食品包装学第节塑料包装材料及容器

②稳定剂 它的功用是防止或延缓高分子材料的老 化变质；主要有三类：抗氧剂、光稳定 剂、热稳定剂。
③填充剂 它的功用是弥补树脂某些性能不足，改 善塑料的使用性能 。
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④着色剂 用于改变塑料等合成材料固有的颜色 ， 有无机颜料、有机颜料和其他染料。
⑤其他添加剂 根据其功能和使用要求，在塑料中还可加 入润滑剂、固化剂、发泡剂、抗静电剂和 阻燃剂等。
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2、机械学性能
①刚性：指材料具有抵抗外力作用而
不发生弹性变形的性能，用弹性模数E 表示； ②抗拉、压、弯强度：指材料在拉、压、 弯力缓慢作用下不破坏时，单位受力截 面上所能承受的最大力；
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③爆破强度：使塑料薄膜袋破裂所 施加的最小内压应力，表示受内压 应力作用的容器材料抵抗内压的能 力，常常用来测定塑料包装封口的 封合强度，也可由材料的抗张强度 来表示；
▪ 大分子为线型结构，侧基-CH3无极性， 但在主链上的有规则或无规则的分布将 影响分子的结晶性，密度为0.89～ 0.91g／cm3。
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▪ 有三种体：CPP 普通薄膜 OPP 单向拉伸聚丙烯 BOPP 双向拉伸聚丙烯
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1、聚丙烯的包装特性
（1）阻透性能 优于PE，阻气性能仍较差。 （2）化学稳定性 良好，在一定温度范围内对
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（二）塑料的分类
1、热塑性塑料 主要以加成聚合树脂为基料，加入适量添加剂制成。
特性 在特定温度范围内能反复受热软化流动和 冷却硬化成型，其树脂化学组成及基本性 能不发生变化。加热、冷却可重复多次。
优点 成型加工简单，包装性能良好，可反复成 型，废料可回收利用。
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缺 点 刚硬度低，耐热性不高。
常用品种
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（2）包装操作加工性能指标
①机械力学性能，包括强度和刚度； ②热封性能，包括热封温度、压力、时间及
热封强度等。
（3）印刷适应性
包括油墨颜料与塑料的相容性，印刷精 度、清晰度、印刷层耐磨性等。
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三、食品包装常用塑料
(一)聚乙烯(PE) (二)聚丙烯(PP) (三)聚苯乙烯(PS) (四)聚氯乙烯 (PVC) (五)聚偏二氯乙烯(PVDC) (六)聚酰胺(PA) (七)聚乙烯醇(PVA) (八)聚酯(PET) (九)聚碳酸酯 (PC) (十)乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA) (十一)乙烯和乙烯醇共聚物(EVOH) (十二)环境可降解塑料
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2、聚苯乙烯的应用
(1)主要制成透明食品盒、水果盘、小餐具等。 (2)PS薄膜和片材料经拉伸处理后，可制成收
缩薄膜及热成型容器。 (3)发泡聚苯乙烯（EPS）可用作保温、防潮、
隔音及缓冲包装材料。 (4)低温储存食品 。 (5)包装果蔬等具有呼吸作用的生鲜食品。
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3、PS的改性品种
❖PS最主要的缺点是脆性，其改性多集中 品种于：增加韧性和提高冲击强度。
性能： 具有优于LDPE的强度，抗拉强度提高50％；抗穿刺 性能优良；柔韧性比HDPE好；比LDPE耐热，连续耐 热105℃；加工性能也较好，可不加增塑剂吹塑成型； 用途： LLDPE主要制成薄膜。 用于包2装7 肉类、冷冻食品和奶制品。
(二) 聚丙烯 (PP) ▪ 以丙烯为单体加聚合成的高分子化合物。 ▪ 分子结构式为：
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2、机械学性能
④冲击强度：材料抵抗冲击力作用而不破坏 的性能指标，用单位受力截面上所承受的最 大冲击能量（J/cm2）来表示； ⑤撕裂强度：材料抵抗外力作用使材料沿缺 口连续撕裂破坏的性能，它指一定厚度材料 在外力作用下沿缺口撕裂单位长度所需的力 （N/cm）； ⑥戳穿强度：材料被尖锐物刺破所需用的最 小的力（N）。
(6)成型加工性能 易着色、表面印刷和涂 镀金属层加工性能好。热封合性差
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聚苯乙烯的性能
(7)卫生安全性 无毒、无味，不易长霉，卫 生安全性好，但PS树脂中残留单体苯乙烯及 其他一些挥发性物质有低毒性，对人体最大 无害量为133mg／kg。
此外，PS易成型加工，具良好的着色性，表 面印刷性等，制品装饰效果很好。
(8)印刷性能较差 包装上如要改善其印 刷性，常采用电晕处理或化学表面处理， 使其表面带有极性而增加吸附油墨的能 力。
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2、聚乙烯的主要品种、性能特点及应用 (1)低密度聚乙烯(LDPE)
▪ 结构：又称高压聚乙烯。在高压和较高物浓度条件下 聚合的聚乙烯。
▪ 分子出现支链，支链分子大，难以有序排列，所以结 晶度较低，密度相应较低。一般为0.91-0.94g/cm3， 因此它的阻气阻油性能差、机械强度低但延伸性、抗 撕裂性好、透明度高，热封性和加工性能好。
40％左右。
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(三) 聚苯乙烯 (PS)
▪ 聚苯乙烯由苯乙烯单体加聚合成。 ▪ 分子结构式：
▪ 因大分子主链上带有苯环侧基，大分 子结构不规整、故不易结晶。芳香环 侧基，弱极性，故柔顺性很低。
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1、聚苯乙烯的性能
(1)阻隔性 阻湿、阻气性能差，阻湿性能 低于PE。阻气性介于LDPE和PP之间。
成型。
优点 耐热性高，刚硬、不溶。
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缺点 较脆且不能反复成型，成型加工效 率低，废弃物不能回收再利用。
常用品种 氨基塑料(UF)、酚醛塑料(PF)等。
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二、塑料的主要包装性能指标
1、阻透性 ①透光度T（%）：材料抵抗光线穿透的性能 指标，T值越小，材料的蔽光性能越好； ②透气度Qg（cm3/(m2·24h)） 一定厚度的材料在一个大气压差下1m2面 积24小时内透过的气体量（在标准状况下）， Qg值越小，表示其阻气性能越好；
(2)化学稳定性 化学稳定性良好，常温下与 一般酸、碱不起作用，在有机溶剂中不溶解， 但可能溶胀，耐油性差。
(3)力学性能 有一定的抗拉强度和撕裂强度， 柔韧性好，适应高速自动化操作。
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(4)耐高低温性 耐低温性能好(-70℃)，能适 应食品冷藏冷冻需要，但因其熔点低，耐高 温性能差，不能随食品进行高温蒸煮。
酸、碱、盐及许多溶剂具稳定性。 （3）机械力学性能 好，强度、硬度、刚性多
高于PE，尤其具有良好的抗弯强度。 （4）光学性能 光泽度好，透明度高，但抗紫
外光和氧的老化性能较差，需添加稳定剂。
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பைடு நூலகம்
（5）成型加工性能 良好，但制品收缩率较大。 热封性能比PE差，但比其他塑料好。
（6）耐温度性 耐高温性优良。可在100～ 120℃范围内长期使用，无负荷时可在150℃使 用。耐低温性比PE差，-17℃时性能变脆。
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3、稳定性 ①耐高低温性； ②耐化学性； ③耐老化性。
4、安全卫生性
无毒性、耐腐蚀性、防有害物质渗 透性和防生物侵入性等。
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5、加工工艺性及主要性能指标
（1）包装制品成型加工性能指标
➢塑料包装制品大多数是塑料加热到粘流状 态后在一定压力下成型的。 表示其成型工艺性好坏的主要指标有：
➢熔融指数(MI) ➢成型压力(MPa) ➢成型温度及温度范围(温度低、范围宽则成 型容易) ➢塑料热成型时的流动性、成型收缩率
第2节
塑料包装材料及容器
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塑料用于食品包装表现出的优越特性
➢① 质轻，力学性能好; ➢② 具有良好的阻透性。 ➢③ 包装制品的成形加工性能良好。 ➢④ 装饰性能好。 ➢⑤ 化学稳定性较好，卫生、安全。
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塑料用于食品包装存在的缺点是 ➢①易带静电； ➢②某些包装材料存在卫生安全问题； ➢③塑料包装废弃物对环境造成严重影 响。
▪ 用途： ▪ 在包装上主要制成薄膜，大量用于各类包装。 ▪ 经拉伸处理后可用于热收缩包装。
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(2)高密度聚乙烯(HDPE)
▪ 结构： ▪ 又称低压聚乙烯。采用低压催化聚合方法聚合的
聚乙烯。
▪ 大分子呈直链线型结构，分子结合紧密，结晶度 高达85％～95％，密度较高。
▪ 性能： ▪ 阻气性、强度提高；熔点升高，耐热性改善，长
(2)化学稳定性 耐一般酸、碱、盐、有机 酸、低级醇,其水溶液性能良好，但易受到 有机溶剂如烃类、酯类等的侵蚀软化甚至 溶解；
(3)机械力学性能 具有较高的刚性，但脆 性大，耐冲击性能很差。
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(4)耐温度性 耐热性差，连续使用温度为 60--80℃，耐低温性良好；
(5)光学性能 透明度好，高达88％-92％， 有良好的光泽性；
聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、 聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯醇（PVA）、 聚酰胺（PA）、聚碳酸酯（PC）、 聚偏二氯乙烯（PVDC）等类塑料。
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2、热固性塑料
➢主要以缩聚树脂为基料，加入填充剂、固 化剂及其他适量添加剂而制成。
特性
在一定温度下经一定时间固化后再次受热， 只能分解，不能软化，因此不能反复塑制
（7）卫生安全性高于PE。
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2、聚丙烯的应用
➢聚丙烯主要制成薄膜材料包装食品。 PP：可制成热收缩膜进行热收缩包装； 可制成透明的其他包装容器或制品； 可制成各种形式的捆扎绳、带。
➢薄膜经定向拉伸处理(BOPP、OPP)后的各 种性能都有所提高。包括强度、透明度、光 泽效果、阻隔性。
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BOPP： ➢强度是PE的8倍， ➢吸油率为PE的1/5，适宜包装含油食品； ➢阻湿耐水性比玻璃纸好； ➢透明度、光泽性及耐撕裂性不低于玻璃纸； ➢印刷装潢效果不如玻璃纸，但成本可低
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③透湿度Qv（g/m2·24h）:
一定厚度的材料在一个大气压差下1m2面 积24小时内透过的水蒸气克数，Qv值越小 表示其阻湿性能越好；
④透水度Qw（g/m2·24h）:
塑料透水性是因水分子向材料陷入、迁移 扩散最后溢出所致，也因材料内部结构缺陷 形成的微孔道而直接渗透，Qw值越小表示 其阻水性越好。
(5)卫生安全性 单体乙烯本身有低毒，但在 塑料制品中残留量极微，加入的添加剂量也 很少。一般认为，聚乙烯塑料是一种无毒、 安全卫生的包装材料。
(6)封合性及光学性 具有特别优良的热粘合 或热封合性能，故其薄膜常用作复合材料的 热封内层，但光泽度差、透明度不高。
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(7)成形加工性 成型加工方便，不需添 加增塑剂即能适应挤出、注塑、吹塑等 各种成型方法，操作简便。
➢根据增塑剂的用量不同可获得不同品种的 PVC塑料： 硬质PVC：不超过5％ 半硬质PVC：5%-20％ 软质PVC：30%-40％
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1、聚氯乙烯的包装性能
(1)阻隔性
➢阻气、阻油性优于PE塑料，阻湿性比PE差。 硬质PVC的阻气性优于软质PVC；
(2)化学稳定性
➢在常温下可耐受任何浓度的盐酸、90%以下 的硫酸、50－60％的硝酸、70％以上的氢氧 化钠的作用。
⑴ ABS：由丙烯腈(A:25%－30％)、丁二烯(B:25% －30％)和苯乙烯(S:40%－50％)共聚而成。 特性：
①坚韧、质硬、刚性、耐热、但不透明。
②对某些酸、碱、油、脂肪和食品有良好的 耐 性，39在食品工程上常用于制作管材。
PS的改性品种
⑵ K-树脂：由丁二烯和苯乙烯共聚而成。 特性：
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一、塑料的组成和分类
（一）塑料的组成
主要是各种高分子聚合树脂，以及少量的添 加剂。
1、聚合物树脂
➢ 塑料中聚合物树脂约占40％～100 ％，树脂的种类、性质以及在塑料中 所占比例的大小对塑料性能起着主导 作用4 。
2、塑料常用添加剂
①增塑剂 这是一类提高树脂可塑性和柔软性的添 加剂，通常是一些有机低分子物质。
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(一) 聚乙烯 (PE)
▪ 由乙烯单体经加成聚合而成的高分子化合 物，为
无臭、无毒，乳白色的蜡状固体。 ▪ 其分子结构式为：
▪ 大分子为线型结构，简单规整且无极性， 柔顺性好，易于结晶。密度0.91-0.97。
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1、聚乙烯的主要包装特性
(1)阻透性 阻湿性能好，其透湿系数在常用 包 装 塑 料 中 最 低 ， 但 具 一 定 透 气 性 ， O2、 CO2等透过率较大。
期使用温度可达120℃；柔软性、透明性，热成 型加工性能相应有所下降。 ▪ 用途： ▪ 主要制成薄膜，用于较重商品的包装或制成超微 薄膜。 ▪ HDP2E6 也可制成瓶、罐容器。
(3)线性低密度聚乙烯(LLDPE)
结构： 由乙烯与α－烯烃在低压下共聚而成。 大分子的支链长度和数量均介于LDPE和HDPE之间
①高透明和耐冲击性，无毒卫生，可与食品 直接接触。 ②用于制造各种包装容器，如盒、杯、罐等； ⑶ MBS：甲基丙烯酸酯； ⑷ HIPS：高冲聚苯乙烯
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(四) 聚氯乙烯 (PVC) ➢聚氯乙烯是由氯乙烯单体加聚合成的高分子
化合物。 ➢PVC树脂的分子式为:
➢大分子中-C-Cl-键有较强极性，大分子间结 合力强，柔顺性差，且不易结晶。