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1、包装材料结构与性能包装材料结构与性能内容第一节 包装材料的要求第二节 高分子物理的理论第三节 高分子物理与包装材料第四节 包装材料的改性研究2印刷性能印刷性能 承印物一般包括BOPP、PET、PA、PE等，其中BOPP和BOPET作为主要的承印物 抗张强度大，即杨氏模量大，不宜变形，套印精度高 2印刷性能印刷性能 水性墨油性墨 表面张力4570达因/cmPE 28PE 30PET 38PA 40需要电晕处理到表面张力达到38达因以上 PE 38PP 38PET 50PA 52承印物的表面张力越大油墨在基材上越铺展相似相溶 2印刷性能印刷性能承印物与油墨的类型相匹配 氯化聚丙烯油墨一般适合于印刷
2、PP或PE聚氨酯油墨则比较适合于印刷PET或PA蒸煮袋的印刷则选择双组分聚氨酯油墨，并且需要固化剂将线性PU预聚物交联成网状分子结构 3热封性能热封性能热封温度一般在120150，热封时间为0.52s，压力为25atm，包装的封口强度应达到2234N/15mm。一般只有PE和CPP薄膜具有热封能力。离子型树脂可以在低温下实现热封。 4高温下的尺寸稳定性高温下的尺寸稳定性高分子材料一般并非100结晶，在温度升高时都会发生缓慢的二次结晶，因此薄膜发生收缩，表现出尺寸稳定性差的特点。一般要求收缩率低于3%。 5摩擦系数摩擦系数薄膜材料表面爽滑并具有适当的摩擦系数对于食薄膜材料表面爽滑并具有适当的摩擦
3、系数对于食品灌装生产线来说非常重要，生产不同用途的包品灌装生产线来说非常重要，生产不同用途的包装材料产品对摩擦系数有不同的要求。装材料产品对摩擦系数有不同的要求。在实际包装过程中的摩擦力常常在实际包装过程中的摩擦力常常既是拖动力又是既是拖动力又是阻力阻力，因此必须有效地控制摩擦系数的大小，使，因此必须有效地控制摩擦系数的大小，使它在适当的范围内。为了适应自动包装生产线的它在适当的范围内。为了适应自动包装生产线的需要，需要将软包装材料外层的摩擦系数需要调需要，需要将软包装材料外层的摩擦系数需要调节到节到0.20.20.30.3之间。之间。6开口性开口性由于一般的材料都具有粘性，因此容易相互粘连在
4、一起，在自动包装生产线上存在开口性不良，因此需要加入爽滑剂或开口剂来提高薄膜的开口性。7耐穿刺性耐穿刺性如果包装内盛装液体食品、或者花生米、如果包装内盛装液体食品、或者花生米、扒鸡等食物，则需要软包装具有较好的耐扒鸡等食物，则需要软包装具有较好的耐穿刺性能，与其它包装材料相比，穿刺性能，与其它包装材料相比，PA薄膜薄膜的耐穿刺性较好。的耐穿刺性较好。8薄膜的复合性能薄膜的复合性能干式复合干式复合靠粘结剂把几种薄膜粘合在一起，因此靠粘结剂把几种薄膜粘合在一起，因此薄膜都需要经过电晕处理以增加表面张力，薄膜都需要经过电晕处理以增加表面张力，提高与粘结剂之间的粘结强度，一般需要提高与粘结剂之间的粘结
5、强度，一般需要使复合膜的剥离强度达到使复合膜的剥离强度达到0.5N/15mm以上。以上。8薄膜的复合性能薄膜的复合性能多层共挤多层共挤靠两种树脂间的分子间作用力来粘合，靠两种树脂间的分子间作用力来粘合，因此不同树脂原料间的相容性则显得十分因此不同树脂原料间的相容性则显得十分重要；重要；如果它们的相容性不好，则在这两种如果它们的相容性不好，则在这两种树脂层间需要加入中间层（又叫树脂层间需要加入中间层（又叫Tie树脂），树脂），靠靠Tie树脂来提高多层共挤复合膜的剥离强树脂来提高多层共挤复合膜的剥离强度。度。8薄膜的复合性能薄膜的复合性能复合膜很容易出现质量问题复合膜很容易出现质量问题常见的是剥离
6、强度低，受力变形或蒸煮时容易发常见的是剥离强度低，受力变形或蒸煮时容易发生离层生离层表面不平整、有皱褶是复合膜的另一个常见的问表面不平整、有皱褶是复合膜的另一个常见的问题，这与选用原料膜的杨氏模量差异较大，而张题，这与选用原料膜的杨氏模量差异较大，而张力控制不当造成薄膜伸长率不同而造成的。力控制不当造成薄膜伸长率不同而造成的。分切纸袋时切口内翻或外翻的现象主要发生在与分切纸袋时切口内翻或外翻的现象主要发生在与PA复合的薄膜当中，因为复合的薄膜当中，因为PA的结晶速率较慢，复的结晶速率较慢，复合后它仍然会慢慢结晶（二次结晶），体积发生合后它仍然会慢慢结晶（二次结晶），体积发生收缩。收缩。9溶剂残
7、留溶剂残留油墨和粘结剂中的溶剂会不同程度地迁移油墨和粘结剂中的溶剂会不同程度地迁移到树脂薄膜中。到树脂薄膜中。根据根据“相似相容相似相容”原理，不同基材对印刷原理，不同基材对印刷或复合所使用的溶剂有不同的吸附性能。或复合所使用的溶剂有不同的吸附性能。PP、PE类材料对甲苯吸附量很大类材料对甲苯吸附量很大PVDC对甲苯的吸附量更大对甲苯的吸附量更大PA则容易吸附醇类溶剂则容易吸附醇类溶剂总体来说总体来说PA、PET对溶剂的吸附量小于聚对溶剂的吸附量小于聚烯烃类非极性薄膜。烯烃类非极性薄膜。9溶剂残留溶剂残留BOPP/PE类复合膜，阻隔性较差，经过烘类复合膜，阻隔性较差，经过烘箱处理、分切、倒卷工
8、序还能逸出部分残箱处理、分切、倒卷工序还能逸出部分残留溶剂，尤其是易挥发的醋酸乙酯，但对留溶剂，尤其是易挥发的醋酸乙酯，但对甲苯的去除率会不高。对于阻隔性好的复甲苯的去除率会不高。对于阻隔性好的复合膜，如合膜，如KBOPP/PE，VNPET/PP等则很等则很难透过上述手段降低溶剂残留。难透过上述手段降低溶剂残留。根据根据GB/T100042008标准，复合软包装标准，复合软包装总溶剂残留总溶剂残留5mg/m2，其中苯类溶剂不检，其中苯类溶剂不检出。出。10薄膜的透氧、透湿性能薄膜的透氧、透湿性能根据不同的应用，要求材料的阻隔性有所不同。根据不同的应用，要求材料的阻隔性有所不同。啤酒、果汁饮品和
9、碳酸饮料，需要高阻隔包装材啤酒、果汁饮品和碳酸饮料，需要高阻隔包装材料，特别要求对氧气具有极高的阻隔性。料，特别要求对氧气具有极高的阻隔性。果蔬的保鲜包装，则需要具有一定果蔬的保鲜包装，则需要具有一定OTR的包装材的包装材料。料。包装内相对湿度也是需要控制的，面包比较适宜包装内相对湿度也是需要控制的，面包比较适宜的储存环境是的储存环境是RH为为30左右，鲜肉则在左右，鲜肉则在RH8085，葡萄干在，葡萄干在RH7075，红糖也是在，红糖也是在RH7075。11透明性透明性包装材料的透明性好，会激发消费者的购买欲望。一般要求薄膜雾度Tg1。3影响玻璃化转变温度影响玻璃化转变温度Tg的因素的因素（
10、8）取向结构聚集态结构）取向结构聚集态结构分子链沿外力方向发生定向排列，使自由分子链沿外力方向发生定向排列，使自由体积减少，玻璃化温度提高体积减少，玻璃化温度提高3影响玻璃化转变温度影响玻璃化转变温度Tg的因素的因素（9）多相结构聚集态结构）多相结构聚集态结构物理共混是改变物理共混是改变Tg的一个有效手段。增塑、两种聚合物共的一个有效手段。增塑、两种聚合物共混、共聚等都可以引起混、共聚等都可以引起Tg的改变。的改变。小分子增塑剂可以增加自由体积，因此它可以降低玻璃化小分子增塑剂可以增加自由体积，因此它可以降低玻璃化温度温度Tg，如果聚合物和增塑剂的玻璃化温度分别，如果聚合物和增塑剂的玻璃化温度
11、分别和，它和，它们的体积分数分别是们的体积分数分别是和和，则增塑后聚合物的，则增塑后聚合物的Tg如下式如下式计算：计算：共混：如果两个聚合物相容性很好，则原来共混前的两个共混：如果两个聚合物相容性很好，则原来共混前的两个玻璃化温度消失，出现一个新的玻璃化温度，其计算公式玻璃化温度消失，出现一个新的玻璃化温度，其计算公式如上所示。如果两个聚合物完全不容，则共混后各自的玻如上所示。如果两个聚合物完全不容，则共混后各自的玻璃化温度不改变。如果两个共聚物部分相容，则生成一个璃化温度不改变。如果两个共聚物部分相容，则生成一个宽的玻璃化转变区，或者存在两个相互靠近的宽的玻璃化转变区，或者存在两个相互靠近的
12、Tg。3影响玻璃化转变温度影响玻璃化转变温度Tg的因素的因素（9）多相结构聚集态结构）多相结构聚集态结构共聚也会引起的多相结构：共聚也会引起的多相结构：如果生成无规二元共聚物，则生成的共聚物如果生成无规二元共聚物，则生成的共聚物Tg与与各自均聚物各自均聚物Tg,A和和Tg,B的关系如下：的关系如下：GordoTaylor方程：方程：Fox方程：方程：Mandelkern方程：。方程：。3影响玻璃化转变温度影响玻璃化转变温度Tg的因素的因素（9）多相结构聚集态结构）多相结构聚集态结构如果生成接枝或者嵌段共聚物，且各自的如果生成接枝或者嵌段共聚物，且各自的链长已经可以形成等效自由连接链的链段链长已
13、经可以形成等效自由连接链的链段长度，聚合物长度，聚合物A和和B相容性不好，则存在两相容性不好，则存在两个相互靠近的个相互靠近的Tg；如果它们的相容性好，；如果它们的相容性好，则只生成一个则只生成一个Tg。4结晶性能结晶性能（1）高聚物的结构单元近程结构）高聚物的结构单元近程结构高聚物分子链结构对称、规整则结晶能力高聚物分子链结构对称、规整则结晶能力越高。例如越高。例如HDPE，PTFE的结晶度可达到的结晶度可达到95，且结晶速率快。，且结晶速率快。脂肪族聚酯脂肪族聚酯(PET)，全同聚苯乙烯能够结晶，全同聚苯乙烯能够结晶，但结晶速率很慢。但结晶速率很慢。PVC分子链不规整，结晶能力差，能形成分
14、子链不规整，结晶能力差，能形成少量结晶少量结晶PVDC的结晶能力高于的结晶能力高于PVC无规立构聚乙烯醇具有无规立构聚乙烯醇具有60的结晶度的结晶度4结晶性能结晶性能（2）分子量远程结构）分子量远程结构分子量越大，则熔体粘度越大，分子链迁分子量越大，则熔体粘度越大，分子链迁移越慢，结晶速率越慢移越慢，结晶速率越慢4结晶性能结晶性能（3）共聚近程结构）共聚近程结构共聚一般破坏分子链的规整性，结晶能力共聚一般破坏分子链的规整性，结晶能力降低降低 4结晶性能结晶性能（4）结晶动力学）结晶动力学结晶条件不同，同一材料的结晶速率会有结晶条件不同，同一材料的结晶速率会有很大差别。很大差别。材料在等温（材料
15、在等温（T（0.800.85）Tm）条件）条件下，开始时结晶速率较慢，这时正值晶核下，开始时结晶速率较慢，这时正值晶核形成；然后进入稳速期；结晶后期，结晶形成；然后进入稳速期；结晶后期，结晶速率变缓。一般的结晶性聚合物都存在晶速率变缓。一般的结晶性聚合物都存在晶格缺陷，这是由于后期结晶不完全所致。格缺陷，这是由于后期结晶不完全所致。4结晶性能结晶性能（5）晶形）晶形聚合物（聚乙烯、聚丙烯、尼龙聚合物（聚乙烯、聚丙烯、尼龙6、PVDC）从熔）从熔体中冷却结晶后一般都得到球晶，球晶大小可以体中冷却结晶后一般都得到球晶，球晶大小可以从从0.5100。如果在聚合物熔体中加入成核剂或者其它纳米改如果在聚
16、合物熔体中加入成核剂或者其它纳米改性剂，与均相成核相比，加入成核剂可以促使熔性剂，与均相成核相比，加入成核剂可以促使熔体生成许多晶核，诱发生成直径较小的球晶。体生成许多晶核，诱发生成直径较小的球晶。如果在冷却过程中拉伸熔体，则会实现在取向下如果在冷却过程中拉伸熔体，则会实现在取向下的结晶；取向会促使分子链都定向排列，利于晶的结晶；取向会促使分子链都定向排列，利于晶核的形成和晶体的生长，生成的球晶直径也会变核的形成和晶体的生长，生成的球晶直径也会变小。小。5透明度透明度聚合物如果是完全无定形的，像无规聚合物如果是完全无定形的，像无规PMMA、无规、无规PS等，则透明性好。等，则透明性好。聚合物如
17、果具有结晶结构，而又非聚合物如果具有结晶结构，而又非100结结晶，因此材料是半透明。晶，因此材料是半透明。结晶聚合物的晶粒直径越大，则透明度越结晶聚合物的晶粒直径越大，则透明度越差。差。结晶聚合物晶粒减小，透明度提高。结晶聚合物晶粒减小，透明度提高。6高聚物的粘弹性高聚物的粘弹性粘弹性描述的是聚合物受到应力（应变）粘弹性描述的是聚合物受到应力（应变）作用时，分子链远程结构或聚集态结构发作用时，分子链远程结构或聚集态结构发生的变化。生的变化。聚合物即有弹性、也有粘性，是弹性和粘聚合物即有弹性、也有粘性，是弹性和粘性的统一；性的统一；弹性是可回复的；粘性是不可回复的弹性是可回复的；粘性是不可回复的
18、6高聚物的粘弹性高聚物的粘弹性（1）弹性）弹性=普弹高弹普弹高弹 聚合物在应力作用下发生变形，但当形变聚合物在应力作用下发生变形，但当形变非常小、或者应力作用时间很短时，这个非常小、或者应力作用时间很短时，这个形变能够完全回复，这说明聚合物具有弹形变能够完全回复，这说明聚合物具有弹性。性。从微观上解释是当发生弹性形变时相邻分从微观上解释是当发生弹性形变时相邻分子链的重心并未发生滑移，只是分子链的子链的重心并未发生滑移，只是分子链的键长和键角发生变化（称作键长和键角发生变化（称作普弹形变普弹形变），），或者无规线团中链的取向发生变化（称作或者无规线团中链的取向发生变化（称作高弹形变高弹形变）。）
19、。6高聚物的粘弹性高聚物的粘弹性（1）弹性）弹性=普弹高弹普弹高弹普弹形变：普弹形变：应力 K 应变 应力张力/材料的截面积 应变伸长率/初始长度当应力消除的瞬间，应变也迅速回复，响应时间06高聚物的粘弹性高聚物的粘弹性（1）弹性）弹性=普弹高弹普弹高弹高弹形变：高弹形变：当外力较大，普弹形变不能抵消掉外力，材料分当外力较大，普弹形变不能抵消掉外力，材料分子链的无规线团会发生变形，沿外力方向发生取子链的无规线团会发生变形，沿外力方向发生取向；或者虽然外力很小，但作用时间较长，键长向；或者虽然外力很小，但作用时间较长，键长键角变形后已经得到回复，而外力还未消失，这键角变形后已经得到回复，而外力还
20、未消失，这时的应力会作用于无规线团，无规线团在沿外力时的应力会作用于无规线团，无规线团在沿外力方向发生取向；方向发生取向；这两种情况下分子链的重心并未发生相对滑移，这两种情况下分子链的重心并未发生相对滑移，当外力消除后，分子链会从取向态重新回复到无当外力消除后，分子链会从取向态重新回复到无外力作用时的无规线团状，但回复时间较长。外力作用时的无规线团状，但回复时间较长。 6高聚物的粘弹性高聚物的粘弹性（1）弹性）弹性=普弹高弹普弹高弹高弹形变在应力的持续作用下，应变2(t)与应力0的关系为： 高弹形变的回复：在应力0消失后，产生的形变2随回复时间t的关系为： 高弹形变2是可以完全回复的，但回复不
21、是瞬间的，而是缓慢的过程 6高聚物的粘弹性高聚物的粘弹性（2）粘性（流动）粘性（流动）当应力在聚合物上的作用时间很长，或者应力很当应力在聚合物上的作用时间很长，或者应力很大时，则聚合物的分子链会发生相对滑移，这种大时，则聚合物的分子链会发生相对滑移，这种分子链滑移产生的应变分子链滑移产生的应变3(t)与应力与应力0的关系为：的关系为：这个形变是永久形变，即使当外力这个形变是永久形变，即使当外力0消失消失后，它也不会回复后，它也不会回复7蠕变蠕变在一定的温度下，在材料上施加一个固定的应力在一定的温度下，在材料上施加一个固定的应力0，材料的应变，材料的应变会随时间的延长而逐渐增加，这会随时间的延长
22、而逐渐增加，这种种会实际上等于普弹形变、高弹形变和粘性形变会实际上等于普弹形变、高弹形变和粘性形变（粘流形变）的叠加，只不过在不同的作用时间（粘流形变）的叠加，只不过在不同的作用时间范围内三种形变的对总形变的贡献是不同的。总范围内三种形变的对总形变的贡献是不同的。总等于：等于：7蠕变蠕变一般包装用塑料在常温下的模量一般包装用塑料在常温下的模量E的数量级为的数量级为109Pa，表观粘度，表观粘度1012PaS-1，因此当，因此当0的作用时的作用时间很短时，后两项对间很短时，后两项对的贡献很小，可以忽略，此的贡献很小，可以忽略，此时只是发生普弹形变；时只是发生普弹形变；当作用时间增加到一定时，第二
23、项高弹形变不能当作用时间增加到一定时，第二项高弹形变不能忽略；当作用时间无限长时，例如包装缠绕膜或忽略；当作用时间无限长时，例如包装缠绕膜或者热收缩标签，者热收缩标签，t几月几月1年，与粘流形变相比，年，与粘流形变相比，此时高弹形变此时高弹形变2和普弹形变和普弹形变1的值可以忽略，的值可以忽略，8应力松弛应力松弛在一定的温度下，维持一个固定的形变在一定的温度下，维持一个固定的形变（伸长率），这时材料的应力（收缩力）（伸长率），这时材料的应力（收缩力）会随时间会随时间而逐渐减少，最后应力会随时间会随时间而逐渐减少，最后应力会降低到零。会降低到零。在在t0时，应力最大力最大当当t时，应力减小到力减
24、小到0，即，即09聚合物的溶解性：聚合物的溶解性：（1）溶剂破坏了聚合物分子间的范德华力（分子）溶剂破坏了聚合物分子间的范德华力（分子间作用力），然后与聚合物分子结合，使聚合物间作用力），然后与聚合物分子结合，使聚合物分子溶剂化，高分子被溶剂所包围，这个过程就分子溶剂化，高分子被溶剂所包围，这个过程就是聚合物的溶解。根据聚合物分子间的作用力是聚合物的溶解。根据聚合物分子间的作用力2,2、溶剂与高分子间的作用力溶剂与高分子间的作用力2,1的相对大小，的相对大小，可以可以判断聚合物上溶解还是不溶解。判断聚合物上溶解还是不溶解。当当2,22,1时，聚合物不能溶解时，聚合物不能溶解当当2,22,1时，
25、聚合物溶解时，聚合物溶解当当2,2=2,1时，聚合物与溶解处于平衡，此时所时，聚合物与溶解处于平衡，此时所选择的溶剂叫作该聚合物的选择的溶剂叫作该聚合物的溶剂溶剂 9聚合物的溶解性：聚合物的溶解性：（2）相似相容原理）相似相容原理极性的聚合物容易溶解在极性的溶剂中；非极性的聚合物则容易溶解在非极性溶剂中。 9聚合物的溶解性：聚合物的溶解性：（3）11/2原则原则如果聚合物与溶剂间的分子间作用力1 1/2 这个聚合物不能溶解在这个溶剂里。如果1 1/2 溶剂是这个聚合物的溶剂。但1的数据不易查得，相比较内聚能密度（C.E.D）或溶度参数则是比较普遍使用的参考标准 9聚合物的溶解性：聚合物的溶解性
26、：（4）极性相近原理）极性相近原理如果一个非极性聚合物和溶剂的C.E.D或相近，则这个聚合物可以溶解在该溶剂中。一个极性聚合物能否溶解在极性溶剂内，除了相近以外，还需比较色散力d、极性力p和氢键h各个分子间作用力相近:2=d2+p2+h2。 第三节 高分子物理与包装材料1力学性能力学性能（1）力学性能与结晶性）力学性能与结晶性（2）力学性能与取向结构）力学性能与取向结构2阻隔性能阻隔性能（1）阻隔性能与结晶度）阻隔性能与结晶度（2）材料的）材料的Tg对阻隔性的影响对阻隔性的影响（3）阻隔性与包装材料的极性）阻隔性与包装材料的极性(4)阻隔性与使用温度：阻隔性与使用温度：(5)阻隔性与湿度阻隔性
27、与湿度（6）阻隔性与气体的种类）阻隔性与气体的种类（7）热处理和拉伸取向对阻隔性的影响）热处理和拉伸取向对阻隔性的影响3印刷性能印刷性能4复合性能复合性能5热封性热封性6热收缩性热收缩性7热收缩膜的收缩力热收缩膜的收缩力 8溶剂残留溶剂残留9透明性透明性10耐穿刺性耐穿刺性11开口性开口性12高温下的尺寸稳定性高温下的尺寸稳定性13摩擦系数摩擦系数1力学性能力学性能1力学性能：在包装材料的印刷、复合、制袋、灌装、仓力学性能：在包装材料的印刷、复合、制袋、灌装、仓储、运输、搬运过程中，都需要包装材料具有足够的机械储、运输、搬运过程中，都需要包装材料具有足够的机械性能。机械性能包括：拉伸强度（抗张
28、强度）、断裂伸长性能。机械性能包括：拉伸强度（抗张强度）、断裂伸长率、杨氏模量、冲击强度。率、杨氏模量、冲击强度。（1）力学性能与结晶性）力学性能与结晶性一般情况下，包装材料的力学性能与结晶度和晶粒直径有一般情况下，包装材料的力学性能与结晶度和晶粒直径有关。结晶度越高，则材料的杨氏模量越大，材料的拉伸强关。结晶度越高，则材料的杨氏模量越大，材料的拉伸强度越高，但韧性差（冲击强度低）；结晶度越低，包装材度越高，但韧性差（冲击强度低）；结晶度越低，包装材料的杨氏模量小，拉伸强度低，韧性大。包装材料的球晶料的杨氏模量小，拉伸强度低，韧性大。包装材料的球晶直径越大，则韧性越差，冲击强度低；球晶直径越小
29、，则直径越大，则韧性越差，冲击强度低；球晶直径越小，则材料的韧性越高，冲击强度越大材料的韧性越高，冲击强度越大 性能指性能指标 LDPE HDPE LLDPE 相相对密度密度(g/cm3) 0.910.94 0.940.97 0.92 拉伸拉伸强强度度(MPa) 716.1 30 14.5 冲冲击强强度度(kJ/m2) 48 27 断裂伸断裂伸长率率(%) 90800 600 950 邵氏硬度邵氏硬度(D) 4146 6070 5557 脆化温度脆化温度() -80 -55 -65 -76 添加纳米改性剂（成核剂）后，包装材料的球径直添加纳米改性剂（成核剂）后，包装材料的球径直径会发生改变，因
30、而引起材料力学性能变化。当径会发生改变，因而引起材料力学性能变化。当PP经过纳米改性后，它的杨氏模量、冲击强度都有显经过纳米改性后，它的杨氏模量、冲击强度都有显现的提高现的提高 Sample杨氏模量氏模量 /Mpa屈服屈服应力力 /Mpa屈服屈服应变 / %断裂断裂应力力 /Mpa断裂伸断裂伸长率率 /%最大最大应力力/Mpa未改性未改性419.416.11110.576.715.8改性后改性后452.515.71213.1417.415.75（2）力学性能与取向结构）力学性能与取向结构取向使包装材料的分子链发生定向排列，使得无定形结构取向使包装材料的分子链发生定向排列，使得无定形结构的包装材
31、料拉伸强度增加，拉伸断裂伸长率会降低；取向的包装材料拉伸强度增加，拉伸断裂伸长率会降低；取向也会诱导结晶，提高结晶型包装材料的拉伸强度。下表列也会诱导结晶，提高结晶型包装材料的拉伸强度。下表列出了聚丙烯在取向后（出了聚丙烯在取向后（BOPP）和未取向（）和未取向（CPP）时的力）时的力学性能学性能： Sample拉伸拉伸强强度度断裂伸断裂伸长率率冲冲击强强度度kj/m22163400800217521060100152阻隔性能阻隔性能（1）阻隔性能与结晶度）阻隔性能与结晶度N2 CO2C2H6H2O25m film0% rh0%rh850%cm/md barcm/md barcm/md bar
32、cm/md barPA6142000.535BOPA6121500.430（1）阻隔性能与结晶度）阻隔性能与结晶度PVDC由于分子结构的规整性和对称性，具由于分子结构的规整性和对称性，具有较高的结晶度，因此也具有高阻隔性。有较高的结晶度，因此也具有高阻隔性。而无定形的而无定形的PS、EVA等阻隔性却很差。等阻隔性却很差。（2）材料的）材料的Tg对阻隔性的影响对阻隔性的影响任何包装材料的自由体积会受其玻璃化温度任何包装材料的自由体积会受其玻璃化温度Tg的的影响。在影响。在Tg温度下，无定形区的自由体积分数等温度下，无定形区的自由体积分数等于于0.025，如果该包装材料的使用温度在，如果该包装材料
33、的使用温度在Tg以上，以上，则无定形区的自由体积分数要大于则无定形区的自由体积分数要大于0.025，即：，即：f=fg+f(T-Tg)这里这里frg,r和和g分别是该材料橡胶态和分别是该材料橡胶态和玻璃态的膨胀系数玻璃态的膨胀系数因此在无定形区比例相同的情况下，包装材料的因此在无定形区比例相同的情况下，包装材料的Tg越高，则自由体积分数越低，材料的阻隔性越越高，则自由体积分数越低，材料的阻隔性越好。好。 （3）阻隔性与包装材料的极性）阻隔性与包装材料的极性在一般情况下，包装材料在一般情况下，包装材料的极性越大，则组成它的的极性越大，则组成它的分子链间的作用力越大，分子链间的作用力越大，它们排列
34、越紧密，自由体它们排列越紧密，自由体积越小，阻隔性越高。积越小，阻隔性越高。这些薄膜的氧气透过率这些薄膜的氧气透过率（OTR）和水汽透过率）和水汽透过率（WVTR）的数据如表）的数据如表2-8所示。所示。材料材料OTR(25C,65%RH)cc.mil/100in2/24HrsatmWVTR(40C,90%RH)g.mil/100in2/24HrsatmEVOH0.050.181.45.4PVDC0.150.900.10.2MXD60.153.2PAN0.85.0BOPA2.19.0BOPET2.61.2LDPE4201.01.5HDPE1500.4PP1500.69PS350710(4)阻隔
35、性与使用温度：阻隔性与使用温度：材料的使用温度越高，则自由体积越多，因此阻隔性越差。材料材料OTRcc25m/m2/24Hrsatm5233550EVOH0.0220.0950.2310.637PVDC0.1862.3256.65029.40MXD60.6702.3254.43014.26BOPA67.59025.5951.15/CPA622.3078.74154.90/BOPET10.2335.6479.04260.0LDPE/858611547/HDPE/23254448/BOPP/25263146/PS/4030/(5)阻隔性与湿度阻隔性与湿度任何高分子材料，在它的任何高分子材料，在它的
36、Tg温度时，材料拥有的温度时，材料拥有的自由体积分数自由体积分数fg都等于都等于0.025。这个自由体积刚好。这个自由体积刚好使链段能够自由运动，但整个大分子的重心却不使链段能够自由运动，但整个大分子的重心却不会发生相互滑移。如果包装材料分子的近程、远会发生相互滑移。如果包装材料分子的近程、远程结构或聚集态结构的改变使得其自由体积分数程结构或聚集态结构的改变使得其自由体积分数增加了，那么这个近程、远程结构或聚集态结构增加了，那么这个近程、远程结构或聚集态结构的变化会导致材料的的变化会导致材料的Tg降低，因而会使得在相同降低，因而会使得在相同的使用温度下材料的阻隔性下降。的使用温度下材料的阻隔性
37、下降。例如例如PA在没有吸附水时玻璃化温度是在没有吸附水时玻璃化温度是56，在吸，在吸附附1的水后其的水后其Tg会降低到会降低到36左右，玻璃化温左右，玻璃化温度的降低势必增加材料在常温条件下的自由体积，度的降低势必增加材料在常温条件下的自由体积，使得使得PA6的阻隔性降低。的阻隔性降低。 图2-2 湿度对PA阻隔性的影响（6）阻隔性与气体的种类）阻隔性与气体的种类材料材料WVTR（40，90RH）g.25/m2/24Hrsg.mil/100in2/24HrsBOPP5.90.38HDPE5.90.38CPP10.70.69LDPE17.71.14BOPET18.61.2PET20.21.3P
38、VC46.53.0PS131.88.5BOPA6158.110.2PC170.511.0EVOH124.08.0PVOH3.40.22PAN94.66.1无定形无定形PA21.71.4MXD6Nylon503.2（7）热处理和拉伸取向对阻隔性的）热处理和拉伸取向对阻隔性的影响影响EVOH是是EVAL公司生产的可以高度结晶公司生产的可以高度结晶的树脂，它表现出高阻隔性。热处理和定的树脂，它表现出高阻隔性。热处理和定向拉伸可以影响结晶过程。下面列出当向拉伸可以影响结晶过程。下面列出当EVOH树脂受到热处理和定向拉伸时对阻隔树脂受到热处理和定向拉伸时对阻隔性的影响。性的影响。热处理可以提高气体阻隔性
39、，特别是在高热处理可以提高气体阻隔性，特别是在高湿度环境中。在高湿度环境中，热处理和湿度环境中。在高湿度环境中，热处理和取向拉伸更能够提高阻隔性。不热处理只取向拉伸更能够提高阻隔性。不热处理只拉伸取向对阻隔性的改进作用是较小的。拉伸取向对阻隔性的改进作用是较小的。3印刷性能印刷性能因为塑料基材的表面光滑，且表面张力低，因此因为塑料基材的表面光滑，且表面张力低，因此印刷难度较大。材料的极性越高，则印刷性能越印刷难度较大。材料的极性越高，则印刷性能越好。例如好。例如PVC极性较高，且与聚氯乙烯醋酸乙极性较高，且与聚氯乙烯醋酸乙烯酯型油墨的相容性很好，可以直接印刷；而其烯酯型油墨的相容性很好，可以直
40、接印刷；而其它软包装材料都不能直接印刷。它软包装材料都不能直接印刷。欲保证好的印刷效果至少需要满足欲保证好的印刷效果至少需要满足2个必要条件：个必要条件：基材应该具有高的表面张力，使得油墨在其上能基材应该具有高的表面张力，使得油墨在其上能够充分铺展，油墨与基材的接触角小于够充分铺展，油墨与基材的接触角小于90度；另度；另外还需要油墨树脂连接料与印刷基材间的分子间外还需要油墨树脂连接料与印刷基材间的分子间作用力大，保证足够的附着牢度。作用力大，保证足够的附着牢度。3 印刷性能增加表面张力增加表面张力一般的聚丙烯、聚乙烯薄膜的表面张力只一般的聚丙烯、聚乙烯薄膜的表面张力只有有2830达因，印刷前要
41、求塑料基材的表达因，印刷前要求塑料基材的表面张力在面张力在3844达因，因此即使是极性达因，因此即使是极性PA薄膜，也需要进行表面电晕处理，以增加薄膜，也需要进行表面电晕处理，以增加塑料薄膜表面极性基团的数量，使油墨充塑料薄膜表面极性基团的数量，使油墨充分地在基材表面铺展。分地在基材表面铺展。 3 印刷性能增加连接料与基材间的分子间作用力油墨中的树脂连接料有植物油、松香、聚酰胺、聚氨酯、氯化聚丙烯、环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂、醇酸树脂等，这些树脂连接料的类型要和印刷基材的类型匹配，才能提高油墨的附着牢度。3 印刷性能聚丙烯是价廉的印刷基材，主要选用氯化聚丙烯聚丙烯是价廉的印刷基材，主要选用
42、氯化聚丙烯或聚酰胺油墨或聚酰胺油墨氯化聚丙烯是聚丙烯氯化改性树脂，与聚丙烯印氯化聚丙烯是聚丙烯氯化改性树脂，与聚丙烯印刷基材间的极性相近，相容性很好，因此印刷效刷基材间的极性相近，相容性很好，因此印刷效果较好；而聚酰胺的溶度参数与聚丙烯相差较多，果较好；而聚酰胺的溶度参数与聚丙烯相差较多，因此印后油墨的附着牢度较低，需要过一天以后因此印后油墨的附着牢度较低，需要过一天以后才有所改善。为了提高印刷品的光泽，往往将聚才有所改善。为了提高印刷品的光泽，往往将聚丙烯反印，如果采用聚酰胺型油墨印刷的聚丙烯丙烯反印，如果采用聚酰胺型油墨印刷的聚丙烯薄膜，在制备复合膜时不能使用聚氨酯粘结剂，薄膜，在制备复合
43、膜时不能使用聚氨酯粘结剂，否则会引起油墨层从聚丙烯基材上剥离。否则会引起油墨层从聚丙烯基材上剥离。PET也是常用的印刷材料，它的抗张强度高，也是常用的印刷材料，它的抗张强度高，通常采用反印，制备轻包装袋时可以采用通常采用反印，制备轻包装袋时可以采用聚酰胺油墨，制备蒸煮袋时采用双组分聚聚酰胺油墨，制备蒸煮袋时采用双组分聚氨酯油墨。氨酯油墨。PET的电绝缘性好，印刷过程中的电绝缘性好，印刷过程中容易产生静电容易产生静电 聚乙烯的抗张强度低，容易产生套印不准聚乙烯的抗张强度低，容易产生套印不准的问题。一般采用聚酰胺油墨，对于耐热的问题。一般采用聚酰胺油墨，对于耐热性要求较高的场合采用聚丙烯酸、硝酸纤
44、性要求较高的场合采用聚丙烯酸、硝酸纤维素油墨、聚氯乙烯醋酸乙烯酯型油墨。维素油墨、聚氯乙烯醋酸乙烯酯型油墨。如果能够对常见的包装材料进行处理，例如果能够对常见的包装材料进行处理，例如无机纳米填料的改性，则可以提高薄膜如无机纳米填料的改性，则可以提高薄膜极性；与极性树脂熔融共混、接枝极性单极性；与极性树脂熔融共混、接枝极性单体等都可以提高树脂极性，我国在树脂改体等都可以提高树脂极性，我国在树脂改性方面研究甚少。性方面研究甚少。4复合性能复合性能复合膜可以提供更加优异的阻隔性能。例复合膜可以提供更加优异的阻隔性能。例如如BOPP薄膜的阻水能力特别优异，但它的薄膜的阻水能力特别优异，但它的阻氧能力却
45、存在不足；而阻氧能力却存在不足；而PA薄膜具有优良薄膜具有优良的阻氧性能，阻水汽性能存在缺陷，将二的阻氧性能，阻水汽性能存在缺陷，将二者复合后则具有优异的阻氧、阻水汽的性者复合后则具有优异的阻氧、阻水汽的性能。能。复合过程中除考虑各材料的阻隔性能外，还要考复合过程中除考虑各材料的阻隔性能外，还要考虑薄膜之间、薄膜与粘结剂之间的相容性。虑薄膜之间、薄膜与粘结剂之间的相容性。多层共挤工艺制备复合膜时，需要考虑各层间的多层共挤工艺制备复合膜时，需要考虑各层间的粘结力，如果两层树脂间的极性相差较大，则需粘结力，如果两层树脂间的极性相差较大，则需要插入一层要插入一层Tie树脂；树脂；如果是干式复合，则需
46、要选择合适的粘结剂，使如果是干式复合，则需要选择合适的粘结剂，使粘结剂与要粘结的两层薄膜都要有较高的剥离强粘结剂与要粘结的两层薄膜都要有较高的剥离强度。目前比较常见的粘结剂有度。目前比较常见的粘结剂有EVA树脂、丙烯酸树脂、丙烯酸树脂、聚氨酯等，对于高温蒸煮袋我们应选用聚树脂、聚氨酯等，对于高温蒸煮袋我们应选用聚氨酯粘结剂。氨酯粘结剂。薄膜的尺寸稳定性对于复合膜的质量影响也比较薄膜的尺寸稳定性对于复合膜的质量影响也比较大。对于抗张强度低的薄膜，例如大。对于抗张强度低的薄膜，例如LDPE，复合时，复合时在张力作用下容易产生较大伸长率，与变形率低在张力作用下容易产生较大伸长率，与变形率低的的BOP
47、P复合，这时就应该注意调节复合，这时就应该注意调节LDPE的张力，的张力，否则容易引起复合膜翘曲。否则容易引起复合膜翘曲。尼龙膜容易吸水引起玻璃化温度的降低，使得使尼龙膜容易吸水引起玻璃化温度的降低，使得使用温度在它玻璃化温度之上，这样稳定性的分子用温度在它玻璃化温度之上，这样稳定性的分子链会发生二次结晶，引起薄膜收缩，如果这个吸链会发生二次结晶，引起薄膜收缩，如果这个吸水引发二次结晶的过程发生在复合以后，则制备水引发二次结晶的过程发生在复合以后，则制备的的PA复合膜则存在内应力，在分切制袋时切口发复合膜则存在内应力，在分切制袋时切口发生翘曲生翘曲。 为了防止复合膜翘曲，原料薄膜应该在较高的温
48、为了防止复合膜翘曲，原料薄膜应该在较高的温度下（薄膜的度下（薄膜的Tg温度以上）熟化，使得其结晶结温度以上）熟化，使得其结晶结构完善，达到热力学平衡状态，这样可以保证复构完善，达到热力学平衡状态，这样可以保证复合后不会发生明显的二次结晶，确保复合膜平整。合后不会发生明显的二次结晶，确保复合膜平整。VMCPP可以代替可以代替Al箔使用，具有较高的阻隔性，箔使用，具有较高的阻隔性，耐折性比耐折性比Al箔高。用它制备复合膜时经常发生镀箔高。用它制备复合膜时经常发生镀铝转移。避免镀铝转移可以有两种途径，其一是铝转移。避免镀铝转移可以有两种途径，其一是降低粘结剂的极性，再者可以提高降低粘结剂的极性，再者
49、可以提高CPP薄膜的极薄膜的极性，提高镀铝层与性，提高镀铝层与PP之间的剥离强度。之间的剥离强度。5热封性热封性材料的结晶度越低，则熔融温度越低，热封性性能越好。材料的结晶度越低，则熔融温度越低，热封性性能越好。无定形区比例较高的无定形区比例较高的LDPE，具有较低的熔融温度，在，具有较低的熔融温度，在0.52秒的时间内可以使相邻的两层秒的时间内可以使相邻的两层LDPE薄膜融化，由于分薄膜融化，由于分子链的热运动而相互融合。子链的热运动而相互融合。HDPE则由于结晶度很高，把它加热到熔融温度，实现晶则由于结晶度很高，把它加热到熔融温度，实现晶体的熔融，然后热封，这个过程在体的熔融，然后热封，这
50、个过程在0.52秒的时间内很难秒的时间内很难实现。实现。CPP的无定形结构占的无定形结构占40左右，因此也具有优良的热封性左右，因此也具有优良的热封性能；能；BOPP却热封性较差，这是由于其结晶度较却热封性较差，这是由于其结晶度较CPP高，且分高，且分子链发生取向，解取向需要较多的松弛时间的缘故。子链发生取向，解取向需要较多的松弛时间的缘故。BOPET的熔融温度较高（的熔融温度较高（265），结晶度也较高，因此），结晶度也较高，因此无热封性能；如果在逐步聚合生产无热封性能；如果在逐步聚合生产PET时加入少量第三单时加入少量第三单体（丁二醇、或邻苯二甲酸）则破坏了分子链的规整性，体（丁二醇、或邻
51、苯二甲酸）则破坏了分子链的规整性，无定形区比例增加，使得制备的无定形区比例增加，使得制备的PET共缩聚产物具有热封共缩聚产物具有热封性。性。6热收缩性热收缩性热收缩膜主要用于标签、热收缩包装或缠绕膜使热收缩膜主要用于标签、热收缩包装或缠绕膜使用。用。它的主要品种有：它的主要品种有：PVC,PE,PS,PET等。等。在制备双轴拉伸薄膜时只要在制备双轴拉伸薄膜时只要不经过热定型处理不经过热定型处理，就会得到热收缩膜。在接近于熔融温度下，将树就会得到热收缩膜。在接近于熔融温度下，将树脂铸片经过横向和纵向的拉伸，然后骤冷，使树脂铸片经过横向和纵向的拉伸，然后骤冷，使树脂分子链在取向的状态下被冻结，形成
52、了热收缩脂分子链在取向的状态下被冻结，形成了热收缩膜。从原料到生成热收缩膜是一个熵减的过程，膜。从原料到生成热收缩膜是一个熵减的过程，是热力学不稳定的，在使用过程中受到热处理后，是热力学不稳定的，在使用过程中受到热处理后，伸直的分子链会迅速回复到无规的线团状，薄膜伸直的分子链会迅速回复到无规的线团状，薄膜就会收缩。利用热收缩膜的这个特点可以制备出就会收缩。利用热收缩膜的这个特点可以制备出异形瓶的标签，啤酒或饮料的外包装异形瓶的标签，啤酒或饮料的外包装。衡量热收缩膜的参数有衡量热收缩膜的参数有收缩率、收缩张力、收缩收缩率、收缩张力、收缩温度温度。从上面的分析得知，欲得到收缩率较高的。从上面的分析
53、得知，欲得到收缩率较高的薄膜，需要采用无定形结构的原料为宜。无定形薄膜，需要采用无定形结构的原料为宜。无定形的原料在双轴取向后虽然分子链被拉直，但仍然的原料在双轴取向后虽然分子链被拉直，但仍然不能结晶，受热后所有的伸直链都会收缩，材料不能结晶，受热后所有的伸直链都会收缩，材料的收缩率会很高；而部分结晶的原料，在拉伸后的收缩率会很高；而部分结晶的原料，在拉伸后会有部分链段发生结晶，只有没有结晶的分子链会有部分链段发生结晶，只有没有结晶的分子链才会在受热后收缩，而结晶的分子链欲实现收缩才会在受热后收缩，而结晶的分子链欲实现收缩需要将晶格破坏掉，这需要将温度提升到熔点附需要将晶格破坏掉，这需要将温度
54、提升到熔点附近，而这是使用过程中不能实现的。近，而这是使用过程中不能实现的。同一种材料制备的热收缩膜，无定形区比同一种材料制备的热收缩膜，无定形区比例越高，则收缩率越大，收缩力也越大。例越高，则收缩率越大，收缩力也越大。无定形区比例较大的热收缩膜也具有较低无定形区比例较大的热收缩膜也具有较低的收缩温度。的收缩温度。7热收缩膜的收缩力热收缩膜的收缩力热收缩膜刚使用时产生的热收缩力较大，但随着热收缩膜刚使用时产生的热收缩力较大，但随着时间的推移，热收缩力会逐渐减小直至完全消失。时间的推移，热收缩力会逐渐减小直至完全消失。这一现象与应力松弛是一致的。这种收缩力（内这一现象与应力松弛是一致的。这种收缩
55、力（内应力）会慢慢地让无归线团状的分子链发生相互应力）会慢慢地让无归线团状的分子链发生相互滑移，最终内应力逐渐消失。分子链重心的相互滑移，最终内应力逐渐消失。分子链重心的相互滑移只有进入粘流态才能实现，需要加热到材料滑移只有进入粘流态才能实现，需要加热到材料的熔融温度，但如果在较小的应力存在下，经过的熔融温度，但如果在较小的应力存在下，经过相当长的时间，也可以实现分子链间的滑移，也相当长的时间，也可以实现分子链间的滑移，也即是说，提高温度和延长时间可以达到相同的结即是说，提高温度和延长时间可以达到相同的结果，这就是果，这就是“时温等效时温等效”原理。原理。 8溶剂残留溶剂残留实际上包装材料生产
56、过程中许多现象可以实际上包装材料生产过程中许多现象可以用应力松弛原理去解释。卷材如果放置时用应力松弛原理去解释。卷材如果放置时间较长就会变松懈，好像收卷张力过低；间较长就会变松懈，好像收卷张力过低；印刷时上墨厚薄不均，收卷后在墨厚的地印刷时上墨厚薄不均，收卷后在墨厚的地方会出现暴筋，这是由于墨厚地方的薄膜方会出现暴筋，这是由于墨厚地方的薄膜受到的收缩力较大，时间长后该处薄膜的受到的收缩力较大，时间长后该处薄膜的分子链被被拉伸滑移，造成变形；分子链被被拉伸滑移，造成变形；软包装材料在制作过程中要接触到多种溶剂，包括甲苯、软包装材料在制作过程中要接触到多种溶剂，包括甲苯、乙酸乙酯、丙酮、丁酮、异丙
57、醇、甲醇等。乙酸乙酯、丙酮、丁酮、异丙醇、甲醇等。对于聚乙烯和聚丙烯来说，甲苯、乙酸乙酯等都是聚烯烃对于聚乙烯和聚丙烯来说，甲苯、乙酸乙酯等都是聚烯烃的良溶剂（溶度参数相近），的良溶剂（溶度参数相近），也即是说，聚烯烃与甲苯、也即是说，聚烯烃与甲苯、乙酸乙酯分子间的作用力很大，即使在烘道中甲苯也很难乙酸乙酯分子间的作用力很大，即使在烘道中甲苯也很难从聚烯烃分子上脱附下来，造成包装材料内甲苯残留，给从聚烯烃分子上脱附下来，造成包装材料内甲苯残留，给人们造成危害。人们造成危害。为了降低甲苯等有机溶剂残留，人们可以在制备复合膜时为了降低甲苯等有机溶剂残留，人们可以在制备复合膜时提高烘道温度、提高风量
58、等方法，也可以采用在熟化室内提高烘道温度、提高风量等方法，也可以采用在熟化室内放置的方法，甚至采用倒卷的办法。这些方法都是被动的、放置的方法，甚至采用倒卷的办法。这些方法都是被动的、消极的。消极的。国外已经开发出对溶剂具有低吸附特性的软包装国外已经开发出对溶剂具有低吸附特性的软包装材料，而在我国这方面的研究却是一片空白。材料，而在我国这方面的研究却是一片空白。如果我们将聚烯烃树脂的极性做一些改变，例如如果我们将聚烯烃树脂的极性做一些改变，例如添加少量的高极性添加剂、纳米改性剂等，将聚添加少量的高极性添加剂、纳米改性剂等，将聚烯烃的溶度参数提高，增加树脂原料与甲苯、乙烯烃的溶度参数提高，增加树脂
59、原料与甲苯、乙酸乙酯溶剂间的溶度参数的差值，就会减少聚烯酸乙酯溶剂间的溶度参数的差值，就会减少聚烯烃与溶剂分子间的作用力，这些溶剂在烘道内会烃与溶剂分子间的作用力，这些溶剂在烘道内会很容易被移除。很容易被移除。9透明性透明性如果薄膜是如果薄膜是100的无定形或结晶聚合物，的无定形或结晶聚合物，那么材料内没有密度的涨落，光线在材料那么材料内没有密度的涨落，光线在材料内就会以直线传播，材料就是透明的；内就会以直线传播，材料就是透明的； 如果材料是晶区与无定形区共存，那么光如果材料是晶区与无定形区共存，那么光线在材料内会发生散射，材料表现出半透线在材料内会发生散射，材料表现出半透明，具有一定的雾度。
60、明，具有一定的雾度。像像PVC、PS、PMMA等材料几乎不能结晶，等材料几乎不能结晶，因此这些包装材料的透明度很高；因此这些包装材料的透明度很高；PP、LDPE等都是晶区与无定形区共存，因此是等都是晶区与无定形区共存，因此是半透明的；半透明的； 如果能够将材料球晶直径减小至低于可见光的波如果能够将材料球晶直径减小至低于可见光的波长，那么即使是存在无定形区，材料的透明度仍长，那么即使是存在无定形区，材料的透明度仍然会很好，然会很好，例如例如BOPP、BOPA、BOPET它们的透明度会明它们的透明度会明显高于各自的流延膜。显高于各自的流延膜。相对于流延膜工艺，拉伸工艺使得分子链相互靠相对于流延膜工
61、艺，拉伸工艺使得分子链相互靠近，利于均相成核，拉伸使熔体冷却时形成的晶近，利于均相成核，拉伸使熔体冷却时形成的晶核数量增多，因此球晶的直径减少，拉伸膜的透核数量增多，因此球晶的直径减少，拉伸膜的透明度比流延膜有很大的提高。明度比流延膜有很大的提高。加入共聚单体，破坏分子链的对称性，可加入共聚单体，破坏分子链的对称性，可以降低包装材料的结晶性，透明度会得到以降低包装材料的结晶性，透明度会得到提高。例如提高。例如LLDPE就是在乙烯单体中加入就是在乙烯单体中加入少量辛烯或丁烯单体共聚得到的，它的透少量辛烯或丁烯单体共聚得到的，它的透明度比明度比LDPE有较大的提高，且拉伸强度也有较大的提高，且拉伸
62、强度也有提高，常用于生产重包装袋。有提高，常用于生产重包装袋。10耐穿刺性耐穿刺性耐穿刺性实际上表征材料韧性的高低。当包装材耐穿刺性实际上表征材料韧性的高低。当包装材料受到尖锐物体的冲击后，能够缓冲掉动能，材料受到尖锐物体的冲击后，能够缓冲掉动能，材料又不会断裂，这对于高度结晶且球晶尺寸较大料又不会断裂，这对于高度结晶且球晶尺寸较大的包装材料来说是难以实现的。的包装材料来说是难以实现的。耐穿刺性要求材料即具有高拉伸强度，又具有较耐穿刺性要求材料即具有高拉伸强度，又具有较大的韧性，这类材料的拉伸断曲线上会出现屈服大的韧性，这类材料的拉伸断曲线上会出现屈服点，非脆性断裂。点，非脆性断裂。在普通的包
63、装材料中在普通的包装材料中PA和和LLDPE的耐穿刺性最好。的耐穿刺性最好。LLDPE结晶度低、拉伸强度大，韧性好，结晶度低、拉伸强度大，韧性好，具有较好的耐穿刺性能；具有较好的耐穿刺性能；PA具有一定结晶度，存在氢键，分子间作具有一定结晶度，存在氢键，分子间作用力较用力较LLDPE等非极性材料大，因此即具等非极性材料大，因此即具有高冲击强度，又具有韧性，具有很好的有高冲击强度，又具有韧性，具有很好的耐穿刺性。耐穿刺性。聚丙烯由于晶粒较大，拉伸断裂伸长率很聚丙烯由于晶粒较大，拉伸断裂伸长率很低，甚至常常脆性断裂，因此不具有耐穿低，甚至常常脆性断裂，因此不具有耐穿刺性。双轴拉伸的薄膜也不具有耐穿
64、刺性刺性。双轴拉伸的薄膜也不具有耐穿刺性11开口性开口性塑料具有粘性塑料具有粘性塑料薄膜在一定温度和压力作用下，经过一段时塑料薄膜在一定温度和压力作用下，经过一段时间后各层之间有时会发生相互粘连。在实际生产间后各层之间有时会发生相互粘连。在实际生产中，往往有这样的情况，刚制备出的薄膜卷膜，中，往往有这样的情况，刚制备出的薄膜卷膜，在下一道工序时发现放卷阻力较大；卷膜在熟化在下一道工序时发现放卷阻力较大；卷膜在熟化室里熟化温度过高时，必须经过倒卷才能使用。室里熟化温度过高时，必须经过倒卷才能使用。这些现象说明包装材料在常温下具有粘性。实际这些现象说明包装材料在常温下具有粘性。实际上这种上这种粘性
65、是由链段的热运动而引起的。如果环境温度处于聚合物的玻璃化温度以上时，如果环境温度处于聚合物的玻璃化温度以上时，分子的链段会不停地进行热运动，薄膜在一定压分子的链段会不停地进行热运动，薄膜在一定压力下，层与层间的距离很近，这种链段的热运动力下，层与层间的距离很近，这种链段的热运动甚至会造成链段的迁移，某层的链段会迁移到另甚至会造成链段的迁移，某层的链段会迁移到另一层的表面缺陷当中，造成粘连。一层的表面缺陷当中，造成粘连。如果聚合物是无定形结构，那么这种粘连会更明如果聚合物是无定形结构，那么这种粘连会更明显；如果是高度结晶的聚合物，由于大部分分子显；如果是高度结晶的聚合物，由于大部分分子链段被限制
66、晶格内，无法实现热运动，因此粘连链段被限制晶格内，无法实现热运动，因此粘连现象较少发生。对于无定形的聚合物，其现象较少发生。对于无定形的聚合物，其Tg越低，越低，则越容易出现粘连现象。则越容易出现粘连现象。粘连现象除了与材料的微观结构相关外，粘连现象除了与材料的微观结构相关外，还与工艺条件的控制有关，例如对于光滑还与工艺条件的控制有关，例如对于光滑的薄膜表面，紧密接触而且几乎完全无间的薄膜表面，紧密接触而且几乎完全无间隙，分离时形成的局部真空，造成粘连。隙，分离时形成的局部真空，造成粘连。果蔬保鲜膜就是利用薄膜的粘性。果蔬保鲜膜就是利用薄膜的粘性。以前以前PVC常作常作为食品的保鲜膜，为食品的
67、保鲜膜，PVC不能结晶，是典型的无定不能结晶，是典型的无定形聚合物，加入形聚合物，加入4050增塑剂后其玻璃化温度增塑剂后其玻璃化温度降到降到30，因此薄膜很柔软，粘性很大，作为，因此薄膜很柔软，粘性很大，作为保鲜薄膜使用十分适宜。但增塑剂保鲜薄膜使用十分适宜。但增塑剂DOP增塑剂对增塑剂对人体的危害较大，因此人体的危害较大，因此PVC保鲜膜已经被淘汰，保鲜膜已经被淘汰，取而代之的是取而代之的是PE保鲜膜。保鲜膜。LDPE的的Tg较低，适合于作为保鲜膜使用，但较低，适合于作为保鲜膜使用，但PE具有一定的结晶度，因此使用效果没有具有一定的结晶度，因此使用效果没有PVC优良。优良。只要我们阻止只要
68、我们阻止PE的结晶，就可以制备出具有自粘的结晶，就可以制备出具有自粘性的保鲜膜。性的保鲜膜。在实际生产过程中，往往避免粘连的发生。在实际生产过程中，往往避免粘连的发生。为了减少薄膜粘连现象，增加包装材料的为了减少薄膜粘连现象，增加包装材料的开口性，往往在制备薄膜时加入酰胺类小开口性，往往在制备薄膜时加入酰胺类小分子爽滑剂或二氧化硅类开口剂。分子爽滑剂或二氧化硅类开口剂。12高温下的尺寸稳定性高温下的尺寸稳定性印刷和复合过程中薄膜的尺寸稳定性是十印刷和复合过程中薄膜的尺寸稳定性是十分重要的，是保证产品质量的基本条件。分重要的，是保证产品质量的基本条件。根据薄膜的组成不同、力学性能不同，它根据薄膜
69、的组成不同、力学性能不同，它们在使用过程中有时会伸长、有时会发生们在使用过程中有时会伸长、有时会发生收缩。收缩。对于无定形结构的聚合物，只要使用温度低于其对于无定形结构的聚合物，只要使用温度低于其玻璃化温度，那么它的尺寸基本稳定；玻璃化温度，那么它的尺寸基本稳定；无定形聚合物的拉伸强度也比较小，因此印刷复无定形聚合物的拉伸强度也比较小，因此印刷复合时应控制较低的张力，避免烘道温度过高引起合时应控制较低的张力，避免烘道温度过高引起材料蠕变。材料蠕变。除了注意温度以外，溶剂也是让无定形聚合物发除了注意温度以外，溶剂也是让无定形聚合物发生蠕变的因素，粘结剂和油墨所用的溶剂如果被生蠕变的因素，粘结剂和
70、油墨所用的溶剂如果被无定形材料过度吸附后，会使材料的玻璃化温度无定形材料过度吸附后，会使材料的玻璃化温度降低，蠕变加剧。降低，蠕变加剧。高度结晶性聚合物材料，例如高度结晶性聚合物材料，例如PET和和PA，它们的耐温性好，尺寸稳定性较好；但如它们的耐温性好，尺寸稳定性较好；但如果在薄膜制备过程中条件控制不当，得到果在薄膜制备过程中条件控制不当，得到的薄膜也容易发生收缩。这是由于它们虽的薄膜也容易发生收缩。这是由于它们虽然从分子结构上分析可以高度结晶的聚合然从分子结构上分析可以高度结晶的聚合物，但它们的结晶速率较慢，如果材料的物，但它们的结晶速率较慢，如果材料的结晶度未达到平衡值，它们在烘道中被牵
71、结晶度未达到平衡值，它们在烘道中被牵引、或者在熟化室内会发生二次结晶，发引、或者在熟化室内会发生二次结晶，发生收缩。生收缩。熟化处理能够较好地保证薄膜的尺寸稳定熟化处理能够较好地保证薄膜的尺寸稳定性，熟化温度越高，时间越长，则薄膜的性，熟化温度越高，时间越长，则薄膜的结构越趋近于热力学稳定状态，尺寸稳定结构越趋近于热力学稳定状态，尺寸稳定性越好。当然熟化时也应考虑薄膜其它性性越好。当然熟化时也应考虑薄膜其它性能，例如开口性。能，例如开口性。13摩擦系数摩擦系数普通薄膜的摩擦系数一般在普通薄膜的摩擦系数一般在0.6左右，这样左右，这样的薄膜是不能适合自动包装需要的。目前的薄膜是不能适合自动包装需
72、要的。目前降低摩擦系数的途径主要是加入酰胺类爽降低摩擦系数的途径主要是加入酰胺类爽滑剂。这种爽滑剂与聚烯烃树脂是不相容滑剂。这种爽滑剂与聚烯烃树脂是不相容的，因此它会从薄膜中析出到表面，形成的，因此它会从薄膜中析出到表面，形成一层液膜，从而降低了薄膜间的摩擦系数。一层液膜，从而降低了薄膜间的摩擦系数。据文献报道，纳米改性可以细化金属铸件据文献报道，纳米改性可以细化金属铸件的晶粒，降低金属铸件的摩擦系数。探索的晶粒，降低金属铸件的摩擦系数。探索性研究表明，纳米改性同样可以降低薄膜性研究表明，纳米改性同样可以降低薄膜的摩擦系数，其机理是纳米改性剂在聚烯的摩擦系数，其机理是纳米改性剂在聚烯烃树脂里起
73、到异相成核的作用，使得聚丙烃树脂里起到异相成核的作用，使得聚丙烯球晶直径变小，薄膜表面的光滑度明显烯球晶直径变小，薄膜表面的光滑度明显提高。提高。结晶性聚合物由于表面硬度高，不易在重结晶性聚合物由于表面硬度高，不易在重力作用下变形，摩擦系数较小；而无定形力作用下变形，摩擦系数较小；而无定形结构的薄膜摩擦系数较高结构的薄膜摩擦系数较高温度升高，材料的模量降低，硬度下降，温度升高，材料的模量降低，硬度下降，因此摩擦系数升高。因此摩擦系数升高。真对不同的用途，对真对不同的用途，对BOPP薄膜摩擦系数的薄膜摩擦系数的要求也不同。要求也不同。. 用途用途接触面接触面静静/动摩擦系动摩擦系数数用途用途接触
74、面接触面静静/动摩擦系动摩擦系数数粘胶粘胶带基膜基膜处理面处理面/非处非处理面理面0.80/0.75印刷和复合印刷和复合用光膜用光膜处理面处理面/非处非处理面理面0.35/0.30与与纸张复合复合非处理面非处理面/非非处理面处理面0.45/0.40金属化基膜金属化基膜非处理面非处理面/处处理面理面0.40/0.35高速外包装高速外包装膜膜外面外面/外面外面0.25/0.20宽温温热封膜封膜外面外面/内面内面0.35/0.30香烟膜香烟膜外面外面/外面外面0.26/0.24标准准热封膜封膜外面外面/内面内面0.28/0.25内面内面/内面内面0.34/0.32白色白色热封膜封膜外面外面/内面内面0.30/0.25外面外面/金属面金属面（50）0.52/0.35结束语结束语谢谢大家聆听！谢谢大家聆听！130
