第二章 1食品包装常用的塑料树脂

机械设备：轴承、轴瓦、齿轮、泵叶 轮、螺栓、风扇叶片等。
电子设备：各种线圈骨架、机罩、集 成线路板等。
化工设备：耐腐蚀耐油管道、容器、 过滤器等。
建筑与民用：窗、门、窗帘导轨滑轮、 安全帽、绳索等。
玻璃纤维增强 改性可大幅度 提高PA耐热性
玻纤增强PA被用于制 造汽车发动机零部件
芳香族PA
性能特点 高强、高模、耐高温、 耐腐蚀、阻燃、电绝 缘。不能热塑性加工。
十 聚酯（PET）
PET树脂大分子主链因含有苯环而具有高强韧
性，因有柔性醚键(—O—)而仍有较好的柔顺性； 大分子具强极性，因苯环存在使大分子可能为结 晶也可能为无定型结构。
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）
• [性能特点] • 机械强度非常好，有较好的硬度、耐磨性和耐折性，耐热、耐寒 性好。 120 ℃长期使用，-70—150 ℃ • 具有较好的防潮性、气密性和优良的防止异味透过性，能耐弱酸 、弱碱和大多数溶剂，耐油性好，适于印刷 • 不耐强碱、强酸，氯代烃等对其也有侵蚀作用；易带静电，且尚 无适当的防止带静电的方法，热封合性能差；价格贵。
五 聚氯乙烯（PVC）
PVC的透明度高，对氧气的阻隔性好；
机械性能较好，化学稳定性好，着色性、 印刷性也较好。应用非常广泛。PVC存 在着卫生安全性问题，限制了其在食品 包装上的应用。
安全性
PVC印刷膜
六 聚偏二氯乙烯（PVDC）
性能特点：软化温度高，
接近其分解温度，在热、 紫外线等作用下易分解， 与一般增塑剂相容性差， 加热成型困难。
不可回收再利用塑料制品 nonrecoverable plastics
四 K-树脂和ABS塑料
K-树脂是一种具有良好抗冲击性能的聚苯乙烯类透明 树脂，由丁二烯和苯乙烯共聚而成，由于其高透明性 和耐冲击性，被用于制造各种包装容器，如盒、杯、 罐等。K-树脂无毒，可与食品直接接触，经γ射线辐 照后其物理性能不受影响，在食品包装尤其是辐照食 品包装应用前景看好。
ABS树脂是目前产量最大，应用最广泛的聚合物，它 将SAN，BS PS，的各种性能有机地统一起来，兼具 韧，硬，刚相均衡的优良力学性能。ABS是丙烯腈、 丁二烯和苯乙烯的三元共聚物，A代表丙烯腈，B代表 丁二烯，S代表苯乙烯。
(二)高分子聚合物大分子的结构及构象
线型大分子和体型大分子 图(a)所示为直链线型结构大分子 图(b)所示为线型支链大分子 图(c)体型结构大分子
(二)高分子聚合物大分子的结构及构象
高分子聚合物大分子链中的C-C单键可以绕 着它邻近的键按一定键角绕轴旋转，这称为 内旋转。
(三)高分子聚合物大分子间的结合及其聚集态
应用
耐高温薄膜、耐高温 绝缘材料、耐辐射材 料、高性能纤维。
芳纶纤维制造的防弹衣
防割手套
八 聚乙烯醇（PVA）
PVA由聚醋酸乙烯酯经碱性醇液醇解而得，
分子极性较强且有高度结晶的高分子化合物。
（1）阻气性优良，阻湿性差，吸水性强。 （2）化学稳定性良好，透明度、光泽性和
印刷性良好
（3）机械性能良好，强度较高，但随着吸
卫生安全性：卫生安全，符合食品包装要求 。
应用：BOPP、OPP 热收缩包装
三 聚苯乙烯（PS）
大分子主链上带有苯环侧基，
结构不规整、不易结晶，柔顺 性很低，
因此，PS是线型、无定型、
弱极性高分子化合物。
PS的透明度高，有很好的光泽。质 地坚硬，脆性大，耐冲击性差。成型 加工性好，易着色和表面印刷，无毒、 无味，卫生安全性好，可用于食品包 装，但PS树脂中残留单体苯乙烯等 物质有低毒，单体残留量应在1%以 下。 应用：发泡型聚丙烯（保丽龙）
利用太阳光（紫外线）的能量使聚合物的键断 裂而裂解的方法。
塑料制品的标志 GB/T16288-2008
再生塑料制品
reworked plastics
回收再加工塑料制品 rerecycled plastics
可重复使用塑料制品
repeatable used plastics
可回收再利用塑料制品 recoverable plastics
保持其形状。这种过程能反复进行，即可反复塑制。
热固性塑料——加热时可塑制成一定形状，一旦定
型后即成为最终产品，再次加热时也不会软化，温度 升高则会引起它的分解破坏，即不能反复塑制。
三 塑料的主要包装性能指标
阻隔性：水、油、气、光 力学性质：硬度、抗张、抗压、抗弯强度、
撕裂强度、冲击强度等
稳定性：耐高低温、耐化学性、耐老化 安全卫生性：无毒性、抗生物侵入性 印刷性适应性
可发性聚乙烯 —EPE（俗称珍珠棉）
• 它由低密度聚乙烯脂经物理发泡产 生无数的独立气泡构成。克服了普 通发泡胶易碎、变形、回复性差的 缺点。具有隔水防潮、防震、隔音 、保温、可塑性能佳、韧性强、循 环再造、环保、抗撞力强等诸多优 点，亦具有很好的抗化学性能。是 传统包装材料的理想替代品。
二 聚丙烯（PP）
• 聚酰胺（PA）
• 蜜胺塑料（ME）
• ABS树脂
第三节 塑料包装材料及其包装容器 第二部分 食品包装常用的塑料树脂
一 聚乙烯（PE）
一 PE
线性结构：
阻透性：水湿性好，阻气、油差 力学性：抗拉、撕 稳定性：耐低温，高温差，耐酸碱 安全卫生：良 印刷性：差
类别：LDPE、HDPE、LLDPE 应用：
采用模拟溶媒溶出试验来测定塑料包装材料中的有毒物质溶出量，并进行 毒性实验，以获得材料无毒性的评价。
种类
名称
使用范围
最大使用量（%） 备注
增塑料剂 稳定剂
磷酸二苯异 酯(DPOP)
食品包装材料
40
源自文库
环氧大豆油 硬脂酸钙
食品包装材料 塑料
正常生产需要 5.0
不得长期接触油脂的制品 还可做稳定剂
第三节 塑料包装材料及其包装容器
高分子聚合物的大分子聚集态: 无定型聚合物(非晶态结构) 结晶型聚合物
高分子聚合物是
否能结晶及结晶度 大小对其性能有很 大影响
外力拉伸使高分子聚合物沿着拉伸方向定
向排列而提高聚合物结晶度
(四)高分子聚合物的物态及其相应性能
高分子聚合物在不同温度下分别呈现为玻璃态、
高弹态、黏流态
体型高分子聚合物 没有高弹态和黏流态 受热后仍保持坚硬状态，当加热达到一定高温度
高密度聚乙烯 (HDPE) high density polyethylene
• [性能特点] • 强度、耐热性好，最高温度可达120℃ • 透明性、弹性和加工性能较差，阻气性差，光泽度低，印 刷前需表面处理。
• [适用性] • 集装箱、托盘，大型桶用于鲜奶、化工产品等周转包装， 瓶用酸奶、洗涤液漂白剂包装，瓶盖、瓶塞等容器附件。
线型低密度聚乙烯（LLDPE） lineal low density polyethylene
• [性能特点] • 抗冲击强度、耐应力开裂性与高密度聚乙烯相近，而透 明度、硬度和加工性能则在高密度和低密度聚乙烯之间 。伸长率和耐穿刺性是各种聚乙烯中最好的
• [适用性] • 特别适宜作包装薄膜，其厚度可比低密度聚乙烯减薄 20％，是一种很有发展前途的塑料包装材料。
线性结构 大分子侧基—CH3。无极
性，但在主链上的分布将 影响分子的结晶性。
密度为0.90—0.919／
cm3。
是目前最轻的食品包装用
塑料材料。
PP的主要包装特性
阻隔性：阻隔性优于PE，但仍然较差 ； 化学稳定性：化学稳定性优良，在一定的温度范围内对酸碱 盐及许多溶剂等有稳定性 ；不耐芳香族和氯化氢溶剂。 机械力学性能：机械性能较好，具有强度、硬度和刚性均高 于PE ； 温度适应性：耐热性好100—120℃可长期使用，但耐低温 性较差 -17 ℃变脆； 加工性：透明度高，光泽度好，成型加工性能良好，热封性 较好，但比PE差，印刷性差；
七 聚酰胺（PA）
聚酰胺通称尼龙Ny(Nylon)，是分子主链上含
大量酰胺基团结构(-NHCO-)的线型结晶型高聚物。
PA的分类
脂肪族PA PA的分类 芳香族PA
p型聚酰胺 mp型聚酰胺
透明PA
脂肪族PA的应用与改性
PA的 优点
强而韧 质硬 耐磨 自润滑 耐腐蚀 耐油
PA的 ——耐热 缺点 性不高
低密度聚乙烯(LDPE) low density polyethylene
• [性能特点]
低密度聚乙烯的加工性能好，有较好的透明性，但气密性差， 抗张强度较代，且耐热温度不高，耐化学药品性、耐溶剂性也 不及高密度聚乙烯，且容易吸收油脂溶胀，使制品发粘。
• [适用性]
• 吹塑瓶、挤压软管用于调味品、药品等包装 • 瓶盖、瓶塞等容器附件 • 各种包装薄膜、容器和泡沫塑料缓冲材料。
时聚合物被分解破坏。
二塑料的组成和分类
（一）塑料的组成
塑料是以合成的或天然的高分子化合物如天然树脂、 合成树脂等为主要成分，并配以一定的助剂改善其 性能，经加工可塑成型，并在常温下保持其形状不 变的材料。
添加剂
增塑剂 稳定剂 填充剂
增强剂 着色剂 润滑剂
（二）塑料的分类
热塑性塑料——加热时可以塑制成型，冷却后固化
• [适用性] • 主要用于制作包装容器和薄膜，因具有良好的气密性、耐热性和 耐寒性，所以聚酯薄膜适用于冷冻食品和蒸煮食品的包装。聚酯 瓶则大量用于饮料的包装
十一 可降解塑料
1．生物可降解塑料
生物可降解塑料指能够为微生物分解的塑料，
分解的产物为CO2、H2O或一些低分子化合 物。 2．光降解塑料
光降解塑料指光照作用下能降解的塑料，是
第二部分 食品包装常用的塑料树脂
• 聚乙烯 (PE）
• 聚乙烯醇（PVA）
• 聚丙烯（PP）
• 乙烯－醋酸乙烯共聚（EVA）
• 聚苯乙烯（PS）
• 聚碳酸酯（PC）
• 聚氯乙烯（PVC）
• 聚氨基甲酸酯（PVP）
• 聚对苯二甲酸乙二醇（PET）• 酚醛塑料（PE）
• 聚偏二氯乙烯 （PVDC） • 脲醛塑料（UF）
湿量的增多而使强度降低
（4）耐高温性能优良，耐低温性能较差 （5）卫生安全性好。
九 聚碳酸酯（PC）
有很好的透明性和机械性能，尤其是低温
抗冲击性能，是一种非常优良的包装材料， 但因价格贵而限制它的广泛应用。
包装上注塑成盆、盒，吹塑成瓶、罐等各
种韧性高、透明性好、耐弱酸、耐弱碱、耐 中性油、耐热又耐寒的产品，用途较广。
包装特性：对于PVDC，由于其分子间凝集力强，结晶
度高，PVDC分子中的氯原子有疏水性，不会形成氢键，氧分 子和水分子很难在PVDC分子中移动，从而使其具有优良的阻 氧性和阻湿性，且其阻氧性不受周围环境湿度的影响。也就是 说，在任何温度或湿度条件下，兼具卓越的阻隔水汽、氧气、 气味和香味的能力，是目前公认的在阻隔性方面综合性能最好 的塑料包装材料。
一 高分子聚合物塑料的基本知识
(一)高分子聚合物的基本概念
由人工合成的高分子化合物称为合成树脂，又称 高聚物或聚合物。合成树脂是塑料的主要成分， 它在塑料中起胶结作用，塑料的性质主要取决于 所采用的合成树脂。
(二)高分子聚合物大分子的结构及构象
高分子聚合物内大分子之间是靠物理吸引
力相互结合而构成物体，这一结合力称为次 价键力。包括范德华力和氢键两种。
食品包装材料及制品
第三节 塑料包装材料及包装制品
第一部分 概述 第二部分 食品包装常用的塑料树脂 第三部分 软塑料包装材料 第四部分 塑料包装容器及制品 第五部分 塑料包装材料的选用
第一部分 概述 一 塑料包装行业的发展趋势 二 高分子聚合物塑料的基本知识 三 塑料的组成和分类 四 塑料的主要包装性能指标
冲击强度
撕裂强度
• 卫生安全性
食品包装用塑料的安全卫生性主要涉及：一是树脂本身的毒性(PVC，它的 单体氯乙烯有致畸突变作用 )；二是塑料加工过程中使用的各种助剂的毒性。 我国对食品包装材料用加工助剂的管理实行许可制度，GB 9685-2008中规定 了食品包装容器、包装材料用助剂的品种（20大类，共65种）、使用范围和 最大使用量。要添加新的助剂，必须进行重新审批，否则为违规行为。
一 塑料包装行业的发展趋势
(一)世界塑料包装材料发展展望
塑料在包装工业中成为需求增长量最快的材料之一。
(二)国内塑料包装材料发展趋势
<1>高阻隔性、多功能性薄膜正在向新的技术水平发展 <2>多层共挤技术的发展，改变了功能性薄膜和容器的产品结构， 适应了市场需求 <3>蔬果保鲜包装薄膜市场前景广阔（聚乙烯薄膜和聚丙烯薄膜 ） <4>塑料饮料瓶市场潜伏着诱人商机 <5>啤酒塑料包装瓶的应用已是春在枝头 <6>饮水包装瓶(桶)的市场（PVC/PET/PC）