塑料包装材料与制品

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1、第二篇 塑料包装材料与制品 包装材料学在包装行业中，高分子材料主要以塑料、橡胶、纤维 、粘合剂、涂料、油墨等形式使用，其中以塑料的应 用最广。塑料是可塑性高分子材料的简称。用塑料可以制得软 包装袋、中空容器（瓶、罐、桶等）、周转箱、片材 的吸塑容器、泡沫塑料缓冲包装材料、编织袋、捆扎 带等。第一章 概述 包装材料学第一节 塑料包装的特点及其产品 一、塑料的特点 1质轻、机械性能好 钢钢的 1/81/4，铝铝的 1/32/3，玻璃的1/32/3 2适宜的阻隔性与渗透性 阻气包装、防潮包装、防水包装、保香包装 保鲜包装 3化学稳定性好 耐 酸、碱、盐 4光学性能优良 透明5卫生性良好 纯的聚合物树

2、脂没有毒性 6良好的加工性能和装饰性 挤出、注射、吸塑 二、塑料在包装方面的主要应用包装材料学具体应用：薄膜 容器 防震缓冲包装材料 密封材料 带状材料 1薄膜低密度聚乙烯(LDPE)，高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯 (PP)和聚氯乙烯(PVC)软包装 单层薄膜、复合薄膜和薄片，做成的包装称 软包装主要用于包装食品、药品等。吸塑包装 厚度为为0.15mm0.4mm的透明塑料薄片，经经 热热成型制成， 又称泡罩包装 用于包装药药片、药药丸、食品或其他小商品 薄膜应用包装材料学PS四/六/八/十二连杯/子母杯封口膜系列包装材料学PS四/六/八/十二连杯/子母杯封口膜系列包装材料学泡罩包装薄膜应用

3、包装材料学软包装卷膜包装材料学软包装材料包装材料学BOPP、KBOPP、CPP、PET、KPET、VMPET、VMCPP、PA、LDPE、 HDPE、LLDPE、铝箔AL、珠光膜、奶膜(黑白膜)、PVDC涂敷膜等。收缩膜标贴包装材料学2容器 塑料在包装方面的主要应用包装材料学2容器（l）塑料瓶、桶、罐及软管容器高、低密度聚乙烯烯和聚丙烯为烯为 主，也有用聚氯氯乙烯烯 、聚酰酰胺、聚苯乙烯烯。聚酯酯、聚碳酸酯酯等树树脂（2）杯、盒、盘、箱等容器高、低密度聚乙烯烯、聚丙烯烯以及聚苯乙烯烯的发发泡或 不发发泡片材，通过热过热 成型方法制成，用于包装食品 十万级净化车间（PE注吹一次成型生产线）包装材

4、料学注塑机包装材料学滴 眼 剂 塑 料 瓶-容器应用包装材料学塑 料桶-容器应用包装材料学塑 料容器应用包装材料学塑 料容器应用包装材料学3防震缓冲包装材料包装材料学3防震缓冲包装材料 泡沫塑料 用聚苯乙烯、低密度聚乙烯、聚氨酯和聚 氯乙烯制成气泡塑料薄膜或气垫薄膜 在两层低密度聚乙烯薄膜 之间充以气泡制成的薄膜泡沫纸 聚苯乙烯或低密度聚乙烯在挤出机内通人加 压易于汽化的气体，经挤出吹塑而成低发泡薄片食品包装托盘、餐盘、蛋盒及快餐食品包装盒等 防震缓冲包装材料包装材料学4密封材料 包装材料学4密封材料密封剂和瓶盖衬、垫片 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

5、或无毒软聚氯乙烯片材，可作瓶盖、罐盖的 密封垫片。 PE 发发泡垫垫片PE发发泡垫垫片卷材密封材料 包装材料学密封材料密封海棉条 5带状材料 包装材料学5带状材料 打包带、撕裂膜、胶粘带、绳索塑料打包带 是用聚丙烯、高密度聚乙烯或聚氯乙烯的带坯， 经单轴拉伸取向、压花而成宽13mm16mm的带，较铁皮或纸质打包 带捆扎方便、结实。编织袋 聚丙烯经单轴拉伸剖成2mm3mm宽的扁丝织成 不干胶标贴 将压敏胶涂于纸质或铝箔彩色标贴背面 打包带包装材料学彩印封箱胶带包装材料学不干胶标贴包装材料学第二节 高分子材料基础知识 包装材料学高分子材料是以高分子化合物为主要组分的材料。通常，高分 子的分子量在5

6、000以上。 分子量大是高分子化合物最基本的特性。一般说来，高 分子化合物具有较好的强度和弹性，而低分子化合物则 没有。 高分子化合物包括有机高分子和无机高分子化合物天然: 松香、淀粉、纤维素、蛋白质和天然橡胶等 合成: 塑料、合成橡胶、合成纤维等 硅酸盐材料、玻璃、水泥、陶瓷等 一、高分子材料的合成 包装材料学1单体、聚合度、平均分子量 高分子化合物又称为高聚物，物质由低分子化合物到 高分子化合物的转变过程，称为聚合。聚合以前的低 分子化合物称为单体 聚乙烯树脂的聚合 :nCH2CH2 -CH2CH2-n- 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

7、构单位的重 复个数，称为聚合度 高分子化合物的分子量 = 链节分子量聚合度高分子化合物的分子量，通常指的是平均分子量。 高分子材料的合成 包装材料学高分子化合物都是由许多化学结构组成相同、分子链 链节数不等的同系高分子组成的混合物，我们把这称 做高分子分子量的多分散性。特性：1.分子量增加时，它的拉伸强度及刚性增加，但流动 性下降。2.对同一分子量的聚乙烯，当分子量的分布范围增加 时，它的抗蠕变能力增加，耐低温脆性及耐应力开裂 性提高，但冲击韧性下降。工业生产上可通过控制分子量的大小及其分布情 况得到预期性能的高聚物。 2聚合反应类型 包装材料学（l）加聚反应 分子和分子一个一个相加起来成为一

8、个大分子，称为 加聚反应。加聚反应有以下特点：反应一旦开始，就进行得很快，直到形成最后产物为止，中间 不能停留在某阶段上，也得不到中间产物；链节的化学组成和单体的化学组成相同；反应中没有小分子副产物生成。约有80的高分子材料是由加聚反应得到的，例如聚烯烃塑 料、合成橡胶等。 聚合反应类型 包装材料学（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。 二元酸和二元醇的酯化作用，得到聚酯。均缩聚反应 氨基酸均缩聚得到聚酰胺。共缩聚反应 含有不同官能团的两种（及两种以上）单体进

9、行 的缩聚反应称为共缩聚反应。己二胺和己二酸经共缩聚反应生成 尼龙66。通过过物理或化学方法，来提高现现有高聚物的综综合性能。这这个措 施称为为高分子化合物的改性。 聚合反应类型 包装材料学（2）缩聚反应 缩聚反应的特点如下：缩聚反应是由若干个经合反应构成的，因此它是逐 步进行的，也就是缩聚反应可以停留在某阶段上，可 以得到中间产物；缩聚产物链节的化学结构和单体的化学结构不完全 相同；在缩聚过程中总有小分子副产物折出。缩聚反应有很大的实用价值，酚醛树脂、环氧树脂、 聚酰胺、有机硅树脂以及许多其它塑料等都是用缩聚 反应合成的。二、高分子裢的结构和性质 包装材料学1高分子链的组成与形态 线型和体型

10、 聚乙烯属于线型。物理特性：(1)线型结构的高分子化合物具有弹性和塑性，在适当的 溶剂中可以溶胀或溶解，升高温度时则软化、流动。(2)体型结构的高分子化合物，无弹性和塑性，脆性大， 不溶于任何溶剂（有的会有一些溶胀），分解温度低于 熔化温度，因此也不能熔融。体型结构 分子链和分子链之间有许多链节相互交联起来，成为立 体结构，体型结构的高分子的形成是按三维空间进行的，像一张不 规则的网，因此也称为网状结构。三、聚集态结构与性质 包装材料学按照大分子排列是否有序，高聚物可分为结晶型与无定 形两类。结晶聚合物分子排列规整有序；无定形聚合物 分子排列杂乱不规则。 1结晶聚合物 结晶度愈大，晶区范围愈大

11、，分子间的作用力愈强，因此强度、硬 度、刚度愈高（熔点愈高、耐热性和耐化学性愈好），而与链运动 有关的性能如弹性、伸长率、冲击强度等则降低。 2无定形聚合物 无定形聚合物的结构只是大距离范围内无序，小距离范围内是有序 的，即远程无序，近程有序。3聚合物的取向态 高聚物在成型加工和使用时，在外力的作用下，高分子链会发生取 向，即高分子链沿外力作用的方向排列。高聚物经取向后，力学性 能各向异性. 四、高分子材料的柔顺性 包装材料学1高分子链节的柔顺性 由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态称为构象 。把大分子链的这个特性称为高分子材料的柔顺性。 2影响柔顺性的因素（l）主族性质分子链越长，柔顺

12、性越好。当主链中含有一定数量的芳杂环时，分子链的柔顺性很低，显示出 刚性。当主链中含有孤立双键，这种分子链的柔顺性比不含双键时更好。（2）侧基性质 3高分子材料的温度形变曲线 玻璃态、高弹态和粘流态 五、高分子材料的老化与防老化 包装材料学聚合物的老化高分子材料在长期使用过程中，由于受到氧、热、紫 外线、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。高分子化合物本身的结构和环境条件等因素造成高分子的 交联和高分子的裂解，是引起老化的主要原因。(1)老化以大分子的交联为主时：表现为失去弹性、变硬变 脆、出现龟裂等。(

13、2)老化以大分子的裂解为主时：表现为失去刚性、变软发 粘、出现蠕变等。高分子材料的老化与防老化 包装材料学防老化的主要措施：（1）对高分子化合物的结构进行改性，如将聚氯乙烯氯化 ，改善其稳定性；（2）添加防老化剂、紫外线吸收剂等，这一类化合物称 为稳定剂；（3）表面处理防止老化，即在高聚物表面加上保护层 （电镀上金属或涂上涂料），使之与空气、水分、阳光、 腐蚀介质等隔绝，可以减缓或防止老化。 第三节 高分子材料的分类和命名 包装材料学一、高分子材料的分类 1热塑性高分子材料 热塑性高分子材料本身多为长链大分子，线型或支链型聚合物。 特性： 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

14、，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。 热塑性塑料就是能反复进行上述过程的塑料。 聚乙烯、聚丙烯、聚环乙烯、聚酰胺、聚碳酸酯、聚乙烯酸、聚偏氯乙烯等 高分子材料的分类包装材料学2热固性高分子材料热固性高分子材料原来是由较低分子量的物质构成，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

15、子化合物，最终固化成为不熔、不溶的高 分子材料。酚醛树脂、脉醛树脂、环氧树脂等均为热固性高分子材料 。 二、高分子材料的命名 包装材料学1.专用名称 蛋白、淀粉等 2.单体名称前加“聚”字 例如聚乙烯等 3.单体名称后加“树脂”或“橡胶”二字 酚醛树脂、顺丁橡胶等4.商品名称 如有机玻璃（聚甲基丙烯酸甲酯）5.英文字母表示 如 ABS等。国际理论和应用化学联合会（International Union of Pure and Applied Chemistry，IUPAC）提出了高分子材料 命名的方法，但尚未被高分子界的许多人所接受。 使用较多的三种命名法，即习惯命名法、工业命名法和 IUPA

16、C命名法。 思考题 包装材料学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 。4什么是聚合物老化？老化时常发生哪些物理化学变 化？5聚合物常用的分类方法有那些？6写出六种你经经常遇到的聚合物的名称，包括商品名 称和工业业命名名称。 第二章 塑料包装材料常用树脂和助剂 包装材料学塑料:塑料是在高分子材料的基础上加上各类助剂、并 具有可塑性质的材料，它由树脂和化学助剂两种主要 成分组成。塑料中的其它组分都靠树脂粘合起来，因 此树脂也可称作塑料的粘合剂。 树脂不仅决定了塑料的类型（热塑性或热固