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1、包装材料学5.3其它乙烯基塑料 4/30/20221包装材料学一、聚氯乙烯一、聚氯乙烯(PVC)PVC是氯乙烯的聚合物，其分子结构式为外观：纯PVC是无色、透明、坚韧的树脂。4/30/20222包装材料学PVC树脂性能 由于PVC大分子链上C-Cl键偶极性很强，使分子的极性增强，分子间作用力增大，因此PVC具有较好的硬度和刚性，介电常数和介电损耗较聚烯烃高。PVC树脂的耐气候性、加工性能、塑性等都较差。PVC属无定形的聚合物，没有明显的熔点，加热到7080开始软化，约在18O熔融。热稳定性差，加热至150左右会分解放出氯化氢气体，使颜色变深，性能变差。PVC的极性本质使它对增塑剂、润滑剂等助剂
2、具有很强的亲和力，可以制成硬度范围变化很大的制品。根据PVC中增塑剂加入量的多少，可分为硬质PVC制品(增塑剂用量小于5%)和 软质PVC制品(增塑剂用量在3040%)两类。硬质PVC的机械性能优良，但低温下性脆。软质PVC因含有较多的增塑剂等助剂而有异味，且增塑剂容易外迁，使其性能劣化。4/30/20223包装材料学PVC与PE、PP的性能差异与聚乙烯、聚丙烯相比，PVC不易结晶，其透明度达7682%，表面光泽度高。密度为1.11.4，具有优良的机械强度、耐磨性和耐压性。硬质PVC具有较好的气密性、保香性和防潮性；可以热封合，并具有良好的印刷性能和难燃性。PVC能耐强酸、强碱、氧化剂和非极性
3、溶剂。 4/30/20224包装材料学PVC的包装应用 价格便宜，用途广泛。它可以制成硬质包装容器、透明泡罩包装和软质包装薄膜以及泡沫塑料缓冲材料等。用于矿泉水、食用油、调味品的包装；PVC透明片材可经热成型制成各种薄壁包装容器，大量用于食品和药品的包装。 注：PVC中残留有毒的氯乙烯单体，并且所用的增塑剂、稳定剂等许多都是有毒物质。所以用于食品和医药品包装的PVC制品，规定其氯乙烯单体的残留量不超过10-6g/cm3，且应采用无毒添加剂。4/30/20225包装材料学二、聚偏二氯乙烯二、聚偏二氯乙烯(PVDC)PVDC一般是指偏二氯乙烯的均聚物，实际上应用的是氯乙烯与偏二氯乙烯的共聚物(VC
4、/VDC)，商品名为纱纶(Saran)。其分子结构式为:外观： PVDC是一种略带黄绿色的强韧、透明材料。 4/30/20226包装材料学PVDC特性偏二氯乙烯的均聚物，由于其分子结构的对称性使它具有高度的结晶性。其软化点(185200)高，与分解温度(210225)十分接近。另外，它与一般增塑剂的相容性差，因而难以成型加工。所以工业上生产的PVDC大都是偏二氯乙烯与氯乙烯的共聚物，也可与丙烯腈、苯乙烯、丙烯酸酯等单体共聚。这类单体与偏二氯乙烯共聚后，起到内增塑作用，适当地降低其软化温度，提高与增塑剂的相容性，并保持了PVDC原有的结晶特性。 4/30/20227包装材料学PVDC特性密度高
5、PVDC对水蒸气、气体、气味的透过率极低，具有优良的防潮性、气密性和保香性，是性能极佳的高阻隔性材料。它的机械强度优良，制品的韧性和抗冲击强度均较PVC好；能耐酸、碱和多种溶剂，耐油性优良；难燃，有自熄性；具有自粘性，适于制作复合薄膜、粘合剂和涂料。 4/30/20228包装材料学PVDC的缺点耐老化性差，容易受热、紫外线的影响而分解出氯化氢气体；其残余的单体也有毒性，所以用于食品和药品包装时应严格控制其质量标准。 4/30/20229包装材料学包装应用目前PVDC的价格仍较高，所以它在包装上主要用于制作复合薄膜和涂布材料等，以充分发挥其阻隔性好的优点。 4/30/202210包装材料学三、聚
6、苯乙烯三、聚苯乙烯(PS(PS）PS是最早实现工业化生产(1939年)的塑料品种之一，目前它已成为仅次于聚乙烯和聚氯乙烯的第三大塑料品种。PS是苯乙烯单体的聚合物，其分子结构式为:4/30/202211包装材料学PS特性外观：PS是一种无色透明、无延展性、类似玻璃的材料，无味、无毒。其制品落地或敲打时有金属般的清脆声。PS是典型的非晶态线性高分子化合物，常温下处于无定形的玻璃态。这是因为在PS的分子主链上含有体积庞大的苯环，分子结构不对称，且苯环的存在使大分子链变得僵硬，不易发生内旋转，难以形成有序结构。4/30/202212包装材料学PS特性 透明性好 透光率高达8892，仅次于有机玻璃，折
7、光率为1.391.60，有良好的光泽。着色性和印刷性好，可着上各种色彩鲜艳的颜色。PS的熔融流动性好，很容易进行成型加工，且成型收缩率低；吸水率很低，仅为0.030.05，制品尺寸稳定性好。PS的耐化学性能尚好，可耐某些矿物油、有机酸、碱、盐、低级醇及其水溶液。4/30/202213包装材料学PS的主要缺点1.性脆，耐冲击强度低；2.表面硬度小，易划痕磨毛；3.在制品成型中很容易产生内应力，并易开裂，但经过热处理后可消除其内应力。4.PS的耐热性较差，连续使用温度为6O80；气密性和防潮性也不良；5.耐油性差，不耐烃类、酮类、高级脂肪酯的侵蚀，能溶于芳烃和氯代烃等。6.聚合物中未聚合的苯乙烯单
8、体有一定毒性，因此对于食品和药品包装应控制单体含量低于10-6g/cm3。4/30/202214包装材料学包装应用由于PS具有透明、易着色、无毒等优良性能，所以它广泛用于制作包装盒、杯、瓶等小型容器以及包装薄膜，用于食品、医药品及日用品的包装，此外，PS还大量用于制作泡沫塑料缓冲材料，保温快餐容器等。 4/30/202215包装材料学1.1.高抗冲性聚苯乙烯高抗冲性聚苯乙烯(HIPS)(HIPS)在苯乙烯单体内加入少量合成橡胶(聚丁二烯橡胶或丁苯橡胶)进行接枝共聚，可制得高抗冲型产品。HIPS是白色或微黄色不透明的热塑性树脂，它具有PS的大多数优点，如刚性好、易着色、易成型加工等。其抗冲击强度
9、可大幅度提高，但拉伸强度和透明性却降低。其改性程度与橡胶的含量有关。HIPS主要用于制作包装容器，如薄杯、盘、乳品容器、冷藏食品容器以及多层复合包装材料等。 4/30/202216包装材料学2.ABS树脂树脂ABS是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯的三元共聚物，其分子结构为4/30/202217包装材料学ABS特性ABS树脂是一种象牙黄色、不透明、有光泽的韧性材料，无味、无毒。ABS分子链上有三种不同性能的组分，所以它兼有三者共同的性能，具有坚韧、质硬、刚性、耐腐蚀等综合性能。丙烯脂使ABS具有耐化学腐蚀性、耐磨性和表面硬度；丁二烯使ABS具有韧性和耐冲击强度；苯乙烯则赋予ABS以刚性、易着色和易加工性
10、能。ABS还具有较好的耐热性和耐低温性，可在80以下使用。耐蠕变性好。ABS耐强碱、弱酸、醇类。耐油性好。ABS塑料制品表面极易进行电镀金属化。 4/30/202218包装材料学ABS缺点ABS树脂由于双键的存在，使其耐气候老化性较差；不耐强酸侵蚀，能被酮、醛、酯和某些氯代烃和芳烃等溶解。 4/30/202219包装材料学包装应用ABS多用于制作电器产品的外壳。因具有很好硬度和刚性，在包装上主要用于制造薄壁包装容器，用于食品的高档包装等。 4/30/202220包装材料学四、聚乙烯醇四、聚乙烯醇(PVA、PVAL或PVOH )PVA是由聚醋酸乙烯酯水解制得的，而不是由单体乙烯醇聚合而成，因为游
11、离的乙烯醇不稳定，易异构化成乙醛。PVA的分子结构式为:外观：PVA树脂一般为白色或奶黄色粉末，无味、无毒。4/30/202221包装材料学PVA特性由于PVA的分子链上含有大量的烃基，所以在水中可以溶胀或溶解。 水解度在87%89%的产品能很快溶于冷水，随水解度的增加溶解性降低。 水解度在99.7%100%的产品是结晶性聚合物，有较好的耐水性，只有当加热到80以上时才溶解于水。不耐水的PVA产品也可经过160200热处理，形成部分交联，使其具有耐水性；或经过醛处理生成不溶于水的聚乙烯醇缩醛；也可用适当的有机物使其分子交联来提高耐水性。包装工业上使用的主要是耐水PVA产品。4/30/20222
12、2包装材料学PVA特性PVA是极性高分子化合物，其密度为1.271.34，具有良好的透明性和韧性。它对气体、有机化学试剂蒸汽的透过率极低，具有优良的气密性和保香性，在干燥状态下甚至优于聚偏二氯乙烯，它也是一种高阻隔性塑料材料。PVA具有较好的机械强度，优良的耐应力开裂性、耐化学药品性和耐油性；不易积累静电，印刷性能好，可以热封合。4/30/202223包装材料学PVA缺点PVA的主要缺点是吸水性强，吸水率可达3050，吸水后使气密性和机械强度下降；其透湿率大，为聚乙烯的510倍；且容易受醇类、酯类等溶剂的侵蚀。 4/30/202224包装材料学包装应用PVA主要以薄膜的形式用于包装，可作为复合
13、薄膜的阻隔层，因其气密性和保香性好，常用于食品包装。水溶性聚乙烯醇薄膜可用于农药、消毒药品等化学物品的计量包装。 4/30/202225包装材料学PVA与多种醛进行缩合反应制得的聚乙烯醇缩醛产品聚乙烯醇缩甲醛，具有耐热、强度大、刚性和硬度好，主要用作维尼纶纤维原料，也用作包装涂料、粘合剂以及薄膜等。聚乙烯醇缩乙醛，具有坚韧、耐磨、弹性好，透明性较好，主要用于制造清漆、薄膜等制品。聚乙烯醇缩丁醛，具有透明、耐热、耐光等性能，对有机玻璃和金属等有极好的粘接性能，可用作安全玻璃的夹层；能与酚醛、脲醛、环氧等树脂混合，可改进树脂的性能。4/30/202226包装材料学五、丙烯腈共聚物五、丙烯腈共聚物丙
14、烯腈均聚物性质硬脆，软化点高，不易加工，很少被用作塑料材料，而主要用于制造纤维。现在应用的多为丙烯脂共聚物，在包装上使用的主要有丙烯脂-苯乙烯共聚物(AS或SAN)、丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚物(XT)。共聚物中丙烯腈约占60%，为了提高其抗冲击性能，在配方中还可加入多达15%的丁二烯。4/30/202227包装材料学丙烯腈共聚物特性具有优良的气密性、保香性和防潮性；其透气率虽然此丙烯脂均聚物高，但比其它塑料包装材料要低得多；其透湿率与防潮玻璃纸相当。丙烯腈共聚物的机械性能与尼龙、聚酯材料相近，其硬度大、刚性好、尺寸稳定，抗张强度和抗冲击强度高，作为硬质包装材料使用时，其厚度可较其它塑料材料减少2
15、0%50。具有耐热性，其包装容器可用于热灌装；耐应力开裂性好；化学性质稳定，耐油、耐酸和多种有机溶剂。 4/30/202228包装材料学包装应用丙烯腈共聚物可制成硬质包装容器和薄膜。因对二氧化碳、氧气的透过率很低，因此可用于啤酒等含气饮料的包装，用于食品的真空包装和充气包装等，能大大延长食品的保存期。其薄膜的阻隔性、透明性好，适于印刷，可用于制作复合薄膜。丙烯腈共聚物因残留有毒的丙烯腈单体，所以目前在包装上的应用受到一定限制。 4/30/202229包装材料学5.4聚酰胺、聚脂 4/30/202230包装材料学一、聚酰胺一、聚酰胺(PA)聚酰胺是一类在主链上含有许多重复酰胺基团的聚合物的总称，
16、通常使用其商品名尼龙。尼龙可由二元胺和二元酸通过缩聚反应制得；也可由内酰胺通过自聚制得，其品种多达几十种。尼龙的命名由二元胺与二元酸中的碳原子数来决定，例如，已二胺(6个碳原子)和癸二酸(10个碳原子)的缩聚物就称为尼龙-610，并规定前二个数字是二元胺中的碳原子数，而后一个数字为二元酸中的碳原子数。若由氨基酸的自聚制得，则由氨基酸中的碳原子数来决定，如己内酰胺自聚产物称为尼龙-6。4/30/202231包装材料学分子结构尼龙大分子是由酰胺基和亚甲基组成的线性大分子。酰胺基是一个极性吸水基团，由于酰胺基团的存在使分子间可以形成氢键，大大增强了分子间的吸引力。亚甲基是非极性疏水基团，它赋予大分子以柔性。尼龙大分子的结构规整，易于形成结晶。4/30/202232包装材料学尼龙特性尼龙大都是坚韧、不甚透明的角质材料，无味、无毒，燃烧时有羊毛烧焦气味。尼龙的结晶性强，熔点高，机械性能优良。韧性好，抗拉强度和抗冲击强度明显优于一般塑料，且抗冲击强度随含水量的增高而增大；耐磨性好，摩擦系数低，有优异的自润滑性；耐弯曲疲劳强度较好。尼龙的熔点大多在200以上，由于它的高温稳定性差，易降解老化，所以一
