌的结构，也是一种自由基捕获利。 c. 电子给予体 一些叔胺类化合物，虽无N-H基，但可给出电子。当与活性自由基如ROO·相遇时，由于电子的转移，使活性自由基成为低活性的负离子，从而中断链式氧化反应。 d. 过氧化物分解剂 主要包括亚磷酸酯类和有机硫化物类，它们能够与氢过氧化物结合成不活泼产物，抑制其自动催化作用。 e. 金属离子钝化剂 它包括各种向心配位体，如双水杨叉二胺、草酰胺，它们能够与变价金属离子络合，将其稳定在一个价态，从而消除这些金属离子对氧化反应的催化活性，这类物质也叫金属螯合物或“铜抑制剂”。 

　　而对于光稳定剂，按照光稳定剂的作用机理，可将其分为四类： ① 光屏蔽剂 这是一类能够吸收或反射紫外光的物质，它们在聚合物和光辐射之间设置了一层遮蔽物，使光不能直接射到聚合物内部，从而有效地抑制光老化。具有这种功能的物质主要是一些无机填料和颜料，如炭黑、二氧化钛、氧化钛等。 利用光屏蔽剂把有害的紫外光与聚合物隔绝开，是一种行之有效的防护措施，构成了光稳定化的第一个层次，但是它只适用于着色制品，不适于透明制品。 ② 紫外线吸收剂 这是光稳定剂的主体，能够强烈地吸收紫外光，并将其能量转变成无害的热能形式放出，这构成了光稳定化的第二个层次。按其结构可分为水杨酸酯类、二苯甲酮类。使用时要考虑各种聚合物的敏感波长和紫外线吸收剂的有效吸收波长范围的一致性。 ③ 紫外线淬灭剂 未被遮蔽或吸收的紫外光，被高聚物吸收后，使聚合物处于不稳定的“激发态”，为了防止其进一步分解产生自由基，紫外线淬灭剂能够从受激聚合物分子上将激发能消除，使之回到低能状态。这类光稳定剂对聚烯烃的稳定效果很好，多用于薄膜和纤维，它们在溶剂中的溶解性极小，用于纤维时耐洗性优良，并兼有助染剂的功能，这类光稳定剂多与二苯甲酮类、苯并类等紫外线吸收剂并用，有良好的协同效应。 ④ 自由基捕获剂 这可以说是最后一道阻止光降解作用的防线。它们可看做有空间阻碍的哌啶衍生物，它特别适用于聚烯烃，其稳定效能很好，它的主要功能就是捕获自由基。即一旦聚合物吸收了紫外线并分解产生出了导致自动氧化反应的活性自由基后，它就可以捕获这种活性自由基，阻止链式反应继续下去，并生成稳定的化合物。 

9、 阻燃剂是怎样起阻燃作用的? 

　　(1) 含卤化合物 含卤的有机或无机阻燃剂的作用机理都是捕捉活性自由基。在高温下含卤阻燃剂分解产生的卤原子，与聚合物反应生成卤化氢，卤化氢与高活性羟基自由基或氢原子反应，生成水或氢气，从而中断链式氧化过程，使燃烧减缓，以至停止。卤素的阻燃效果是溴＞氯＞碘，溴的效果是最好；这是因为碳溴键的离解能比碳氯键的离解能低。 

　　(2) 磷化合物 磷化合物的阻燃效果相当大，燃烧时生成的偏磷酸可聚合成稳定的高聚态，成为塑料的保护层，隔绝氧和可燃物。磷酸能促进塑料的炭化，当磷与卤素共存时阻燃效果更大，两者反应可生成卤化磷，具有较大的蒸汽密度，覆盖于火焰表面可隔绝氧气和冲淡可燃物，同时产生的卤化氢又可捕捉活性自由基。 

　　(3) 三氧化二锑与卤化物 三氧化二锑在卤化物的存在下显示了很大的协同效应，因其在塑料表面，反应生成挥发性的卤化锑和卤氧化锑，它们的挥发可以吸取热量，同时产生的气体可隔绝氧气和冲稀可燃物。 由于含卤阻燃材料在聚合物燃烧时，会伴随产生大量烟雾和有毒的腐蚀性气体，并且其扩散速度远大于火焰的扩散速度，在某些时候不能不说是另一种危害，对金属的腐蚀也是很严重的，所以，有时采用无卤阻燃剂是重要的。无卤阻燃剂多是金属氧化物的水合物，它们在吸热分解脱水时能够吸取大量的热量，抑制燃烧部分及其附近的温度上升；分解出的水蒸汽反过来阻止可燃气体的释放，使材料在燃烧时产生的热量和表面温度降低，这种阻燃剂用量一般较大，在阻燃的同时，起着填充剂的作用。在使用无机阻燃剂时，为了防止其在燃烧时的滴落和材料的电学性能的降低，有时要同时填加硼化物、磷化物等能促进树脂炭化的阻燃增效剂，同时，由于一些非极性的聚合物具有憎水性，与无机阻燃剂的相容性差，填充体系界面难于良好的结合。为了改善、提高两者的亲和性，并提高其物理力学性能，经常采用硬脂酸、硬脂酸盐等表面活性剂以及硅烷偶联剂等对其进行表面处理。 

第三章 塑料包装材料的性能 

1、聚乙烯和聚苯乙烯哪一个在室温下有较大的蠕变倾向? 

　　聚合物蠕变的本质是大分子链段运动，因而柔顺的大分子链易于发生蠕变。主链含有芳环的和分子链比较僵硬的高聚物抗蠕变性能较好。所以聚乙烯在室温下有较大的蠕变倾向。 

2、怎样才能制得接近透明的低密度聚乙烯薄膜? 

　　塑料的透明性大小与其制品的结晶度大小和结晶结构有关，因此，通过控制制品的不同形态结构，可以改善其透明性。 控制结晶质量 （1）晶型 （2）球晶含量 （3）晶体尺寸 （4）晶体规整性 提高折射率 主要是通过加入不影响透明性的高折射率有机物或无机物来提高其折射率。 降低双折射 可通过控制加工中的取向，即降低取向度而达到降低双折射的目的。 综上所述，塑料的透明性的提高可以通过控制制品的聚集形态或加入其它物质来达到。 

3、常见的透明塑料有哪些？塑料的透明性与什么有关？ 

　　塑料的透明性 衡量一种材料的透明性好坏，有许多性能指标都需要考虑。常用的指标有：透光率、雾度、折光指数、双折射及色散等。在上述指标中，透光率和雾度二个指标主要表征材料的透光性，而折光指数、双折射及色散三个指标主要用于表征材料的透光质量。一种好的透明性材料，要求上述性能指标优异且均衡。 透明性的分类 按材料的透光率大小，可将其分为如下三类： 透明材料——波长400nm—800nm可见光的透光率在80%以上； 半透明材料——波长400nm—800nm可见光的透光率在50%—80%之间； 不透明材料——波长400nm—800nm可见光的透光率在50%以下。 按上述的分类方法，可将树脂分成如下几类。 （1）透明性树脂 主要包括：PMMA、PC、PS、PET、 （2）半透明树脂 主要包括PP和PA两种。 

8、何谓聚合物老化？老化时常发生哪些物理化学变化？ 

　　塑料包装物材料在加工、贮存和使用过程中，物理化学性质和机械性能变坏的现象称为老化。老化现象表现为材料变硬、变脆、变性或表面龟裂、发粘、变色等。老化因素由内因和外因构成。材料的化学结构和物理状态是耐老化性好坏的基本因素。例如，聚丙烯的耐热、光、氧老化性能比较差，因为在聚丙烯的分子结构有大量叔碳原子，叔碳原子上的氢易被氧化。又如硅氧链结构的高分子，由于硅氧键结合的键能比碳—碳键能大，需要较大的能量硅氧键才能断裂，因此硅氧链结构的聚合物耐老化性能就较好。热固性聚合物是网状结构，有较好的耐热老化性能。 

第四章 塑料软包装及成型 

1、软包装材料有哪些基材？ 

　　目前软包装普遍采用的塑料单膜品种有LDPE、HDPE、BOPP、CPP、PA、PET、EVA、PVDC、PVC等十多种，其中以聚乙烯、聚丙烯的用量为最大；还有铝箔塑料镀铝薄膜等。 复合材料 复合结构的包装材料发展很快，其品种已有几百种。现在已经能够达到耐蒸煮、高温烘烤和深度低温冷冻、隔气、防潮、遮光等防护功能，同时具有足够的抗张、揉曲、撕裂、戳穿及冲击等物理、机械性能。 除上述塑料软包装形式以外，塑料材料还可制成收缩包装和拉伸包裹薄膜，以及特殊用途的包装薄膜如用于包装鲜花、瓜果，达到保鲜目的的微孔透气性塑料薄膜、防锈薄膜等。 

2、 软包装复合材料的构成原理是什么？ 

　　许多种类的食品要求包装材料必须具备多功能性，如阻湿、阻气、阻香、阻光及为适应机械包装而需要有一定的强度等，同时还要求包装薄膜的定量低、成本低。单一的塑料薄膜很难满足各方面的要求。如果将具有各种不同性能的塑料薄膜复合起来，可制得性能全面的复合软包装薄膜。 

3、 单层薄膜的种类和制作方法有哪些？ 

　　单膜品种有LDPE、HDPE、BOPP、CPP、PA、PET、EVA、PVDC、PVC等十多种，制作方法主要有挤出和流延。

4、 复合薄膜有哪几种成型工艺？原理是什么？ 

　　复合薄膜的加工工艺有干法复合、湿法复合、共挤复合、挤出复合等。 有的复合膜依靠粘合剂将基材粘在一起，形成一个单一结构，粘合剂本身是溶剂型的或水基的，在“湿法”复合过程中，先将粘合剂涂到一个基材上，再和另一种基材粘在一起，然后将复合好的材料放在烘道中干燥，蒸发掉粘合剂中的溶剂完成复合工艺。为使该工艺得以实施，基材之中必须有一层是多孔的，以便水或有机溶剂能挥发出来。 在“干法”复合的过程中，先把粘合剂涂布到单独的基材上，进入烘道进行干燥，然后把第二种基材与第一种基材复合。 在热熔复合工艺中，先对100％的固体热熔粘合剂加热，直到其熔化，再将其涂布到基材上，随着热熔粘合剂的冷却便把它们粘合在一起了。 在挤出复合中，熔化的聚合物在冷却以后在两个基材之间产生粘性。在挤出复合过程中，聚乙烯等聚合物在挤出机中熔融，在热复合过程中，热量熔化了一个基材上的预先涂布的热熔粘合剂层，随后同第二种基材粘在一起。 共挤出薄膜是由多层塑料薄膜组成的，采用平挤或吹胀工艺使用两种以上塑料树脂由一步法成型的，特点是薄膜的基材不易分开。其制造方法是每一种树脂分别在的挤出机中熔融塑化，然后塑化的熔体通过共挤出机头，并使它们保持在均匀一致的各层中而不混合。 

5、 薄膜包装袋的品种有哪些？特点是什么？ 

　　薄膜包装袋大多用热封方法制得，也有使用粘接方法制造的。按它们的几何形状，基本可以分为三大类：枕形袋、三边密封袋、四边密封袋；还可以按照袋子在无支撑情况下能否直立站起来分为两类：直立型袋和非直立型袋。 

1.枕形袋 枕形袋也有叫背封袋，形袋有后、上、下接缝(见图)，使得它们具有枕头的形状，许多小食品的袋子常用枕形袋来包装。枕形袋的后接缝形成一个鱼鳍状的封装，在这种结构中，薄膜内层被放在一起封上，接缝从被封装好的袋子后面突出来。另外一种封口形式就重叠封口，其中一边的内层与另外一边的外层粘接起来，形成一个平的封口。由于“鱼鳍”形封口比较结实而且只要包装材料的内层是热封的就可以，所以使用广泛。而“重叠”形封口相对不结实，并且要求袋的内外层都为热封材料，所以使用的不是很多。 

图 枕形袋和鳍状、叠式封装 

2.三边封口袋 三边封口袋有两个侧接缝和一个顶边接缝(见图a)。袋的底边是由水平折叠薄膜而形成的，所有封口是薄膜内层材料粘接而成的。这种袋可以有折边也可以没有，当有折边时，它们可以直立站在架子上。 三边封口袋的一种变形就是将原边折叠形成的底边，用粘接的方法实现，这样，从本质上讲就变成了一个四边封口袋。 

3.四边封口袋 四边封口袋通常是两种(卷)材料的顶、两侧和底边封口制成(见图b)。同以前所提到的袋子相比，有可能用两种不同的塑料树脂材料，如果它们可以相互粘接的话，制成前边粘接的四边封口袋。四边封口袋可以制成各种形状，如心形或椭圆形。 

图 袋子 (a)三边封口式 (b)四边封口式 

4.立型袋 直立型袋至少在装满东西时，可以支撑自己直立在架子上。直立型袋有折边，当有东西装入时折边就会撑开，使得袋有一个相对平的底部来站立。它们被广泛地用来包装液体产品如厨房清洁剂等，由于它们可以替代罐子和瓶子等硬包装材料，所以它们的用量越来越大。 直立袋的设计中包含有一个水平的底折边，大多用两片软包装材料制成。在另外一种产品中，仅使用一片薄膜，薄膜被折叠成M形形成底边；也可设计不用底折边、而用侧边折叠或折边，形成一个重叠的平的片材底部。这种袋子不如底部有折边的袋子站得牢靠，它们多用于装干货而不是液体产品。在这两种情况下，一定的产品重量将包装袋的边折撑开，使得袋自能够自行站立。 

5.大容积袋和高强度袋 大容积袋和高强度袋通常用来包装散装产品，其承重最大可达5000kg。这种袋子具有高拉伸强度，既可用来装液体产品又可装固体产品。袋子的材质可以使用HDPE、PVC和聚酯纤维，但使用最多的材料是由PP扁丝编织而成的。 编织袋和装液体产品用的袋子，通常含有PE薄膜作为内衬层。当要求更好的阻隔性能时，可以使用铝箔或PVDC共聚物。为了防水，可以用PVC或橡胶材料对袋子内进行涂层。 根据材料和应用特点，袋子的封口可以热封或者缝合。通常大容积袋是从顶部灌装，从底部排放的，也可以装有喷嘴或其他分流装置，或者用简单的割破法打开袋子。对于露天堆放的袋子，要在树脂配料中加入紫外线稳定剂，以防止袋子过早老化使强度降低。 

6、 薄膜包装袋的热封合的方法和原理是什么？ 

　　通常热封是在制袋时，依赖于热和压力的结合，把两层热塑性塑料材料熔合在一起。热封合是最牢固的，被封合的材料没有变薄或减少。 其热量的来源有直接热封合、高频封合、磁性封合和感应封合 还有些封合方法不全是直接或间接地依靠热量，而是使用粘合剂、溶剂封合。该方法是把溶剂涂到需要粘合的表面，当溶剂溶解了材料的表面，再把表面压在一起，使软化的接触面融合在一起。为了使粘合表面更好地融合在一起，给材料加压的时间要长些。 

7、 如何鉴别塑料薄膜？ 

　　一般来说，应用以下几种方法可以初步确定塑料的材质：（１）产品的外观、形状与用途；（２）物理特性；（３）燃烧特性；（４）溶解性；（５）相对密度等。 根据塑料的用途来判断，单层的食品袋大多是聚乙烯制造的；塑料肠衣多是聚偏氯乙烯制造的；现在许多塑料包装制品上面都标明了材质，通过观察相应的标记可以确定制品的材质。 

　　1．单层塑料的鉴别 对单层塑料薄膜通常可以通过观察其外观和用途来区分出来，当然这需要一定的经验作为基础。例如拿到一种薄膜后，可以先查看其外观，查看光泽度、透明度、挺力。如无色透明、表面有光泽、光滑而且比较挺实的薄膜是双向拉伸的聚丙烯、或聚对苯二甲酸乙二醇酯。手感柔软的是聚乙烯醇，软聚氯乙烯。透明薄膜经揉搓后变为乳白色的是聚乙烯、聚丙烯，抖动薄膜发出清脆的声音的是聚对苯二甲酸乙二醇酯。经过上述分析，再结合对薄膜进行物理特性和燃烧等分析，就可以鉴别出来了。 塑料材料在相应的溶剂中可以溶解，根据不同溶剂对塑料的溶解性的不同，可以鉴别不同的塑料材料。 

　　2．复合包装薄膜的鉴别 塑料包装薄膜是用多种单层薄膜复合制成，故鉴定方法也有所不同。首先，要结合单层薄膜的性能特点和进行复合的目的要求，可先作大致的区分。如透明性，铝箔、镀铝膜等一般是不透明的复合膜；高阻隔性功能，一般为复合膜；从薄膜的外观和机械性能等大致判断出基膜材料，如高强度的PET、耐穿刺的PA、易撕裂的PP等；PET和PA一般通过与PE或CPP复合来解决热封问题。 

　　另外还可以用以下的方法鉴别： 1．复合薄膜一般有自然卷曲的现象，如将其放在热水中更为明显。 2．复合薄膜如最里层与最外层材质不同时，则薄膜的两面手感不同，细心触摸可分辨出来。3．在薄膜上切一小口，然后缓慢斜向撕开，对撕裂性不同的基材所构成的复合薄膜极易分出层次。 4．若是印刷好的薄膜，如果印刷层磨擦不掉，则说明印刷层夹在两层膜当中，为复合膜。 这是都是比较简便的单膜和复合膜的区分方法。更可靠的方法是物性测定法，即用热分析法对测定的热谱图中的特征温度作出判断，若是PP／PE、PET／PB、PA／PE等复合膜，谱图中会出现相应各组分的熔融峰温。显微镜法也可以鉴别复合薄膜，这是因为各种塑料的折射率不同，拉伸后的双折射值不同，在相差或偏光显微镜中观察时，复合各层将呈现不同的颜色，从而可区分单膜和复合膜。 

　　其次，要将确定的复合薄膜的各个组成部分进行分离并进行鉴定。 1．剥离法 对挤出复合或干式复合等制得的复合膜，经拉扯或揉搓后，因其形变不一致而发生剥离；或进行一定的加热处理，使粘合剂层软化而使粘合在一起的薄膜剥离；也可依据结晶性高聚物熔点不同，把它们分离开来。 2．溶解法或溶剂法 利用不同树脂溶解或溶胀性能不同，或溶剂渗入界面后改变界面张力，来分离复合膜各层。 将复合薄膜的基材分离开后，要弄清是哪几种基材复合，可对剥离开的复合膜的基材进行分析确定，但此时要注意粘合剂的干扰。 

第五章 塑料包装容器及成型 

1、简述挤出成型过程。 

　　塑料挤出机的功能是采用加热、加压和剪切等方式，将固态的塑料原料或混合有色母料等助剂、共混树脂或回料的物料变成均匀一致的熔体，并以足够大的压力将熔体送到机头，机头上有形成制品截面的口模，以形成具有固定截面的连续制品。 

2、根据挤出机中塑料熔化过程，料筒温度的选择对物料的机械降解有何影响? 

　　料筒温度的选择应高于物料的Tf低于物料的Td，否则加上物料在加工时的内摩擦生热，会使物料的机械降解加大。 

3、何为注射成型?影响制品质量的因素有哪些? 

　　注射成型时，使用的设备是注射成型机，简称注射机。注射机在结构上很像塑料挤出机，但是注射机要求螺杆能在机筒里前后移动。塑料在注射机的机筒里熔化。随着螺杆的转动，熔体聚集在螺杆头部，产生压力使螺杆在机筒里后移。当聚集了所需要量的熔体时，螺杆停止旋转，螺杆再以机械方式或液压为动力向前迅速移动，将熔体由喷嘴挤出通过流道注入模具。当制品冷却到能够保持其形状不变形时，模具沿着分模线打开，顶出制品。整个注射周期根据注射制品的尺寸以及注射条件来决定。一副模具可以含有一个到数个模腔(有时可多达个)，因此在同一时间可成型数件制品。在这种情况下，均衡塑料的流量使模腔均匀充满是非常重要的。要注意在设计模具时应使注射模具的流道到每一个模腔的距离和几何形状应是均等的，以使得同模的每一个制品性能一致。同时也要注意注射模流道的几何形状，避免死角。对注射模流道加热的结构(热流道模具)正变得越来越普遍。由于加热流道里的塑料不会固化，并且成为下次循环操作时注到模具里的一部分材料。热流道模塑大大减少了边角料，也提高了生产效率。 

4、简述注—拉—吹工艺流程及其优点。 

　　注-拉-吹，是由生产型坯开始，先用注射的方法生产型坯，型坯的长度比成品瓶的长度要短些。瓶子成型方法如下：先将型坯在高于它的Tg温度下均匀加热，加热时瓶子的螺口部分要保持冷却，防止变形，然后放入吹瓶模具内，插入拉坯杆，拉坯杆进行竖向移动，在模具内拉伸型坯，再通过拉坯杆吹气，使瓶子膨胀成最终制品的形状(见图)。 

图 注射拉伸吹塑 （a） 型坯的注射成型； (b) 型坯再加热及拉伸吹塑

1－注射成型机； 2－型坯模具； 3－型坯； 4－型坯加热装置； 5－拉伸吹塑模具； 6－容器 

　　得到的双轴向取向的容器提高了耐冲击强度、气体阻隔性、亮度和表面光洁度。该方法可以使容器壁做得更薄，由于轻量化而降低了成本。大多数PET瓶是采用注射拉伸吹塑生产的，包括所有PET软饮料瓶。PEN瓶和一些PP瓶也是用注射拉伸吹塑生产的， 在一步拉伸吹塑过程中，型坯的制作、拉伸和吹塑是在同一台机器里完成，型坯吹出之后迅速冷却到拉伸温度，然后立即拉伸并吹塑。在两步成型过程中，型坯被完全冷却，在拉伸吹塑之前再重新加热。一步生产过程的最大优点是节省能源，效率高。两步成型吹塑过程的最大优点是型坯和成品可以在不同时间、不同地点吹塑。两步成型过程广泛用在饮料瓶制作上，型坯可以在集中地方生产，吹瓶在灌装线上进行。 

5、热成型过程中塑料温度对熔体粘度变化有何影响?热成型中影响制品质量的工艺因素有哪些?怎样控制？ 

　　塑料热成型温度对伸长率和抗张强度有明显的影响，提高温度塑料的伸长率增大，达某一温度时有一极大值，超过这一点伸长率反而下降，抗张强度随温度升高而下降。将片材加热到成型温度所需时间，约占整个成型周期的50％～80％，因此提高加热效率十分重要。片材加热时间主要决定于材料的品种和片材厚度，片材比热容和导热系数。 

　　因此，片材应该力求厚度均匀，以保持温度均匀，反之，当温度不均时制品具有内应力。塑料片材厚度通常公差在4％～8％范围内，为使片材整体“热透” 具有均匀的温度，加热时间应适当延长。由于塑料导热系数小，加热厚片时，如果加热器功率过大或加热器距片材太近，会出现片材顶面已达到需要温度，而底面温度仍很低，或者是底面已达到要求的温度，而顶面温度已超过要求，甚至发生烧料，均不宜成型。因此，加工厚片时，宜采用双面加热、预热或高频加热来缩短加热时间；成型温度应使片材在最大牵伸的区域内不发白或不出现明显的缺陷为下限，使片材在夹持架上不出现过分下垂和不发生降解的最高温度为上限。为了获得最短的成型周期，成型温度通常都控制在下限值。例如ABS片材成型温度下限为130℃，上限可达180℃，在快速真空成型低牵伸制品时，控制在140℃，高牵伸制品时控制在150℃，生产复杂制品时成型温度为170℃。 

　　片材在夹持架上出现下垂的原因是由于热膨胀和熔融流动，对所有非定向材料受热后都有热膨胀现象，各向增长的尺寸约为1％～2％；而熔融流动依赖于塑料熔融物的粘度，选用定向的片材可克服下垂现象，这是因为定向的片材受热后收缩，但是过分定向的片材由于具有太大的应力会使成型发生困难。 

　　由于制件的形样不同，片材各部分受到的牵伸也不同。为防止各部分因牵伸不同而造成的厚薄不均，可采用花板将成型时牵伸比大的区域遮盖，在加热时以使这部分少受热，而使该区域的温度稍微低些，使制品的厚度均匀性得到提高。但这样的制品由于存在内应力，因次稳定性和力学性能都会受到影响，其结果是遮盖部分因次稳定性较小但有较高的抗冲击强度。 

　　成型过程中由于不同牵伸而引起的厚薄不均现象是较普遍存在的，差压成型尤为严重；另一个影响制品厚薄的因素是牵伸速度，或者说是抽气、鼓气的速率，或模具、框架、柱塞移动的速率。加快速率，对成型过程和缩短成型时间均有利，例如成型电冰箱衬套时，采用普通真空孔抽气，需要2～5s，改为长而窄的缝隙抽气时间可缩减0.5s。当然成型速率也不宜过大或过小，过大的成型速率，因熔料流动不足，而使制品在凹凸部位出现过薄现象，相反，过小的成型速率，因片材的先行冷却而出现裂缝。 

　　牵伸的速率依赖于片材的温度，因此，薄型片材的牵伸应高于厚型的，因为前者的温度在成型过程中下降较快。深度牵伸制品在成型前通常采用抽气或吹气使其均匀地预伸成泡状体，以确保制品断面的均匀性。泡状体的厚度应接近制品的底部所要求的厚度，因为成型时，柱模或柱塞与塑料接触受拉伸很少。 

　　成型制品的各向性能，常因各向牵伸不一而有差异。当偏重在一个方向上牵伸，制品因分子定向而出现各向异性。在牵伸比大的方向抗张强度、伸长率、抗撕裂能力增加，但是有分子定向的制品因次稳定性比较差，受热收缩率大。因此，适当提高成型温度和降低牵伸速率对减少分子定向是有效的，成型所用压力在0.07～0.7MPa。 

　　由于塑料导热性差，随着片材厚度的增加，冷却时间延长，必须采用强制冷却方法来缩短成型周期，热成型中多数采用外冷却，简单易行，将成型制品冷却到热变形温度以下脱模。聚氯乙烯制品冷却温度控制为40～50℃，聚甲基丙烯酸甲酯为60～70℃，聚乙烯为80～90℃，聚丙烯为100～l15℃。冷却不足，制件脱模后易变形，冷却过分常使制件紧包在模具上，使脱模发生困难。 

　　若发生片材粘附在模具的现象时，要分析是由于模具结构不合理或表面光洁程度造成的，还是因片材过热而引起分解。如果是偶尔出现粘模，可在模具表面涂抹脱模剂，一般要少用脱模剂，以免影响制品光洁程度和透明度，常用脱模剂有硬脂酸锌、二硫化钼和有机硅的甲苯溶液等。 

6、简述挤出、注射、热成型及其它方法成型制品特点及基本成型工艺过程。 

　　见教材相关部分 

第六章 其它塑料包装材料及成型 

第三篇　玻璃包装材料与制品（习题集） 　 

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第一章　概 述 

思考题： 

1.玻璃包装材料与其它包装材料相比，其主要优缺点有哪些？ 

2.玻璃的主料是怎样分类的？它们向玻璃中引入哪种氧化物？这些氧化物在玻璃中起什么作用？ 

3.简述玻璃形成体氧化物、玻璃网络外体(或改变体)氧化物、玻璃中间体氧化物的含义？请举例说明它们的作用。 

4.熔制玻璃的主要辅助原料有哪几类？ 

5.石英晶体与石英玻璃在结构上有什么不同？ 

6.常用的包装玻璃有哪两种？试说明它们的组成、结构、性能和用途。 

7.为什么说硼硅酸盐玻璃的性能优于钠钙硅酸盐玻璃？什么是“硼反常”现象？ 

8.玻璃包装容器都有哪些类型？ 

第二章　玻璃的主要性能 

思考题： 

1. 玻璃的粘度对玻璃的熔制、成型、热处理有什么影响？ 

2.简述玻璃的特征粘度和特征温度的关系。 

3.玻璃的组成和温度对玻璃的粘度有什么影响？ 

4.试说明玻璃的膨胀系数和导热性对玻璃的热性能的影响。 

5.玻璃的耐热冲击强度受哪些因素的影响？为什么急冷对玻璃容器的破坏大于急热？ 

6.什么是玻璃的理论强度？为什么玻璃的实际强度远远小于理论强度？ 

7.玻璃瓶罐的强度指标主要有哪些？它们的主要影响因素是什么？ 

8.决定玻璃的光学性能的主要因素是什么？ 

9.玻璃的化学性质有哪些？玻璃的化学组成对其化学性质有什么影响？ 

10. 玻璃容器壁厚对其性能都有哪些影响？设计时应怎样考虑？ 

第三章　玻璃包装容器的制造 

思考题： 

1.玻璃的熔制分为哪几个阶段？各阶段的温度、粘度大致为多少？ 

2.玻璃容器的退火分为哪几个阶段？为什么要控制各阶段的时间或升、降温速度？如何控制？ 

3.为什么要对玻璃容器进行表面处理？主要的处理技术和处理原理是什么？ 

4.试述轻量瓶的表示方法的设计原则。 

第四章　陶瓷包装 

第三篇　玻璃包装材料与制品（习题解答）

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第一章 概论 

1.优点：透明，坚硬耐压，良好的阻隔、耐蚀、耐热和光学性质； 能够用多种成形和加工方法制成各种形状和大小的包装容器； 玻璃的原料丰富，价格低廉，并且具有回收再利用性能。 缺点：较低的耐冲击性和较高的比重，以及熔制玻璃时较高的能耗。 

2. 玻璃的主要原料种类较多，按其向玻璃中引入的氧化物的性质，可分为酸性氧化物原料、碱金属氧化物原料、碱土金属和二价氧化物原料及多价氧化物原料；按这些氧化物在玻璃结构中的作用，又将其分为玻璃形成体氧化物原料、玻璃中间体氧化物原料和玻璃改变体氧化物原料。 

3. 本身可以单独形成玻璃的氧化物，称为玻璃形成体（网络形成体）氧化物，有SiO2 、B2O3、P2O5等。本身不能单独形成玻璃但能改变玻璃性质（或结构）的氧化物，称为改变体（网络外体）氧化物，如： Li2O 、Na2O、 K2O、CaO、MgO、BaO等。介于这二者之间的，即在一定条件下可以成为玻璃形成体（进入结构网络）的氧化物，称为中间体氧化物，如Ai2O3、ZnO、PbO等。 SiO--2是用量最大的玻璃形成体氧化物，在玻璃结构中，SiO--2以硅氧四面体[SiO4]为结构单元形成不规则的连续网络，成为玻璃的主体骨架。 玻璃中间体氧化物向玻璃中引入的是Al2O3，Al2O3能降低玻璃的结晶能力，提高玻璃的化学稳定性、热稳定性、强度、硬度和光泽性，并有利于玻璃的乳浊，是制造乳浊玻璃不可缺少的原料。Al2O3也能提高玻璃的粘度。 Na2O是网络外体氧化物，它可以降低玻璃熔体的粘度，使玻璃易于熔融，有降低熔制温度、节约能源的作用，是玻璃熔制中最好的助溶剂。含Na2O 的玻璃易于加工成形。 

4. 熔制玻璃的主要辅助原料有：澄清剂、着色剂、脱色剂、助熔剂、乳浊剂等。 

5. 石英玻璃在组成上与石英晶体一样，都是由单一的二氧化硅组成的，但二者却以不同的结构状态存在――玻璃与晶体。二氧化硅在石英晶体与石英玻璃中都是以硅氧四面体［SiO4］为结构单元存在的，即每个硅原子被4个氧原子包围组成四面体。各结构单元之间通过四面体的顶角相连接，连续发展形成立体网络结构。在网络中，每个四面体顶角氧原子为相邻结构单元所共用，通过化学健与2个硅原子相连，形成（≡Si－O－Si≡）结构。这些氧原子将相邻的硅原子连接起来，似乎是一个桥梁，称为“桥氧”。二者在结构上的区别在于，石英晶体中的［SiO4］单元排列得非常规则有序，无论在多大的范围内比较，都有很好的重复性和周期性；而在石英玻璃中，［SiO4］的排列是无规律性的，从几个原子间距的小范围观察，尚具有序性，超过这个范围看，［SiO4］的排列是杂乱无序的，如3-1中（c），即近程有序，远程无序。

6. 包装材料中最常见的为钠钙玻璃，其次是硼硅酸盐玻璃。 钠钙玻璃是钠钙硅酸盐玻璃的简称，是用途和用量最多的玻璃品种。钠钙玻璃容易熔制和加工，价格便宜，一般对耐热性、化学稳定性没有特殊要求的玻璃，如普通瓶罐玻璃、器皿玻璃、平板窗玻璃、照明玻璃等都使用这种玻璃。钠钙玻璃的主要成分是：SiO2、CaO、Na2O。由于含Na+ 较多，玻璃表面的Na+易与瓶中溶液里的H＋交换，在玻璃表面生成NaOH。NaOH又与玻璃反应，破坏玻璃骨架，SiO2脱离玻璃网络并且逐渐向溶液中移动，污染瓶中溶液，所以钠钙玻璃只能用于粉状药品的包装，不过经表面处理后，钠钙玻璃的耐腐蚀性能会大大提高，可用于中性、酸性以及化学稳定性比较好的药液的包装。 硼硅酸盐玻璃化学稳定性好，热膨胀系数低，制造成本也较低。硼硅酸盐玻璃的主要成分是：SiO2，B2O3，Na2O。由于含有氧化硼，且Na2O含量较低，因此，化学稳定性非常好，能耐大多数化学药品的腐蚀，特别适用于易被污染的中性、酸性和碱性药液的包装，如注射液、盐水等，也适于高级化妆品的包装。硼硅酸盐玻璃的耐热性和耐冲击性都很好，常用于玻璃仪器、医用器皿、烤箱容器的制造。 

7. 钠钙玻璃表面的Na+易与瓶中溶液里的H＋交换，在玻璃表面生成NaOH。NaOH又与玻璃反应，破坏玻璃骨架，SiO2脱离玻璃网络并且逐渐向溶液中移动，污染瓶中溶液；硼硅酸盐玻璃由于含有氧化硼，且Na2O含量较低，因此，化学稳定性非常好，能耐大多数化学药品的腐蚀。 

8. 玻璃包装容器通常称为玻璃瓶，其种类繁多，分类方法大致有以下几种：①按制造方法分为模制瓶和管制瓶；②按色泽可分为无色透明瓶、有色瓶和不透明的混浊玻璃瓶；③按造型分有圆形瓶和异形瓶；④按瓶口大小分，有窄口瓶（小口瓶）和广口瓶（一般以瓶口直径30mm为界划分）；⑤按瓶口形式分有磨口瓶、普通塞瓶、螺旋盖瓶、凸耳瓶、冠形盖瓶、滚压盖瓶；⑥按用途分有食品包装瓶、饮料瓶、酒瓶、输液瓶、试剂瓶、化妆品瓶等；⑦按容积分有小型瓶和大型瓶（以容量5L为分界）；⑧按使用次数还可分为一次用瓶和复用（回收）瓶；⑨按瓶壁厚度可分为厚壁瓶和轻量瓶。 

第二章 玻璃的主要性能 

1. 在熔制中，较低的玻璃粘度可带来一系列有利的影响，如熔融温度适当降低，各反应组分的扩散速度加快；玻璃液在澄清过程中，气泡上升速度加快。所以，低的粘度值有利于降低玻璃熔制温度，加快熔制速度。 长性玻璃的粘度随温度变化慢，可对其进行塑形加工的时间长，则其料性长，适于加工形状复杂或手工成形的玻璃器皿；短性玻璃随着温度下降粘度增大得快，物料迅速变硬，可用于加工的时间短，则其料性短，适于机械化快速成形。 高粘度的玻璃需要较高的退火温度，而料性长的玻璃退火温度范围较宽。 

2.（1）熔融温度不是一个确定的温度点，而是一个温度范围，且不同组成的玻璃熔融温度不同。这时玻璃液的粘度为 10 Pa·s，对应的温度为 一般为1500～1560℃。 （2）成型温度适合于加工成形操作的玻璃粘度，在成形操作开始（滴料） 时大约为102～103 Pa·s，对应的温度为成形上限温度；成形结束时，粘度约为105.5～106 Pa·s。成形开始到结束，玻璃的粘度变化剧烈，所对应的温度分别为1200℃左右和 760℃左右。 （3）软化温度是玻璃不能形变的最高温度，一般将粘度为106.6 Pa·s对应 的温度定义为软化温度。实际测定时软化温度是指在5℃/min的升温速率下，试样由于自重而发生形变，使伸长速度达到每分钟l mm时的温度，相当于成形温度下限的粘度。 （4）退火温度时玻璃的粘度为1012Pa·s，对应的温度为550℃左右。 （5）转变温度（Tg）相当于粘度为1012Pa·s的温度，即玻璃态和液态之间的转变温度。玻璃在这一温度时折射率、比热容、热膨胀系数等很多物理性质都会发生突变。 （6）应变温度时，应变点的粘度为 3×1013 Pa·s，对应的温度为500℃左右。在应变温度下，玻璃粘度的升高使玻璃开始变为脆性固体，此时残留在玻璃内部的应力将成为永久应力。 

3. 在玻璃的各种物理化学性质中，粘度与化学组成的关系是较为复杂的，向玻璃中加入的氧化物性质、数量等都影响玻璃的粘度。 在硅酸盐玻璃中，氧硅（O∶Si）比决定着玻璃结构网络的连接程度。玻璃中O／Si比增大，则部分桥氧变成非桥氧，大的[SiO4]四面体群将变为小的四面体群，玻璃的粘度降低。 能增加熔体粘度的氧化物有SiO2、Al2O3、ZrO2等。它们都能参与形成玻璃网络，使玻璃结构紧密，提高玻璃粘度。在玻璃中加入B2O3，若加入量较低（一般在16%以下），［BO4］可以参与到网络中，玻璃粘度随B2O3量的增加而增加，但B2O3的含量超过一定数量时，部分［BO4］变为［BO3］，从网络中分离出来，使玻璃结构疏松，粘度又下降。 玻璃的粘度随温度升高而降低。不同化学组成的玻璃，其粘度随温度的变化过程不完全相同。如图所示为一种钠钙硅酸盐玻璃粘度lgη随温度（1/T）的变化曲线。图中可见，高温和低温部分（图中 ab、cd段）近似直线，而中间部分（bc）则不呈线性关系。这是因为在高温时玻璃中的离子及离子团尚未缔合，而低温时又缔合完毕，其质点移动所需的粘滞活化能均为常数，所以呈线性关系。当玻璃从b冷却到c时，离子及离子团不断发生缔合，粘滞活化能亦随之增加，所以不呈线性关系。 

4. 玻璃的线膨胀系数影响玻璃的热稳定性以及玻璃的熔化、冷却和成型性。玻璃的热稳定性，常以其所能承受的温度差ΔT来衡量。玻璃的热膨胀系数α越小，玻璃耐温度变化性能越好，反之亦然。 玻璃的导热性指玻璃将热量从高温侧向低温侧传递的能力,通常以导热系数来表示。玻璃的导热系数与组成和温度有关。一般在玻璃中引人 SiO2、Al2O3、B2O3 等氧化物时，导热性增加；引入一价和二价金属氧化物时，导热性降低。玻璃的导热系数随温度的增加而增加。玻璃的导热系数一定时，玻璃厚度越小，越有利于提高传热速率，因此，当玻璃种类一定时，适当减小玻璃容器的壁厚可以提高玻璃容器的耐热性。 

5. 玻璃由于受急冷或急热作用而在玻璃瓶壁上产生拉应力和压应力，当产生的最大应力值超过玻璃的抗拉或抗压强度时，导致瓶壁破裂，称为热冲击破裂。当瓶外部受到急热作用时，外表面的压应力远大于内表面的拉应力；相反，当瓶外部受急冷作用时外表面的拉应力远大于内表面的压应力。玻璃的耐压强度比抗张强度要大十多倍，所以，当温差相同时，温度急剧上升给玻璃容器带来的破坏比急剧下降时要小。 

6. 理论强度是根据玻璃各组份之间的键强度计算出来的理想强度值。玻璃的实际强度是指对玻璃的实测强度。玻璃的实际强度比理论强度要低得多，这是因为玻璃表面存在大量微裂纹，内部存在各种缺陷和微不均匀区域等。 

7. 玻璃瓶罐的强度指标包括： （1）抗冲强度 玻璃瓶受外力冲击而引起破损的影响因素比较多也比较复杂，如：冲击物的形状、锐利程度、冲击次数、质量的大小和被冲击的瓶子是装满的还是空的、是静止的还是处于运动着的、是浮摆着的还是有支撑物支持着的。 （2）内压强度 除原料、生产工艺等因素外，玻璃瓶的耐内压强度与壁厚、瓶形、玻璃表面状态等有关。瓶形对耐内压强度影响很大。 （3）垂直载荷强度 玻璃瓶罐垂直载荷强度即为玻璃瓶罐承受垂直压力作用的强度指标。玻璃瓶形状对垂直载荷强度影响甚大。玻璃瓶在垂直荷重作用下，会在瓶肩部外表面上及瓶底边缘产生张应力，瓶子的外表面上有许多裂纹，所以，张应力越大，瓶子越容易发生破裂。 （4）和翻倒冲击强度。 玻璃瓶翻倒时所受到的冲击强度大小，与瓶的重量、重心位置和瓶的形状都有很大关系。瓶底大、重心低的瓶不易翻倒。 

8. 决定玻璃的光学性能的主要因素有：玻璃的反射率和折射率、透光率等。 

9. 玻璃的化学性质包括：玻璃的耐水性，耐酸性，耐碱性等。玻璃的化学稳定性与组成密切相关。硅酸盐玻璃的耐水性和耐酸性主要决定于硅氧和碱金属氧化物的含量。硅氧含量愈高，硅氧四面体［SiO4］互相连接的程度愈高，玻璃的化学稳定性就愈高。反之，碱金属氧化物的含量愈高，则硅氧网络断裂愈多，玻璃的化学稳定性愈差。 

10.玻璃容器的壁厚会影响其热性能、力学性能、光学性能等。 当玻璃的导热系数一定时，玻璃厚度越小，越有利于提高传热速率，因此，当玻璃种类一定时，适当减小玻璃容器的壁厚可以提高玻璃容器的耐热性。 当热膨胀系数和导热系数一定时，瓶壁越薄，遇到温度变化时产生的应力越小。对于圆筒形玻璃瓶，当玻璃的种类一定时，急冷在玻璃瓶上产生的张应力与容器壁厚δ的平方根和温度差的积成正比，温差一定时，玻璃壁厚越大，产生的张应力越大，越易破裂，抗热冲击强度也就越差。 玻璃瓶的抗冲强度与瓶壁厚度有一定关系，随着壁厚的增加，瓶的冲击强度有所提高。壁厚约在3mm以上的玻璃瓶，其冲击强度高，在碰撞时一般只产生局部破坏。瓶的抗冲击强度与瓶径大体上成正比。瓶身处的抗压强度比较大，瓶颈和瓶口处是抗冲强度的薄弱部位，瓶口最差。所以，包装设计时，应尽量保护瓶口。玻璃瓶的耐内压强度也与壁厚有关系。 在吸收系数一定的情况下，玻璃的透光率随玻璃的厚度增加而降低。由于光线的吸收和反射，过厚的玻璃和多层重叠的玻璃是不易透光的。因此，壁薄的玻璃容器透明性好。另外玻璃对光的吸收也与壁厚有关。 所以设计时应根据需要选择合适的壁厚。 

第三章 玻璃包装容器的制造 

1. 玻璃的熔制过程包括： （1）硅酸盐形成阶段。此阶段温度在800℃~900℃。 （2）玻璃形成阶段。此阶段温度在1200℃~1250℃。 （3）澄清阶段。此阶段温度在1400℃~1600℃，粘度约为10Pa·s。 （4）均化阶段。此阶段温度稍低于澄清阶段。 （5）冷却阶段：此阶段温度约为1200℃，粘度约为100Pa·s。 

2. 玻璃容器在退火炉中要经历加热、保温、慢冷却及快冷却四个阶段。 在加热阶段，玻璃容器进入退火炉中以一定的速度被加热到退火温度（通常选为比上限退火温度低20～30℃的温度）。若玻璃容器壁厚为δ（cm），则一次退火（玻璃容器成型后便立即进入退火炉）的加热速率每分钟不能超过130δ-2℃；二次退火（玻璃容器完全冷却后再进行退火）的加热速率为20δ-2～30δ-2℃／min。 达到退火温度后进行均热保温。在保温阶段，玻璃容器在退火温度下保持一段时间，使容器各部位温度均匀一致，尽可能消除内部剩余应力。保温时间为 t＝102δ2 。 慢冷阶段要严格控制降温速率，以免产生新的应力。慢冷阶段的开始冷却速度可用下式计算： V＝Δn／（13δ2） 式中 Δn —容器允许的永久应变，nm／cm； δ—容器的壁厚，cm； V —冷却速度，℃／min。 温度按每10℃ 一个等级连续下降，每个等级的冷却速度分别为开始冷却速度V，乘以系数1.2，1.5，1.9，2.5，3.3，4.5，6.1，8.5等。 温度下降到应变温度以后，进入快冷阶段。此时玻璃中只有暂时应力，不再产生永久性应力，故可适当加快降温速度，以缩短退火时间，节约燃料消耗，提高生产率。但仍要控制冷却速度，否则可能会因急冷产生的暂时应力超过玻璃的强度极限而引起容器爆裂。对于厚度δ大于5mm的制品，其冷却速度为： 对于厚度小于2mm的容器，可按2.5℃／min的速度冷却。 

3. 为了提高玻璃瓶罐的耐化学腐蚀性，增加其表面光滑性以及提高玻璃瓶罐的强度，常在瓶罐退火前后对它进行表面处理。 （1）涂布法 涂布法是对玻璃外表面进行增强保护的处理方法。经过涂布增强处理的玻璃瓶，其涂层很薄，涂布材料用量极微，因此作为回用碎玻璃使用时，对玻璃成分影响不大。 （2）起霜法 这是一种对玻璃瓶内表面进行增强处理的方法。离子交换法 （3）离子交换法 也称为化学强化、化学钢化，由于瓶罐表面处于张应力状态时很容易使表面裂纹扩展，导致瓶罐破裂。它是用离子半径较大的元素取代钠离子，则玻璃表面网络结构会发生挤压，从而形成均匀的压应力。当玻璃瓶使用中受到拉应力作用时，这种预先埋置的压应力可以部分抵消拉应力，达到玻璃强化的目的。 （4）物理强化法 物理强化法是对玻璃进行先加热后急冷的一种处理方法也叫物理钢化法和风冷强化法。是将刚从制瓶机上脱模的玻璃瓶，立即送入钢化炉内均匀加热到接近于玻璃的软化温度，然后转入钢化室，用多孔喷嘴的风栅向瓶的内、外壁上喷射冷空气，将瓶内、外表面快速冷却，使瓶表面产生收缩，获得均匀分布的压应力。 （5）辐射固化涂敷 辐射固化涂敷是采用放射线对涂层进行固化的涂敷技术的总称。它们是一类省资源、无公害、节能的新型涂敷技术。 （6）粒化强化 采用滚花、刻痕等方式，在玻璃瓶上面形成密集粒状花纹，可以减轻冲击的破坏性，并提高玻璃瓶的耐内压强度当。 

4. 轻量瓶的表示方法有重容比、减重率、轻量瓶的级等。一般地说，在轻量瓶瓶型设计中往往遵循两个基本原则：即单位体积下的最小表面积原则和最低应力水平原则。 

第四章 陶瓷包装 

第四篇　金属包装材料与制品（习题集） 

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第一章　金属包装材料 

思考题： 

1．试述金属包装材料的性能特点。 

2．常见的金属包装材料有哪些？ 

3．简述金属包装材料的包装适性。 

4．金属材料的力学性能指标有哪几项？ 

5．什么是金属键，它的特点是什么？ 

6．简述常见钢质包装材料的结构、性能特点及使用范围。 

7．简述铝质包装材料的性能特点及使用范围。 

8．简述镀锡薄钢板及镀铬薄钢板的制造工艺过程。 

9．简述铝合金薄板的制造工艺过程。 

10．对包装铝箔有何质量要求？ 

第二章　金属包装容器 

第四篇　金属包装材料与制品（习题解答） 

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第一章 金属包装材料 

1. (1)优良的机械性能 (2)综合保护性能好 (3)外表美观 (4) 加工性能好 (5)资源丰富 (6)废弃物处理性好 

2. 金属材料的种类极多，但用于包装上的材料品种并不很多，包装用金属材料的品种有：钢铁、铝、铜、锡、锌、铅等。其中使用较多的主要是钢材、铝材及其合金材料。 

3.耐蚀性、力学性能、印刷适性与造型、卫生性。 

4.（1）弹性和刚度 （2）强度和塑性 （3）冲击韧性 （4）疲劳 （5）硬度 （6）断裂韧性 

5. 金属原子结构的特点是外层电子少，容易失去。 当金属原子相互靠近时，这些外层电子就脱离原子，成为自由电子，为整个金属所共有，它们在整个金属内部运动，形成电子气。这种由金属正离子和自由电子之间相互作用而结合的方式称金属键。 

6. 常见钢质包装材料有镀锡薄钢板、镀铬薄钢板、镀锌薄钢板和低碳薄钢板。 镀锡薄钢板结构由钢基板、锡铁合金层、锡层、氧化膜和油膜构成。各层的厚度、成分因生产方法的不同有一定差异。油膜的特点是润滑和防锈；氧化膜具有防锈、防变色和防硫化斑的作用；锡层美观、易焊、耐腐蚀且无毒；锡铁合金层耐腐蚀；钢基板加工性良好，制罐后具有必要的强度。由于锡的电极电位比铁高，且化学性质稳定，因此镀锡层对铁起到一定保护作用，一般物品可直接用镀锡薄钢板罐包装。不能直接使用镀锡薄钢板容器的物品，应使用涂料镀锡薄钢板制罐。 镀铬板是表面镀有铬和铬的氧化物的低碳薄钢板，它的结构由钢基板、金属铬层、水合氧化铬层和油膜构成。油膜防锈和润滑；水合氧化铬层保护金属铬层，便于涂料和印铁，并防止产生孔眼；金属铬层有一定耐蚀性；钢基板加工性好，制罐后具有必要的强度。镀铬板现主要用于腐蚀性较小的啤酒罐、饮料罐以及经内外涂装后用于制作冲拔罐和食品罐的底和盖等。 镀锌薄钢板是在酸洗薄钢板表面上镀上一层厚度为0.02mm以上的锌保护层而成。镀锌薄钢板的机械性能和镀锡板、镀铬板相近。它表面光亮，强度、韧性良好，耐腐蚀性能也不错。镀锌板多用于制造中型和大型容器，适宜盛装中性食品及其原料，或盛装粉状、浆状和液状等其它物料。因为锌的电极电位比铁低，化学性质比较活泼，在空气中能很快生成一层氧化锌薄膜，大大提高了钢板的耐腐蚀性能。用镀锌板制成容器后就不必再进行表面防腐处理，镀锌板所制的容器还具有强度高、密封性能好等特点。 包装用钢材主要是含碳量低于0.25%的低碳薄钢板，这种钢材中的组织大多数为铁素体，其具有一定的强度和足够的塑性和韧性，便于冲压成型和拉拔成型，制成各种桶、罐类包装容器。低碳薄钢板机械强度高，加工性能良好，具有优良的综合防护性能，遮光性强，导热率高、耐热性和耐寒性优良，易于印刷装饰，是制作各种运输包装用金属容器和金属罐如集装箱、钢桶、钢箱 、钢托盘等的主要材料。低碳薄钢板的缺点是耐腐蚀性差，一般需要加涂料处理。

7.（1）质轻、无毒无味 （2）有优良的加工性 （3）表面性能好 （4）热传导率高 （5）阻隔性好 （6）再循环性能好 （7）能与其它材料如纸、纸板及塑料等复合成复合材料 通常L1、L2、L3适合于制作啤酒桶、日用及医药用金属软管；L5-1适合于制作防盗盖、果汁三片罐的易拉盖；LF21常用于低内压的易拉盖、拉环；LF1、LF2用于制作二片罐的罐身、罐盖及拉环等。铝箔常用于包装糖果、香烟、食品、药品等。 

8.镀锡薄钢板生产工艺： 铁砂矿→炼铁→炼钢 → 钢坯（低碳钢） 

↓ ↓ 连续浇注 热轧 ↘↙ 2～3mm热轧钢带→酸洗→冷轧→电解清洗→退火→二次冷轧（或平整）→ 成卷→电解清洗→酸洗→电镀锡→软融→钝化处理→静电涂油→检查→剪切→检查→分类→包装→电镀锡板 （1）酸性电镀 （2）热浸镀 低碳钢→热轧→板坯→热轧→带钢→酸洗→冷轧→电解清洗→退火→平整→剪切→酸洗→溶剂处理→热浸锡→冷却→清洗→检查分类→包装→热浸镀锡板 镀铬薄钢板深产工艺： 一液法：轧制薄钢板→电解清洗→退火→平整→剪切→酸洗→电解处理镀铬→水洗→风干→涂油→镀铬薄钢板。 二液法：轧制薄钢板→电解清洗→退火→平整→剪切→酸洗→镀铬槽中镀铬→铬酸处理→水洗→风干→涂油→镀铬薄钢板。 

9. 铝合金薄板系铝镁、铝锰等合金制造而成，其工艺流程为： 铸造→热轧→冷轧→退火→冷轧→热处理→矫平→钝化处理（生成氧化铝薄膜）→涂料→铝合金薄板 

10. 对包装铝箔的质量要求主要有：表面应洁净、平整，不允许有腐蚀斑痕，纹 和碰伤表面允许有迎光肉眼可见的针孔，但不得过大或过多，应符合标准的要求；纯铝箔卷应缠紧，端面要缠齐，不得有压陷、毛刺和污迹；纯铝箔的断头个数应符合标准要求；食品用铝箔应注明“食用”二字，铝箔不得带油类气味，有毒元素含量应符合标准规定。 

第二章 金属包装容器 

第五篇　包装辅助材料(习题集) 

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第一章　粘合剂 

思考题： 

1．粘合剂的成分。各成分的作用。 

2．粘合剂的主要分类方法。 

3．产生粘合的基本条件。 

4．简述几种主要粘合理论的基本点。 

5．淀粉粘合剂的制备方法、主要原料。 

6．热熔粘合剂的特点、用法、常用基料。 

7．溶剂型和乳液型粘合剂的特点、用法、常用基料。 

8．塑料粘合可以采用哪几种方法？聚烯烃塑料有什么特点？有几种主要粘合方法？ 

9．湿法、干法、热熔、蜡、挤出复合各使用什么类型的粘合剂？ 

10．不同基材粘合时粘合剂的选用。 

第二章　涂　料 

思考题： 

1．简述涂料的组成、分类及命名原则。 

2．油的成膜性的难易与什么有关？按成膜性的难易可分为几种？ 

3．简述不同类型涂料的作用。 

4．简述涂料的选用原则。 

第三章　防潮及防锈包装材料 

思考题： 

1．哪些产品需要防潮？ 

2．防潮材料的透湿度与温度、湿度、厚度有什么关系？ 

3．用复合材料做隔湿材时的使用原则是什么？ 

4．对使用干燥剂的包装有哪些要求？常用干燥剂有哪些？ 

5．怎样计算干燥剂的用量？ 

6．简述金属腐蚀的内、外因。

7．简述防锈剂的组成和防锈机理。 

8．简述防潮材料、干燥剂、防锈剂的选用原则。 

第四章　封缄材和捆扎材 

思考题： 

1．简述包装封缄的主要作用。 

2．简述常用防伪标签的特点及应用。 

3．简述瓶盖和捆扎材的种类和应用。 

4．指出非压敏型、单面压敏型、双面压敏型胶带的构成、并说明每种成分的作用。 

5．压敏型粘合剂的四个粘附要素是什么？应满足什么关系式？压敏型粘合剂主要有哪些类型？ 

第五章　印刷油墨 

思考题： 

1．简述印刷的五个要素。 

2．简述油墨的主要成分。 

3．简述油墨的触变性在印刷中的作用。 

4．简述油墨的干燥机理及影响因素。 

5．简述油墨的种类、特性和选择原则。 

6．简述不同承印材的印刷特性及要求。 

第六章　其它包装辅助材料 

第五篇  包装辅助材料 

第一章  粘合剂

1.粘合剂的成分及各成分的作用。

   粘合剂的组成往往比较复杂。除了起基本粘附作用的基料外，为了满足特定的要求，通常都需加入各种助剂。例如，为了使基料形成网状或体型结构，增加胶层的内聚强度，应加入固化剂或硫化剂，使它们与基料反应产生“架桥”作用；为了加速固化或硫化，缩短固化或硫化时间，降低固化或硫化温度，加入催化剂或硫化促进剂；为了提高胶层的耐大气老化、热老化、电弧老化、臭氧老化等性能，加入防老化剂，也叫稳定剂；为了增加强度，提高耐热性，降低成本，加入填料；为了改善工艺性，降低粘度，加入稀释剂；为了提高冲击韧性，改善耐寒性、耐震性、流动性，加入增韧剂或增塑剂等。

2.粘合剂的主要分类方法。

   包装用粘合剂品种繁多，用途不同，组成各异，分类方法很多，常用的分类方法如下：

   1按主要粘合剂物质分类

   可以分为有机粘合剂和无机粘合剂两类。

   无机粘合剂在包装行业使用的比较少，主要用硅酸盐类如硅酸钠粘合剂。

   2按固化方式分类

   挥发固化型如淀粉、动植物胶、热塑性树脂等，热熔型如乙烯－醋酸乙烯共聚物、聚丙烯酸酯、蜡类等；反应固化型如环氧树脂、聚氨酯等。

   3按粘合剂的外观状态分类

   可以分为水溶液型、溶液型、有机溶剂型、乳液型、固态型以及糊膏状、淤浆状等。

   4按粘合剂的使用方法分类

   (1)水活化型

   使用时要加一定量的水使其活化才具备粘合能力，如聚乙烯醇粘合剂等。

   (2)溶剂活化型

   使用时加溶剂使粘合剂活化形成牢固的粘合，如涂布酚醛粘合剂等。

   (3)压敏型

   在粘合时必须加一点压力才能形成牢固的粘合，如橡胶类、丙烯酸酯压敏粘合剂类。

   (4)热熔型

   使用时加热使熔化，涂布在被粘物表面，冷却后即固化粘合牢固，如EVA热熔粘合剂等。

3.产生粘合的基本条件。

   (1)粘合剂必须有良好的流动性

   (2)粘合剂必须能充分浸润被粘物表面

   (3)粘合剂与被粘物之间必须有足够的作用力

4.简述几种主要粘合理论的基本点。

   (1)机械连结

   这一概念认为粘合剂与粘接表面不平处的连接是粘接的基础。

   机械连结机理对总粘接强度贡献的基本解释在于被粘物和粘合剂二者间存在一个区域—此间两种物质都存在。这一区域的产生取决于一种物质进入较粗糙的另一种物质的互相穿透，穿透的深度受到粗糙度大小和穿透完善程度的影响。

   (2)吸附作用

   吸附理论认为，粘合作用是由粘合剂和被粘物分子或原子在界面层互相吸附产生的。任何理想固体材料都有内聚机械强度，它取决于其中所含基本粒子之间的各种吸引力，包括离子间吸引力、共价键、氢键和各种类型的范德华力。在相同固体中起内聚作用的所有的力在连接两种不同材料时，通过界面作用也可具有粘接力。这些力的共同特点是仅在较短距离上有效，以原子为尺度，至多不超过几十埃。因此如果这些力产生在两物质间界面处，首先两物质必须最为接近和直接接触。

   吸附理论认为粘接的产生在于粘合剂和被粘物在界面层上相互吸附。吸附力的产生有分子间相互作用—次价力和原子间相互作用—化学键。由于化学键的形成必须满足一定的量子化条件，一般情况下，单位面积上化学键数目要比分子间作用数目少得多，因此粘附强度主要来自分子间作用力。

   (3)粘接中的静电力

   静电粘合理论的出发点认为，两接触界面间的作用由静电作用产生，静电则由界面间的双电子层形成。

   (4) 粘接的扩散机理

   Voyutskii提出扩散现象，即两种聚合物在高于它们的Tg以上温度紧密接触时，长链大分子至少是链段将互相扩散，使粘合界面消失，形成一个过渡区，从而产生牢固的接头。

   综上所述，各种理论都有各自的实验依据，并能在某些场合下较满意地解释粘合现象，但它们又都有一定的局限性。总的说来，目前尚没有一个完整的粘合理论，这是由粘合现象本身的复杂性及实验条件的局限性等原因造成的。

5.淀粉粘合剂的制备方法、主要原料。

   瓦楞纸板用淀粉粘合剂的制法有两种，即斯坦霍尔法和氧化法。

   制备方法见教材，主要原料为：淀粉、氢氧化钠、硼砂、水（氧化法还包括氧化剂）等。

6.热熔粘合剂的特点、用法、常用基料。

   热熔型粘合剂的优点是不含溶剂，固化迅速，粘合力较强，对操作人员无毒、无环境污染，在常温下是固态，保管运输方便，粘合工艺简单，对渗透性不好的材料也可较方便地粘合，胶膜耐化学腐蚀、耐酸碱、耐水性好。缺点是耐热性较差，使用时粘度较高，难以做到均匀薄层涂布。

   热熔型粘合剂可用于复合包装材料的层合、塑料袋的搭接、封合、纸盒的接缝和封合、标签粘贴和无线装订等。

   制造热熔型粘合剂常用的树脂有乙烯－醋酸乙烯共聚物、聚酯、聚酰胺、聚丙烯酸及聚丙烯酸酯、低分子聚乙烯及无规聚丙烯等。如果使用单一树脂不能满足要求，可以把两种或两种以上能相溶的聚合物配伍使用，利用其性能的互补性获得更好的热熔型粘合剂。

7.溶剂型和乳液型粘合剂的特点。用法。常用基料。

   溶剂型粘合剂与乳液型粘合剂或热熔型粘合剂相比有其特殊的优点，即在低活性表面、特别是在烯烃属的塑料表面润湿性较好，粘合剂内的有机溶剂起到渗透及溶胀部分被粘物表面的作用。有机溶剂粘合剂比乳液型粘合剂要干得快，并且不同于热熔型粘合剂，可使用于耐热性低的基材上。

   溶剂型粘合剂的缺点是硬度较低，有机溶剂多易燃、易爆，如果没有很好的通风和溶剂回收装置，会对环境产生污染，且溶剂成本高，如干燥不彻底，溶剂污染内装物，又会产生异味。

   在食品包装方面，溶剂型粘合剂主要用于软包装的复合薄膜干法复合，将塑料薄膜与塑料薄膜及铝箔、纸张等复合在一起，制成蒸煮袋、外包装袋等。但由于残留的有机溶剂给食品带来怪味，近年来倾向于采用高固体含量的或热熔型（即无溶剂）、以及水性粘合剂来进行复合。溶剂型粘合剂的其它大量应用是作为标签粘贴及压敏粘合剂。

   乳液粘合剂以水为分散介质，成本较低，无毒，色浅，有良好的稳定性和作业适性，而且聚合物乳液树脂的相对分子量可以很高，因此粘合剂膜的强度较好。乳液粘合剂不用加热或加固化剂就能较快地固化。乳液粘合剂的最大缺点是耐水性不佳，蠕变性较大，这两个缺点可以通过提高聚合物的相对分子质量得到一定改善。在包装工业中用得较多的乳液粘合剂主要有聚醋酸乙烯乳液粘合剂以及乙烯－醋酸乙烯共聚乳液粘合剂。

8.塑料粘合可以采用哪几种方法？聚烯烃塑料有什么特点？有几种主要粘合方法？

   塑料的粘合可以采用：

   1.热熔粘接

   热熔粘接适用于热塑性塑料，通过加热使塑料的被粘合部分软化熔融，将处于粘流态的塑料紧密贴合并加压使其粘合牢固，待冷却后即固化形成牢固粘合。很多塑料袋、板、管等的热封合或热焊接等都属此类，塑料包装袋的脉冲热合、高频电热法等也属此类。

   2.溶剂粘接

   这种粘接方法是以塑料的溶解性为基础的，因此也只适用于热塑性塑料。它以单一溶剂或混合溶剂为粘合材料、用于粘合的溶剂必须对被粘物表面有充分的活性，能使被粘物表面产生一定程度的、均匀的溶胀、软化和溶解，然后将两个被粘合表面贴合，稍加压力，待溶剂挥发后，即形成粘合。

   塑料的溶解性和它的结晶度有关，一般结晶度低的塑料易溶，结晶度高的难溶。天然橡胶、聚异丁烯、聚苯乙烯等无定形聚合物易溶；聚偏二氯乙烯、聚四氟乙烯等支链较少，具有对称结构，结晶度较大，不易溶解；高压聚乙烯结晶度高，难溶解；低压聚乙烯结晶度更高，更难溶解。因此，对结晶性塑料，溶剂粘合剂是不适用的。

   3.粘合剂粘合

   前两种粘合方法仅适用于热塑性塑料，但粘合剂粘合对热塑性塑料和热固性塑料都适用，而且粘合强度也较高，是最普遍使用的一种方法。

   在塑料的粘合中，值得指出的是聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃类塑料的粘合。这类塑料极性小，化学稳定性强，结晶度高，属于难粘塑料，一般应选用非极性或者极性较低的聚合物作粘合物质。

   如果采用极性聚合物粘合聚烯烃塑料，一般应在粘合前进行表面处理，如电晕处理，火焰处理、化学处理、溶剂处理等。对于塑料薄膜的粘合，常采用电晕处理方法。电晕处理适于连续化生产，处理后可使薄膜表面极性增加并在表面形成微细的痕纹，使表面粘合性能改进。一般处理后的表面应尽快粘合，时间长了会使处理产生的活性下降，影响粘合强度。

10.不同基材粘合时粘合剂的选用。

   1．纸材的粘合

   粘合纸材时，不需要前处理，可以直接粘合。因为纸材为纤维结构有利于水分的渗透，所以纸材的粘合常采用水分散型的粘合剂。粘贴纸基标签常采用压敏型粘合剂，粘合涂层纸材可用压敏胶或热熔粘合剂等。

   2．塑料的粘合

   粘合塑料时多用溶剂型黏合剂，粘合剂粘合对热塑性塑料和热固性塑料都适用，而且粘合强度也较高，是最普遍使用的一种方法。

   在塑料的粘合中，值得指出的是聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃类塑料的粘合。这类塑料极性小，化学稳定性强，结晶度高，属于难粘塑料，一般应选用非极性或者极性较低的聚合物作粘合物质。

   如果采用极性聚合物粘合聚烯烃塑料，一般应在粘合前进行表面处理，如电晕处理，火焰处理、化学处理、溶剂处理等。对于塑料薄膜的粘合，常采用电晕处理方法。电晕处理适于连续化生产，处理后可使薄膜表面极性增加并在表面形成微细的痕纹，使表面粘合性能改进。一般处理后的表面应尽快粘合，时间长了会使处理产生的活性下降，影响粘合强度。

第二章  涂料

1.简述涂料的组成、分类及命名原则。

   涂料一般由可挥发部分和不挥发部分组成，当涂料涂覆在包装容器的表面后，其可挥发部分逐渐挥发逸去，留下不挥发部分固结成膜，所以不挥发部分称成膜物质。成膜物质又可分为主要成膜物质、次要成膜物质和辅助成膜物质三类，主要成膜物质可以单独成膜，也可以与颜料等次要成膜物质共同成膜。

   我国对涂料的分类是采用以成膜物质为基础的分类方法，即按在成膜物质中起决定作用的一种成分为基础，作为分类的依据，命名原则多按照涂料特点、用途、成膜特点等来命名。如：磁漆、防锈漆、裂纹漆等。

2.油的成膜性的难易与什么有关？按成膜性的难易可分为几种？

   油的成膜难易与其分子中的双键数目及双键的排列方式有关，含双键越多，结膜越快；双键成共扼结构的，比双键为间隔形式的结膜快。

   在工业上用碘值这一指标区分油的干燥性能，碘值指100g油所能吸收碘的克数。碘值是测定油的不饱和度的主要方法，根据干燥性能和碘值，可以把涂料用油分为干性油、半干性油和不干性油三种。

3.简述不同类型涂料的作用。

   以包装用涂料为例：

   1．金属容器用涂料

   镀锡板、镀铬板和铝合金薄板等金属材制成罐后，极易受内容物腐蚀，且还会引起内容物变质。因此，食品金属罐内表面均要求涂内涂料，罐头品种不同，对涂料的要求也不同。如含蛋白质丰富的水产、家禽和肉类罐头应采用抗硫涂料，以防止蛋白质受热分解而造成硫化腐蚀；酸性较强的番茄酱等要采用抗酸涂料，以防止罐壁酸腐蚀；某些含有花青素的水果如草莓、樱桃等采用涂料后，可防止花青素腐蚀及内容物被锡还原而褪色。此外，为防止午餐肉罐头粘罐，罐头内壁需涂防粘剂；罐装啤酒罐内壁涂涂料后，可防止金属离子溶出而影响啤酒的风味和透明度。

   2．塑料包装用涂料

   （1）防静电涂料

   塑料是电的不良导体，且大多数塑料吸水性差，塑料袋在加工及包装作业中常因摩擦使塑料表面带有电荷，如不清除，在包装作业中会造成开口困难，而且在包装干燥粉状食品（如奶粉等）时会造成袋口部静电吸附粉状颗粒造成封口不严而泄漏。采用外涂防静电涂料则是消除塑料静电的有效方法之一。

   （2）防雾滴涂料

   当使用塑料包装蔬菜、水果或熟食等含水较多的食品时，当容器内部的水蒸气分压高于该温度下的饱和蒸汽压时，水蒸气会在塑料表面凝结，又因为塑料的表面张力比水的表面张力小，故凝结在塑料表面的水分便形成球状小水滴（即雾滴）。

   小雾滴会对果蔬产生抽吸现象，使果蔬中的水分不断蒸发，造成果蔬脱水枯萎；果蔬中部分水溶性有机营养成分溶解在小水滴中，造成微生物繁殖而引起果蔬腐烂；另外，由于小雾滴的存在，会使光线发生漫反射，使塑料容器内雾化发白，降低透明度，影响销售。

   防雾滴涂料增大了塑料的表面张力，使之与水相接近，这样，当水蒸气受冷凝结时，在塑料表面形成的是连续的极薄的水膜，而不是小水滴，达到了防雾滴的目的。

   （3）提高阻隔性涂料

   聚烯烃塑料具有无毒、易加工、价廉等优点，因此在食品包装中应用很普遍，但它的阻隔性不太好，在一定程度上影响了它的应用。涂布适当的涂料后可以改善其阻隔性能。

   3.纸包装用涂料

   （1）清油

   清油的主要成膜物质为植物油，应用最广的为桐油，桐油涂膜坚韧、耐水、耐光和耐酸碱。在桐油中加入适当的黄丹、二氧化锰进行熬制，可制成光油，主要用于瓦楞纸箱的防潮，桐油还可与其它干性油（如亚麻仁油、梓油等）适量配合使用。

   （2）石蜡　　

   石蜡是最早使用的纸包装用涂料，用于纸包装容器的防潮、防霉。

   （3）树脂涂料

   树脂涂料的成膜物质只有树脂。广泛用于纸、纸板等的涂覆，用以增强机械强度，提高防潮性、阻隔性及耐化学腐蚀性等。

   4．其它包装用涂料（略）

4.简述涂料的选用原则。

   包装容器用涂料的选用

   选用包装容器用涂料时，首先应考虑被包装物的性质，涂层与被包装物接触时不应与被包装物起反应、被溶解或渗透。涂料品种的选择一般要从下面几方面来考虑：

   1.根据被涂产品的材质选择

   2.根据产品使用环境选择

   3.根据涂装的目的要求选择

   4.根据涂材的配套性来选择

   5.根据施工设备条件、产量、和经济条件等来选择。

第三章  防潮及防锈包装材料

1.哪些产品需要防潮？

   从防潮包装角度看，需要防潮的被包装物可分为如下两类。

   1.吸湿性产品

   吸湿性产品又可分为两种：一种是自身含水量低的，吸收外界水分后，对产品质量有影响，通过防潮包装可防止产品吸潮，如药品、水泥、食糖等；另一种是自身含水量高的，产品失去水分后质量同样会下降，通过防潮包装可避免水分散失，如面包、化妆品膏剂等。

   2.非吸湿性产品

   产品本身无吸湿性，但在高湿的氛围中，对产品质量有影响，通过防潮包装可将产品与高湿度的环境隔离开，如金属产品等。

2.防潮材料的透湿度与温度、湿度、厚度有什么关系？

   通常环境的温湿度变化较大，材料的透湿度将有很大差别，因为温度高，湿度梯度大，水蒸气扩散速度增大，透湿度就会增加，反之则减少。此外，防潮材料的透湿度与其厚度成反比，即材料的厚度越大，其透湿度越低，但对有些较薄的防潮材料，如铝箔以及某些极薄的塑料薄膜，在制造过程中会产生构造不均匀性及气孔，这时湿气就会通过这些气孔透过，所以这些材料的防潮性能就可能较差。

3.用复合材料做隔湿材时的使用原则是什么？

   用复合材料进行防潮包装时，应该把透湿度对湿度依赖性大的材料放在低湿侧，把透湿度对湿度依赖性小的材料放在高湿测，这样才能使整个材料的透湿度小。相反，如果把对湿度依赖性大的材料放在高湿侧，则会降低材料的防潮性能。

4.对使用干燥剂的包装有哪些要求？常用干燥剂有哪些？

   使用干燥剂的包装所用的包装材料，其透湿度要小，密封性要好。被包物及内衬材必须事先干燥后再放人包装容器内，盛放干燥剂的容器应能便于干燥剂吸收防潮包装内的湿气，而其粉尘又不会落到内装物上。干燥剂应用透气性良好的细布袋、无纺布袋包好，或放在有小孔的金属罐内。为便于使用，可将干燥剂分装成—定量值(或常用量值)，并按重量分别盛装，方便使用。干燥剂小袋应均匀地分散在防潮包装内，使包装内所有空间都能受到干燥剂的去湿作用，或放在被包装物需要干燥的部位或附近，但不得直接放在被包装产品上。不得与金属或油漆表面直接接触，对于药品等小型包装，可将干燥剂压成片状，放于瓶盖与衬垫之间。

   包装常用的干燥剂有吸附型和潮解型两类。吸附型有硅胶、铝凝胶、分子筛等；潮解型主要是用生石灰。

5.怎样计算干燥剂的用量？

   在密封防潮包装中，干燥剂的用量与防潮材料的透湿度、储存期、防潮包装的总表面积等多种因素有关，当采用较低透湿度材料包装时，干燥剂的用量按如下公式计算：

                  W＝

   式中  W—干燥剂的使用量，kg

        A—潮包装的总面积，m2

        R—防潮包装材料的透湿度，g/m2·24h

        M—包装储运的最长保护期限，月

        D—衬垫材料的重量，kg

        K—干燥剂的吸湿关系系数；

6.简述金属腐蚀的内、外因。

   1．影响金属锈蚀的外界因素

   金属锈蚀是金属与环境互相作用发生电化学腐蚀的结果，因此金属本身的特征和环境中的因素两方面共同影响金属腐蚀过程。

   （1）空气的相对湿度和温度的影响

   空气的相对湿度对腐蚀的影响较大，当相对湿度较低时，金属腐蚀很慢，随着湿度的增加，腐蚀速度增加得并不快，但当相对湿度逐渐增加到一定值（称临界相对湿度）时，金属的腐蚀速度急剧加快。

   温度对金属腐蚀的影响不是孤立的，同时也受到相对湿度的影响，—般当相对湿度低于临界湿度，或低于65%时，温度对金属腐蚀的速度影响不大。无论在什么温度下金属腐蚀的速度都很小；但当温度在临界相对湿度以上时，温度对腐蚀的影响就相当大。在温差变化大的情况下，温度对腐蚀的影响更显著。由于温度大幅度下降，在金属制品表面产生凝露，这将加速金属腐蚀。因此，对于昼夜温差大、室内外温差大或炎热多雨的场合，金属产品最易生锈。

   （2）氧气对金属腐蚀的影响

   氧气和水一样，是金属在大气中腐蚀的必要因素，缺少其中之一，金属就不会被腐蚀。

   （3）其它因素对金属腐蚀的影响

   大气中除氧和水分外，其它因素如海洋盐雾、工业烟尘等均会加速金属的腐蚀。

2．影响金属锈蚀的内因

   主要是金属材料本身的性质和杂质的种类和含量。

7.简述防锈剂的组成和防锈机理。

   以防锈油脂为例：

   防锈油是以油脂或树脂类物质为主体，加入油溶性防锈剂所组成的暂时性防锈涂料。防锈油中的油脂或树脂类物质作为成薄膜物质涂布于金属表面后，对锈蚀因素具有一定的隔离作用。但一般油脂类能溶解空气中的氧，并且还能溶解少量水分，单纯使用油脂不能获得满意的防锈效果，因此必须添加防锈剂，这类物质对防锈油的防锈效果具有很大影响。

   （1）防锈油的作用原理

   a.在金属表面上的吸附作用

   由于表面活性物质在分子结构上具有共同特点—具有亲水的极性基和亲油的非极性基两个组成部分，当防锈油涂布于金属表面时，油中分散的防锈剂分子就会在金属与油的界面上定向吸附(极性基与金属吸附，非极性基与油吸附)，并且能形成多分子层的界面膜。试验证明，如果只能形成l～2个分子层的膜，防锈能力很差，这种吸附层为2～6层以上时，就有很好的防蚀能力。这种吸附作用一是对腐蚀因素具有屏蔽作用，二是可以提高油膜与金属表面的附着力。由于吸附膜的表面是憎水性的，因而具有更好的防水性，同时可以增加金属表面的电阻。许多研究证明，防锈剂在金属表面的化学吸附(形成配价键)，降低了金属活性，这是防锈作用的主要原因之一。

   b.能降低落在油膜上的水滴与油层的界面张力

   如果在油膜表面有水滴形成(如结露等)，水滴与油层界面张力的作用，使水滴成球形，借重力作用使其较易渗入油膜到达金属表面。防锈剂这类表面活性物质可使水的表面张力降低，使水滴不能呈球形状态存在于油膜上，而趋向于平摊开来，这样就降低了水滴对油膜的压强，使其不易穿透油膜到达金属的表面，水滴在油膜表面摊得越平，油的防锈效果一般也越好。

   c.对水的置换作用

   具有表面活性的防锈剂，借助其界面吸附作用可将金属表面上吸附的水置换出来。此外油中所含的水分，可被防锈剂的胶粒或界面膜稳定在油中，使其不能与金属直接接触。

   上述几种作用都对金属表面上腐蚀电池的形成起了抑制作用，从而达到了防止金属制品锈蚀的目的。

8.简述防潮材料、干燥剂、防锈剂的选用原则。

   见教材相关部分。

第四章  封缄材和捆扎材

1.简述包装封缄的主要作用。

   包装其封缄和捆扎的目的不完全相同，但它们的作用不外乎以下几方面：

   1.防止内容物脱出、泄漏、散逸。

   2.防止产品受氧化、腐蚀等，延长产品寿命，提高产品价值。

   3.防止内装商品被污染，被盗窃取出或偷换。

   4.加强包装容器的强度，有时还有美化商品的作用。

   5.便于贮存，运输和搬运。

2.简述常用防伪标签的特点及应用。

   目前，包装常用防伪标签有十几个种类，如防揭封条(口)、防伪标志标签、防揭标签、易碎纸标签、激光全息标签、激光全息破坏性标签、字模防伪聚酯薄膜标签、透明PVC字模防揭通用标签、综合防伪防揭压痕纸标签、产品编码全息标签、产品编码刮开式标签、泡沫薄膜标签、条码技术标签等。

   特点及应用详见教材。

3.简述瓶盖和捆扎材的种类和应用。

   常用瓶盖

   a.王冠盖

   王冠盖广泛应用在啤酒瓶、汽水瓶等充气饮料瓶中。

   b.显开启盖

   显开启盖不能防止所盖容器的内装物被盗，但显开启盖在打开后一定要有一部分遭到破坏，显示出此盖曾经被打开过，以使在自选市场内选择商品的顾客能够察觉该容器是否被启封过，防止内装物被盗而损害顾客的利益及健康。

   目前，显开启盖主要有下面几种形式：

   普通显开启盖　　

   普通显开启盖有A、B两种类型。A型为单排滚花，B型为双排滚花，滚花方向为沿圆周方向滚压，有的沿圆周方向和轴向均有压痕，启封时压裙全部断开脱落，便于旧瓶回收利用。

   加长显开启盖　　加长显开启盖也称斯台尔盖(Stel cap)，特点是侧缘部分非常长，可在侧缘部分通过印刷或冲压制出文字或标记，尤其是冲压出的文字或标记具有浮雕般的装饰效果，给人以非常高贵文雅的感觉。

   保香显开启盖　　保香显开启盖与普通显开启盖相比有更好的耐压性能，其衬垫材料多为聚氯乙烯制成，其特点是为了保持耐压性。制造时需用盖壁较厚、硬度较高的铝板，封缄时，需使用特殊的加压块，使盖肩部沿瓶口绞紧。多用于碳酸饮料、啤酒等有耐压要求的瓶上，也可用于果汁等要求耐减压性能的饮料瓶。

   c.带式盖

   带式盖又称塞德尔盖(Seidel seal)其性能、用途、封缄方法等都与普通显开启盖相同，此种盖的特点在开启方法上，即将普通显开启盖的穿孔部分进行改造，即改为以舌翼和与此舌翼相连接到本体上的两条圆周刻痕构成。开启时，只要一拉舌翼就可以将其撕裂成带条而打开。为了能够较容易地拉出舌翼，还可在舌翼上贴上薄膜。

   d.螺旋盖

   此种盖的特点是预制螺旋盖，即盖在制成时已制好螺纹。材料多用马口铁、铝板、塑料等。其特点一是成型加工简单，生产效率高，价格低廉；二是只要瓶口、盖的成型尺寸在标准规格内，配合就好，密封性强，不易脱扣。缺点是瓶与盖之间若有内容物粘附并固化后不易开启。螺旋盖主要有以下几种形式：

   阴螺纹螺旋盖

   阴螺纹螺旋盖是利用盖内螺纹旋紧在瓶颈的阳螺纹上形成密封，主要用金属或塑料制成。

   快旋盖

   快旋盖又称凸缘盖，名称源于其盖内有3～6个凸缘，呈凸缘和瓶口上对应的3～6头螺纹相啮合。多用于包装果酱、水果罐头等广口瓶。与连续螺旋盖比，凸缘盖有两个突出的特点：第一，使用者只要旋转四分之一圈即可拧紧或拧下盖子；第二，盖子沿着整个瓶口密封面上的压力相当均匀，衬垫材料和瓶口密封性相当好。

   加压旋扭盖

   加压旋扭盖又称真空旋扭盖。其特点是在盖内的侧面和上面都涂有密封填料。盖的顶面中部有隆起（安全扣），这样，在加热杀菌后，由于冷却而使容器内部是真空而使安全扣凹陷，此时表示已呈真空密封。如果曾开过盖，或内装物变质而失去真空度时，安全扣就凸起，使用者可籍此判断内装物是否变质或被人开启过。加压旋钮盖盖上没有螺纹，而瓶口中有细螺纹在封口将压紧在玻璃瓶口中，经蒸气加热而变软的密封垫料将瓶口螺纹的间隙填满而形成螺纹。

   e.特殊盖

   易开盖

   为了解决罐头开启方便，在二片灌装的啤酒、饮料、干果类食品包装中，可采用易开罐盖。易开罐盖有多种形式，除拉环式外，还有拉片式、按钮式。后者主要考虑在开启后拉环还能连附在罐盖上，以避免丢弃后刮伤人体及污染环境。

   胶带式小口易开盖

   胶带式小口易开盖是在容器的盖上预先冲出一个孔，用粘合剂把复合薄膜（如0.5mm厚的真空镀铝薄膜）粘在其上。此种封口适用于非碳酸饮料如果汁等，使用时用带斜口的吸管刺破薄膜即可饮用内装饮料。

   按钮式小口易开盖　　此盖上有大小两个圆形冲痕的突起按钮，食用时先按下较小的一个，让空气进入，再按大的按钮，即可饮用。

   撕裂盖　　

   撕裂盖是一种用于杯状玻璃容器的盖，多用于酒和果汁饮料的包装，去掉盖后即可直接饮用，其特点是盖材采用薄铝片，在盖的侧缘部有一个可夹持的是舌翼，其后连接到刻有盖圆周一半长度的划痕上，用手一扯舌翼，盖就会被扯下半圈，于是很容易地开启，但一旦打开，便不能再封上。

   f.超长盖

   超长盖其特点是便于开启和能密封啤酒等充气饮料且耐压性能好。该盖附有一个环状的拉手，盖上有划线，使用时用手指套住拉环扣扯拉即可沿划线开启瓶盖。同时，划线的深度也可随盖的位置而有所不同，以取得易开和密封间的协调。

   g.粉末分配盖

   粉末分配盖用于胡椒粉等餐桌调料瓶，该盖为内外双重结构。内盖是一个与包装罐口配合的薄片，外盖是一个扣在内盖上的瓶盖。内外盖都有同样数个小孔。内盖固定，外盖可以转动，当外盖转动到两孔重合时，可以倾倒出调味料，两孔错位时，瓶罐既被密封。

   在包装中的捆扎材料主要包括塑料捆扎带（俗称打包带）和塑料绳，主要用于瓦楞纸箱及其它散装食品、蔬菜的捆扎，其作用是将包装物品集中捆扎在一起，压缩体积，增加包装的强度，便于装卸，也有封缄、防盗、防止包装物散失或散塌的作用。

4.指出非压敏型、单面压敏型、双面压敏型胶带的构成、并说明每种成分的作用。

   （1）非压敏胶带

   这类胶带只包括基材、底层处理剂和粘合剂，其结构如图所示。再湿性胶带、溶剂活化型胶带及加热活化型胶带都属此种结构。

   （2）单面压敏胶带

   这类胶带包括基材、底层处理剂、粘合剂和背层处理剂四部分，结构如图，是使用量最大的胶带。

非压敏胶带

1—黏合剂   2—底层处理剂   3—基材

单面压敏胶带

1-黏合剂  2-底层处理剂  3-基材  4-背层处理剂

   （3）双面压敏胶带

   这种胶带的基材两面都涂敷压敏胶，因此要使用隔离材才能在使用前盘卷保存，其结构如图。

图 双面压敏胶带

1、5-黏合剂  2、4-底层处理剂  3-基材  4-隔离材

   1.基材

   基材是胶带的骨架部分，是粘合剂的载体。作为基材的材料，应当有较好的机械强度和较小的伸缩性，厚度要均匀。

   2.粘合剂

   粘合剂是胶带的核心部分，胶带所用的粘合剂主要有水活化型、溶剂活化型、热熔型及压敏型等几种。

   3.底层处理剂

   底层处理剂的作用，是增加粘合剂与基材之间的粘附强度，使得在揭开放带时，粘合剂与基材不致脱离。底层处理剂是一种能够使不同种类的物质(如基材与粘合剂)牢固粘合的涂敷剂，也可以说是一种粘合剂。有些粘合剂与基材之间本来已有足够的粘附力，就不必再涂底层处理剂了。

   4.背层处理剂

   背层处理剂涂敷在基材的背面，用来防止压敏胶带在卷曲成卷时彼此粘连，使之易于展开。另外，背层处理剂还能增加基材的强度，有些背层处理剂还能赋予胶带防水，耐候、防止静电等特殊功能。有些基材本来就不易与粘合剂粘连，如聚乙烯、聚氯乙烯、涂层牛皮纸等，就不需另涂背层处理剂了。

   5.隔离材

   为了防止在盘卷时双面胶带的粘合剂之间彼此发生粘连，需要用隔离材将粘合剂层隔离开。

5.压敏型粘合剂的四个粘附要素是什么？应满足什么关系式？压敏型粘合剂主要有哪些类型？

   压敏胶粘合过程的四个主要因素必须满足下面关系：T＜A＜C＜K 。

   这四个主要因素之间的关系可以通过图加以说明。

图 压敏胶带的四个黏附要素

T-粘着力  A-黏附力  C-内聚力  K-粘基力

1-黏合剂  2-基材? 

   T为粘着力(Tackiness)，习惯上称之为快粘力或初粘力，是压敏胶的润湿能力及初始粘性的体现。一般指用手轻轻按压胶带粘合剂面时所显示出的手感粘性。

   A为粘附力(Adhesion)，是进行适当的按压粘贴后，粘合剂与被粘物表面的结合力。在实际应用中，是以粘合好的胶带是否容易从被粘物表面被剥离来判断其大小。

   C为内聚力(Cohesion)，指压敏胶的内部聚集的强度，它与粘合剂的分子量大小，分子间力及分子间的交联程度有关。

   K为粘基力(Keying)，指压敏胶与胶带基材之间的粘附力。

   如果T、A、C、K四种力满足了T＜A＜C＜X的要求，胶带就具备了压敏的特性，并能满足使用过程中的各种要求。否则，就会产生质量问题。例如若T≮A时，粘合剂就没有对压力敏感的特性，这时就要考虑调整粘合剂的组成及比例以满足T＜A的要求；若A≮C，则在剥离胶带时，就会出现胶层破裂或拉丝的现象，导致粘合剂污染被粘物体表面的现象出现，这时可通过增加粘合剂分子之间的交联度等方式来提高内聚力；若C≮K，就会出现胶层脱离基材的脱胶现象，这时可以考虑改变一下底层处理剂或粘合剂的配方。

   T＜A＜C＜X是压敏胶粘附要素的原则关系式，当然还要考虑其它性能要求，如柔韧性、耐老化性、耐热性等。

   压敏粘合剂以橡胶型和丙烯酸酯型为主。

第五章  印刷油墨

1.简述油墨的主要成分。

   油墨一般由色料、连结料和辅助剂三部分组成，它们以一定比例混合，经搅拌辊压制成。

   1.颜料和染料

   印刷油墨的颜色是由颜料决定的。油墨的着色力以及耐化学性基本上取决于颜料的性质；而油墨的细度、干燥性、遮盖力等也部分地取决于颜料的性质。油墨中使用的颜料根据其化学成分的不同，分为无机颜料和有机颜料两种。

   2.连结料

   连结料是一种胶粘状流体，它是起连结作用的，由树脂或橡胶衍生物等溶解在干性油或溶剂中制得，它的作用是使粉状的颜料均匀分散后，形成具有一定流动度的浆状胶粘体，在印刷后很好地形成均匀薄层，固着于承印材上，并使印刷表面具有一定的光泽，它的是决定油墨性能优劣的重要因素。

   3.溶剂

   采用树脂作连结料时，需要加入溶剂以调整粘度，常用的溶剂有芳香族烃类溶剂(甲苯、二甲苯等)脂肪族烃类(石油醚、汽油、煤油等)、酪类溶剂、醇类溶剂、酮、醚、醇醚类等溶剂，近年来以水做溶剂的水性油墨在包装行业发展很快。选择溶剂时要考虑其对树脂的溶解性、挥发性、溶剂之间的相溶性、卫生安全性及印刷适性等多方面的因素。

   4.助剂

   助剂加入到油墨中可以改变或提高油墨的印刷适性，并改善油墨层的稳定性及表面性能。助剂的种类很多，但不一定每种油墨都需要这么多种类的助剂，每种油墨应加入的助剂的种类和数量要视印刷的要求而定。

   油墨常用的助剂有干燥剂、粘性调整剂、稀释剂、反印防止剂、防结皮剂等。

3.简述油墨的触变性在印刷中的作用。

   颜料颗粒均匀地分散在连结料中，由于颜料与连结料呈极性接触，产生了带电的表层，静止一段时间，它们就会相互吸引，变成絮凝状态，油墨变稠，粘度变大。但当外力作用时(搅拌)，絮凝状态很快被破坏，油墨变稀，粘度变小，恢复到原来状态，我们把这种性质称为油墨的触变性。在印刷时，由于匀墨装置的搅拌作用，由于油墨的触变性，油墨变稀，这样方便的油墨从印版上转移到承印材上，而一旦油墨从印版上转移到承印材上后，失去了外力搅拌作用，油墨又变成絮凝状态，油墨变稠，粘度变大，不向四周浸溢，保证了印迹的清晰和准确，还避免了印品背面粘脏。

4.简述油墨的干燥机理及影响因素。

   不同的承印材及不同的印刷方式，要选用不同干燥方式的油墨。目前，油墨的干燥方式主要有渗透干燥、挥发干燥、氧化干燥、冷凝干燥、紫外线干燥、电子束干燥及多种方式结合干燥等。

   1.渗透干燥

   当液体与多孔承印材表面接触时，一部分液体将进入纤维组织中，使油墨固结在承印物表面，完成干燥过程。油墨对多孔材料的渗透分两个阶段，第一阶段是在压印的瞬间，在强大的印刷压力下，油墨迅速渗透到承印材表面的间隙；第二阶段是在承印材毛细管的作用下，油墨中的连结料缓慢渗透到承印材纤维中。渗透干燥的优点是速度快，但是其不足之处是油墨被大量吸收到承印材纤维内部，印出的图案边界模糊、图文暗淡，为了避免这种缺陷，必须在油墨中加入特定的助剂。

   2.挥发干燥

   挥发干燥是日常生活中极为普遍的干燥方式。印刷油墨中，一般都含有易挥发的溶剂，油墨转印到承印材表面后，油墨中易挥发的溶剂挥发到大气中去，油墨中剩余的树脂，固着剂同颜料一起形成固化膜层而固着于承印材表面。为了加快挥发干燥速度，可采取通风、加热等辅助手段，加速溶剂的挥发。挥发干燥型油墨多用于非吸收性材料的印刷，如凹版印刷、柔性版印刷等。对于塑料薄膜、铝箔等材料只能采用挥发干燥型油墨，油墨中的挥发性溶剂一般有毒，因此采用挥发性干燥油墨必须保证生产车间通风良好，另外，溶剂本身对印版及有些承印材都有一定的腐蚀和分解作用。

   3.氧化干燥

   氧化干燥型油墨一般是干性油墨，其油分子结构中的不饱和脂肪酸与空气中的氧气发生反应，将原先油分子中的直链状结构聚合成网状结构，从而形成固体物质的化学反应过程。为了加速氧化干燥速度，需采用各种方法来改善油墨的干燥性能。如在油墨中添加少量添加剂，或通过还原使抗氧化物质氧化，或加速对过氧化物的破坏，以加快油分子氧化结膜速度；缩短干燥时间。另外，颜料、温度对氧化速度也有影响。不同颜色的颜料制成的油墨氧化时间有所不同；温度增加氧化速度加快。

   当油墨最初印到承印物上时，油墨中的溶剂就会渗入到承印物的纤维或涂层的缝隙中。颜料保留在干性油部分中，它将颜料固定在印刷表面。然而这还没有完全干燥，由于失去了溶剂，墨膜变得粘度非常高，这样，油墨就失去了流动性并停在那儿准备转换。随着溶剂的丧失，氧与油反应，并且树脂开始干燥阶段。在这一阶段，位于墨膜中心的油墨仍然保持一定的液态。根据油墨的成分、印刷墨膜的厚度、纸张或其他材质的性质以及环境条件，油墨完全固定需要两分钟到超过一个半小时的时间。

   印刷完成后，在醇酸树脂或干燥油中就发生氧化，并可能在树脂中也发生氧化。这一聚合结果形成了化学粘结剂的三维、网状结构。氧与油墨中所有的油、树脂等发生反应以便将墨膜中的液体材料转换成固体，这样油墨完全干燥。

   一个有着非常紧密表面的纸张或涂层会使溶剂的渗入速度非常慢。因此，油墨中就会有溶剂残留，并会干涉氧与油和调墨油之间的反应，当然，这也会增加油墨干燥时间。为了加快干燥，在油墨中使用“干燥剂”来加速氧化过程。

   4.冷凝干燥? 

   冷凝干燥型油墨是指在常温下固化的油墨。此种油墨在印刷时先将油墨加热后转印到承印材上，随着油墨温度的降低，油墨便自然地转变成固态薄层。印刷机上必须有油墨加热装置使油墨熔化，印版滚筒也必须有加热装置。

   5.紫外线干燥

   用紫外线照射油墨墨层，使得油墨墨层中的游离基迅速发生聚合作用而干燥。紫外线干燥能够保证油墨瞬时固化，适合于高速生产和各种承印材，但其缺点是干燥设备投资过大，电力消耗大，墨辊材料受到，需专门的油墨洗涤剂，油墨成本过高等。

   6.电子束干燥

   电子束干燥用于特殊油墨的干燥，油墨中的反应性聚合物和多官能团单体在电子束照射后迅速聚合达到瞬时干燥。此干燥方法速度快，不受墨层厚度，油墨中无需挥发性溶剂，墨层结膜性能好，耐摩擦及耐化学药品等，且操作比较简单，但电子束干燥设备价格较昂贵。

   对于一种油墨而言，其干燥方式并不一定是唯一的，大多数情况下，油墨的干燥方式是采用各种不同方法相结合，如吸收性材料，不仅具有渗透干燥性能，还具有挥发干燥性能等。实际上，随着印刷技术的发展，印刷速度不断加快，绝大多数油墨都采用各种方法组合干燥，以加快油墨干燥速度，适应高速印刷的需要。

5.简述油墨的种类、特性和选择原则。

   油墨的种类、特性见教材。

   油墨的选择要点

   1.承印材的种类

   承印材的种类是选择油墨类型(连结料)的主要因素，如果的塑料制品，还要了解塑料制品是否经过表面处理，例如经过表面处理的聚乙烯、聚丙烯可选用聚酰胺型油墨，未经表面处理的聚丙烯可选用环化橡胶型或氯化聚丙烯型油墨，聚氯乙烯可选用氯乙烯-醋酸乙烯共聚物型油墨，ABS塑料、聚苯乙烯可选用丙烯酸型油墨，酚醛、三聚氰胺甲醛等热固性塑料可选用环氧型或脲甲醛型油墨。

   2.印刷条件

   印刷条件主要包括印刷方式、印刷机械种类和干燥形式等，其与油墨的粘度和干燥速度有关。例如，采用凹版印刷、柔性凸版印刷时，应使用粘度低、干燥速度快的油墨，否则会产生糊版、粘连等印刷故障；采用丝网印刷、干式胶版印刷和铜锌凸版印刷时，应使用粘度高、干燥速度慢的油墨，否则会产生图文洇开、堵版等印刷故障；采用热风干燥、红外线干燥时，应使用干燥速度慢的油墨，这样可减少堵版的发生次数和提高印刷品的光泽；采用自然干燥时，应使用干燥速度快的油墨，否则会蹭脏别的制品。

   3.印刷效果

   印刷效果主要包括浓度、透明度、有无光泽、有无套印、层次的再现性、正面或反面印刷等。在印刷时，根据印刷品的具体要求，选择适当的油墨。

   4.印后加工条件

   承印材印刷后如还需进行再加工，那么印刷时选用的油墨还须满足印后加工的工艺条件。例如，用于热合、挤出复合的薄膜，油墨应有较好的耐热性；用于干式复合、挤出复合的薄膜，油墨应有较好的耐溶剂性或耐水性；使用聚氨酯粘合剂的干式复合薄膜，不能使用聚酰胺型油墨，因为它会影响复合强度。

   5.用途

   承印材的用途各种各样，油墨也应具备相应的适性和耐性。例如，洗涤剂包装制品的印刷油墨，要求有耐碱性和耐水性；油性食品包装制品的印刷油墨，要求有耐油性和安全卫生性，用于印刷砂糖、糖果包装制品的油墨，要求耐磨性和安全卫生性；有些包装制品印刷后需蒸煮杀菌，那么要求油墨有耐蒸煮性，印刷广告牌的油墨，要求有耐光性和耐候性；印刷玩具的油墨，要求安全卫生和耐摩擦；印刷仪表盘的油墨，要求有耐摩擦性。?

第六章  其它包装辅助材料

1.简述脱氧剂的作用原理、分类。

   （一）脱氧剂分类

   1.以原料成分分类

   (1)无机型，如铁粉等。

   (2)有机型，如抗坏血酸等。

   2.以脱氧机理和反应速度分类

   (1)自反应型脱氧剂

   (2)靠水反应型除氧剂

   (3)快速反应型脱氧剂

   (4)正常反应型脱氧剂

   (5)慢性反应型脱氧剂

   3.以适用范围分类

   (1)高水份食品脱氧剂

   (2)中等水份食品脱氧剂

   (3)低水份食品脱氧剂

   (4)超干燥食品脱氧剂

   4.以除氧功能为分类标志

   (1)单一功能型脱氧剂：仅吸收O2。

   (2)多功能型脱氧剂：吸收O2。产生CO2，吸收O2，也吸收CO2；既吸收O2；且能显示O2的浓度。

   5.以形状分类

   (1)颗粒状脱氧剂

   (2)片剂脱氧剂

   (3)卡片形脱氧剂

   （二）常用脱氧剂及其作用原理

   脱氧剂的作用原理是其中的有机或无机物质与包装环境空气中的氧发生化学反应而脱除包装内的残留氧。常用的脱氧剂有：

   1.铂、钯、铑等加氢催化剂

   这是应用较早的脱氧剂，其中钯的催化效果较好，活化状态下的钯催化剂可吸附比自身体积大许多倍的活泼氢。这类脱氧剂的作用原理是利用氢和氧气在催化剂的作用下化合成水而脱除包装内的微量氧气，故也称氢氧化合法。

    2.铁系脱氧剂

   这是目前使用较为广泛的一类脱氧剂，在包装容器内，铁系脱氧剂可能发生以下的反应：