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1、第三章 包装材料的选用n包装材料是商品包装的物质基础，因此 ，了解和掌握各种包装材料的规格、性 能和用途是很重要的。n通过本章的学习理解并需要掌握包装的 材料的基础知识。第一节 塑料包装材料n塑料的主要成分：树脂+添加剂。 n塑料与其它包装材料相比具有独特优点 。n鉴于其优点，塑料包装得到突飞猛进的 发展，塑料在包装材料中占有显著的地 位，我国生产包装塑料制品的厂家约有 上千家之多。透明度好；具有一定的物理强度 ；防潮防水性能好；耐药品、耐 油脂；耐热、耐寒；耐污染，包 装卫生；适宜各种气候一、 塑料包装材料的分类u按使用程度分：一次性、再利用包装；u按使用对象：食品、药品、液体、粉状等；u我
2、国根据塑料包装材料制品形态分为六大类 ： 塑料薄膜；中空容器（瓶，罐）；塑料箱；编 织袋；塑料袋，包括胶合带、捆扎绳等；泡 沫塑料。u根据化学组成，可分为许多种。二、 塑料的组成与成形加工塑料中的添加剂主要有以下几种： （1）填充剂 （2）增塑剂 （3）稳定剂 （4）固化剂 （5）着色剂 （6）润滑剂填充剂u添充剂的种类很多，常用的有机填料： 木粉、棉花、纸张和木材单片；常用的 无机填料：碳酸钙、硅酸盐、粘土、滑 石粉、石膏、石棉、方单、金属粉，玻 璃纤维等。u根据性能要求加入，一般在40%一下 。增塑剂n作用：使塑料具有柔软性、弹性和流动性。无 增塑剂，塑料不能被制成柔软品。n原理：阻止聚合
3、物内部分子链间的相互缠结， 起到润滑剂的作用。n种类：多为液体，具有与树脂可相溶的特点。 通常为无色，低蒸汽压性和稳定性好的液态有 机物。常用的有：磷酸酯、环氧化合物。稳定剂n作用：稳定塑料制品质量，阻缓制品材料变 性，延长使用寿命。n原理：抑制由于外在原因造成的塑料降解、 变质。n种类：根据降解机理分为：热稳定剂，光稳 定剂以及抗氧化剂。固化剂n作用：制取坚硬的塑料制品。n原理：在塑料树脂中生成横跨键，使分 子交联，由线性结构变成网状的热稳定 结构。n种类：根据塑料制品已及其加工条件不 同而定。着色剂n作用：给塑料制品染色。n两种基本着色剂：染料和颜料。二者相 比：染料难溶解，但能扩散在整个
4、塑料制 品中； 颜料较稳定，不易褪色。n近年来发展了一种着色剂，叫色母料。 将其与塑料成分拌在一起，即可染色。润滑剂n作用：改进塑料熔体的流动性能，减少或避 免对塑料制品加工设备的粘附，提高制品表 面光洁度。n种类：内润滑剂：与塑料树脂有一定的相 溶性，削弱聚合物内摩擦，常用硬 脂酸及盐类。外润滑剂：与塑料树脂相溶性很小，从 内部析出，降低熔体与接触面的摩擦， 常用石蜡，矿物油及硅油等。小结n通过前面的介绍，可以知道我们通常所 指的塑料是由合成树脂和各种添加剂等 组分共同组成的。各种添加剂与树脂重 量的比例关系（配方）各种组分的特性 和来源决定了制品的用途、性能和成形 条件。塑料包装的热封性能
5、n封口强度对包装材料来讲是一个重要性能指标，对 任何一种软包装材料都要做成包装袋来包装各种商 品，包装商品都要热封或粘接来封口，达到包装目 的。封口要有一定的强度才能够承受一定重量的内 装物的压力，保证商品在流通过程中不开裂。n热封是利用外界条件(电加热、超声波等)使塑料薄 膜的封口部位变成粘流状态，借助刀具压力使薄膜 融合为一体，冷却后能保持一定强度。n热封工艺的三大因素热封温度、压力、时间， 其中主要是温度。根据材料的不同和料袋运动状态 需要不同的热封因素，三者是必须协调配合才能获 得好的热封质量。 n因此在实际大规模生产之前，要进行大量的实验来 确定恰当的热封参数。 三、 聚乙烯（PE）
6、 基本性 能n成本低，常温下相当柔软，广泛应用；n低温时仍能保持柔软性，所以可应用于 冷冻食品包装；n温度升高时，脆度和软度加剧，不适合 做热装容器；n符合接触食品的应用要求，广泛用于医 药包装。三、 聚乙烯（PE） 分类及用 途n分为高密度聚乙烯（HDPE），低密度聚乙烯 （LDPE）。nHDPE：呈半透明状态，广泛用于奶瓶、洗涤 剂瓶以及盛装各种家用化妆品、化学品、保 健品的瓶子；还可用于包装袋等。其缺点是 环境应力裂性。nLDPE：使用最广泛的包装聚合物；比HDPE透 明度高，更柔软，不适合制作瓶子，可制作 薄膜和包装袋。四、聚丙烯（PP）基本特性n20世纪50年代，实现商业化。n与PE
7、想比具有以下特点：密度低，较坚韧熔体温度较高 热封难度大；结晶度低，透明性较好n良好的透明度和坚韧度使其代替了赛珞 玢，薄膜成为其主要市场。广泛用于塑料盖、罩可用于微波炉包装及热装瓶四、聚丙烯（PP） 类型n无规聚丙烯，不结晶，包装方面应用非 常有限；n全同立构聚丙烯，具有对包装很有益的 性能；n间同立构聚丙烯，目前在包装中还没有 重要用途。五、聚苯乙烯（PS）基本特 性n无法结晶，使其具有很高透明度；n高温下呈液态易于挤出和热成型，不适合高 温使用；n降低其脆度的方法：添加丁二烯橡胶；用于发泡成型中，发泡剂一般是烃类或二氧 化碳；PS泡沫塑料是最为广泛的包装塑料。n 由于会破坏臭氧层，氯氟烃
8、禁止用于PS泡 沫 塑料生产中。六、聚氯乙烯（PVC）基本特 性n透明度好，呈淡蓝色，经久变黄；n室温下呈常态，具有一定硬度，难加工 ，常用增塑剂以提高其柔软性；n分解物具有腐蚀性，为减少其分解，需 加入稳定剂，常用新基锡作为稳定剂用 于食品和医药包装；n与添加剂有较强的亲和性，可制成从硬 质容器到薄膜的各种不同韧性的产品。六、聚氯乙烯（PVC）用途n包装方面主要用于制作热成型泡罩，水 瓶、肉类的弹性外包装等；n目前，其使用大大减少，原因有二： n所含的残余氯乙烯单体在某些条件下 是一种致癌物，并有可能渗透到食品中； nPVC的处理，尤其焚烧，有可能产生氯 化二恶英，这对环境的破坏已引起普遍关
9、注 。n对环境的破坏加速了PET等对其的替代进 程。须掌握七、聚酯 基本特性及用途n20世纪50年代开始有，到70年代中期，迅速 推广使用是一种环保材料，成为美国回收利用 率最高的塑料；n对氧气和二氧化碳的耐受性是塑料中最好的， 开辟了软饮料市场，大部分取代了玻璃所占领 的市场，近年来大大超越了饮料瓶市场； nCPET可制成置于微波炉、烤箱内的包装托盘 ，由于能减少升温时的变形。八、其它包装材料n聚偏二氧乙烯（PVDC）n聚醋酸乙烯（PVA）n乙烯-醋酸乙烯酯聚合物（EVA）n乙烯-乙烯醇聚合物（EVOH）n尼龙n聚碳酸酯（PC）n离子型聚合物n氟聚合物聚偏二氧乙烯n透明度好，呈黄色；n对氧气
10、和其他气体、水蒸气、气味具有 优良的阻透性；n具有良好的耐环境应力龟裂性和耐热装 和蒸煮能力；n可用于各类包装构型中。聚醋酸乙烯n一种无规、无定形聚合物；n室温下一定韧性和刚性；n温度升高时，会变软、变粘；n包装方面主要用于粘合配方。乙烯-醋酸乙烯酯聚合物（EVA ）n薄膜用EVA中，醋酸乙烯含量一般小于 5%，以提高韧性及清晰度；n6%12%的醋酸乙烯可制成韧性更强 的薄膜；n15%18%醋酸乙烯可用于热封层的树 酯；n也用于粘合配方中。通常是热熔粘合剂 的主要成分。乙烯-乙烯醇聚合物（EVOH）n乙烯含量越低，干燥后的聚合物的阻透性越好，只要控制好湿度，是需要良好气体阻透性领域的最佳选择，
11、是溶剂和气味的优良阻透性；n对湿度敏感，通常用做共挤包装结构中的内层；尼龙n具有良好的力学性能和热稳定性；n低温柔软性、屈服强度、爆破强度很好；n对气味、气体、油类的阻透性能较好；n对湿度相当敏感，会有一些化学反应性；n包装方面多用于： n烤箱用袋，肉类真空袋，奶酪包装，改良环 境的包装及医用包装； n与聚乙烯共混后阻透性增强，可在传统的吹 塑设备上生产出容器。聚碳酸酯（PC）n具有良好的亮度，呈微黄光泽；n韧度和硬度好，抗冲击，耐热耐低温；n耐化学性差，耐水、油及酒类性能良好 ；n成本较高，对水和油的阻透性差；n主要用于医用包装，可再灌装奶瓶、水 瓶，将玻璃瓶逐出市场。离子型聚合物n具有优良
12、的清晰度，柔软度，强度，韧 度，吸收紫外线能力强等优点，适于制 作尖锐物品贴皮包装；n粘度好，具有优良的热封性能，适用于 立式封装包装；n用于奶酪、快餐食品以及药品包装；n气体阻透性差，易吸湿，成本较高。氟聚合物n市场上常见的聚四氟乙烯是杜邦公司的泰佛 隆牌产品，其惰性、阻透性和粘性都较强， 难于加工，主要用作包装设备的部件，如热 风机粘性表面，不用做包装本身；n美国Allied公司生产的埃克拉薄膜是唯一一种 具有重要包装用途的氟聚合物。是所有薄膜中对 水蒸气阻透性最好的。不具备特殊的韧度和强度。 主要用于对湿度敏感的药品包装。第二节 纸和纸板包装材料n 纸和纸板是一种古老的包装材料，在 工业
13、产品包装中纸类包装仍然占有非常 重要的地位：使用量占 包装材料40%以上美国42% 中国40%日本49%第二节 纸和纸板包装材料n占如此大的比重，原因如下： n原料广泛，价格低廉； n均匀性好，单位面积强度较大； n具有良好的吸墨性能，易粘结； n高低温性能较好； n可设计各式各样的箱、盒，便于自动包装， 包装形状不易改变，卫生，无毒，无污染； n可以反复回收使用。第二节 纸和纸板包装材料 分类包装用 原纸纸张纸板普通包装纸中性包装纸纸带纸羊皮纸包装纸板鸡皮纸半透明纸标准纸板牛皮箱纸一、包装用原纸二、包装加工纸：防潮纸，防锈纸，多层铝塑复合纸等。一、包装用纸的结构及性能纸的结构特点n具有多相复
14、杂的结构要素成分：不同来 源的纤维、填料、胶料和染料；n结构要素的各向异性；n结构多毛，细孔胶体；n结构要素之间具有决定其性质的结合力 ；n大多数纸的结构都有两面性，即纸的两 面状态不同。一、包装用纸的结构及性能 纸的结构指标纸幅的结构指标：孔隙率、纸的比表面积和纸的 匀度。 1.孔隙率 (%):：孔隙体积；：纸的总体积n孔隙率影响纸的透气性、过滤性、吸收性能；n对纸的裂断长度、耐度等机械性能有重大影响 。一、包装用纸的结构及性能 纸的结构指标2.纸的比表面积：表示单位重量或体积的 总表面积。单位： 或外表面积对形成纸的最重要性质方面如 孔隙率、耐破度、反光性以及吸墨性等 有很大影响；内表面积
15、对纤维的柔韧性和可塑性有较 大影响。一、包装用纸的结构及性能 纸的结构指标3.纸的匀度：表示纤维在纸中分布的 均匀程度，通过透光处观察可判断 。n纸越厚，均匀度越好；n匀度越不好，越容易卷曲，染色 越不均匀；n对透气性、吸收性以及机械强度 有很大影响。一、包装用纸的结构及性能 纸的机械强度n是大多数纸种的基本和重要的性质之一 ，通常用纸的整体性遭到破坏和结构发 生不可逆改变的应力数值来表示，这些 指标为：抗张强度与伸长率；耐折度；耐破度； 撕裂度；耐磨强度；抗冲击强度；纸的 湿强度；纸的塑化一、包装用纸的结构及性能 纸的机械强度n抗张强度是指纸样单位横截面积 所受的抗张力：单位横截面上的抗张强
16、度：试样的绝对抗张力：试样的横截面积一、包装用纸的结构及性能 纸的机械强度n抗张强度更普遍的以裂断长度来表示 ，是指一定宽度纸幅的本身质量的重 力作用下将纸拉断时的长度：断裂长度：纸幅断裂时的力：试样纸幅：试样质量一、包装用纸的结构及性能 纸的机械强度伸长率：表示纸样受到张力至断裂时所增加的长度对原试样长度的百分比：一、包装用纸的结构及性能 纸的机械强度2. 耐折度n 针对纸张使用过程中要承受多 次加工和折叠而不能断裂的特殊要求 而提出；n用纸张被来回折叠至其断裂时的 折叠次数 来表示。 一、包装用纸的结构及性能 纸的机械强度3. 耐破度n仅限于包装用纸和纸板；n包括绝对耐破度和相对耐破度；n相对耐破度：相对耐破度：直接测量的耐破度：纸样单位面积质量直接测 定结果后处理 结果一、包装用纸的结构及性 能 纸的机械强度4. 撕裂度：是以将边缘有切口的纸继续撕 裂到一定长度所需的力来表示。n表面结构致密的纸具有较高撕裂度。n三种表示：绝对撕裂度（N）相对撕裂度（ ）
