第4章塑料包装材料及其包装容器

六、聚偏二氯乙烯（PVDC） n 由偏二氯乙烯以过氧化物或偶氮化合物为引发剂经自由
基聚合制备。
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n 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。
n 包装特性： 阻隔性很高，且受环境温度影响较小，耐高温性能良好，
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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） n 具有分支较多的线型大分子结构，结晶度较低，密度也
低（0.91～0.94 g/cm3）。 n 特点：阻隔性差，机械强度也低，但延伸性、抗撕裂性
和耐冲击性好，透明度较高，加工性和热封性好，柔软 性好，耐低温。 n 用途：制成薄膜，用于干制品的防潮包装和冷冻食品的 包装，蔬菜的保鲜包装，复合材料的热封层，热收缩包 装。
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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。
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n 特点： n PS透明度高，有很好的光泽。 n 质地坚硬，脆性大，耐冲击性差。 n 成型加工性好，易着色和表面印刷， n 无毒、无味，卫生安全性好，可用于食品包装，但PS
二、聚丙烯（PP）
• 大分子侧基-CH3。无极性。 •密度为0.90—0.919/cm3。 •是目前最轻的食品包装用塑料
材料。
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1．PP的主要包装特性
n 阻隔性：阻隔性优于PE，但仍然较差 ； n 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 ； n 机械力学性能：机械性能较好，具有强度、硬度和刚性
适用于高温杀菌和低温冷藏； 化学稳定性很好，不易受酸、碱和普通有机溶剂的侵蚀； 透明性、光泽性良好； 热封性能较差，薄膜封口强度低，一般要采用高频或脉
冲热封合，也可采用铝丝结扎封口； 加工成型困难。
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七、聚酰胺（PA）（俗称尼龙）
性能特点： n 阻气性优良，分子极性较强，是一种典型的亲水性聚合
氨基酸酯等。
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二、塑料中常用的添加剂
1、填充剂： 弥补树脂某些性能的不足，以改善塑 料的使用性能。用量一般为20— 50%。
2、增塑剂： 提高树脂可塑性和柔软性的添加剂。
3、稳定剂： 是为提高树脂的抗老化性能。
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4、润滑剂： 塑料制品成型加工时易脱模，同时使
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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。 （4）撕裂强度： 材料沿缺口连续撕裂破坏的性能。 （5）戳刺强度： 材料被尖锐物刺破所需的最小力。
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3、稳定性
材料抵抗环境因素（温度、介质、光等）的影 响而保持其原有性能的能力。 主要包括: （1）耐高低温性:
制品表面光亮美观。 5、固化剂：
用于热固性塑料，使其耐热、坚硬。 6、其他添加剂：
发泡剂、抗静电剂、着色剂、阻百度文库剂等。
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二、塑料的分类
（一）热塑性塑料（thermoplastic)
热塑性塑料主要是加聚树脂为基料，加入少量添加剂而 构成。
优点： 受热易软化，冷却即变硬，加热冷却可重复多次，其基 本性能不变。成型加工简单，包装性能良好，废料可回收再 成型； 缺点： 刚硬性低，耐热性不高。
• 卫生安全性好。大量用于食品的包装，与PE、CPP等 复合，提高防潮和热封性能，可用于肉类制品的高温蒸 煮包装和深度冷冻包装。
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八、聚乙烯醇（PVA） n 阻气性优良，分子极性较强，是一种典型的亲水性聚合
物，阻湿性差，吸水性强，且随吸水量的增加而溶胀， 其阻气阻湿性能显著下降。 n 化学稳定性良好，透明度、光泽性和印刷性良好 n 机械性能良好，强度较高，但随着吸湿量的增多而使强 度降低 n 耐高温性能优良，耐低温性能较差 •卫生安全性好。可直接用于包装含油食品 和风味食品，吸湿性强，不能用于防潮包 装，可与其他材料复合使用。
温）； n 印刷性能较好； n 卫生安全性好。 n 应用：包装含油及肉类制品；通过定向拉伸，用作食品
的收缩包装；以PET为基材的复合膜可用于蒸煮食品包 装、冷冻食品包装；目前大量用于饮料包装瓶。
第4章塑料包装材料及其 包装容器
2020/11/26
第4章塑料包装材料及其包装容器
第一节： 塑料的组成、分类和主要包装性能指标
n 塑料用作包装材料是现代包装技术发展的 重要标志。
n 塑料及其复合包装材料因原材料来源丰富、 成本低廉、性能优良、流通使用方便，成 为近40年来世界上发展最快、用量巨大的 包装材料。
3、印刷适应性 印刷油墨与塑料的相容性，印刷精度、清晰度， 印刷层耐磨性等。
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第二节： 食品包装常用的塑料树脂
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一、聚乙烯（PE） 聚乙烯树脂是由乙烯单体经加成聚合而成的高分子化合
物，无毒，外观呈乳白色蜡状固体. 聚乙烯塑料由PE树脂加入少量的润滑剂和抗氧化剂等
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。 n 可制成薄膜、瓶和泡沫塑料。
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四、K-树脂
n K-树脂是以苯乙烯、丁二烯为单体，以烷基锂为引发剂， 采用阴离子溶液聚合技术合成的一种嵌段共聚物。 是 一种具有良好抗冲击性能的聚苯乙烯类透明树脂。
n 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。
添加剂构成。
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1．PE的包装性能
n 阻隔性：阻水阻湿性好，但有一定的透气性； n 化学稳定性：具有良好化学稳定性，常温下与一般酸碱
不起作用，但耐油性稍差； n 机械力学性能：有一定的机械抗拉和抗撕裂强度，柔韧
性好； n 温度适应性：耐低温性好，但耐高温性能差； n 加工性：易加工成型，热封性好，但印刷性能较差； n 卫生安全性：卫生安全性好。
n 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。
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五、聚氯乙烯（PVC） n 聚氯乙烯塑料以聚氯乙烯树脂为主体，加入增塑剂﹑稳
定剂等添加剂混合组成，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。
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（二）热固性塑料(thermosetting plastic)
热固性塑料主要以缩聚树脂为基料，在加入填料、固化剂 及其他添加剂而构成。在一定温度下经一定时间固化，再次受热， 只能分解，不能软化，因此不能反复塑制成型。
优点： 耐热性好、刚硬、不熔等 缺点： 较脆且不能反复成型。
均高于PE ； n 温度适应性：耐热性好，但耐低温性较差 ； n 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； n 卫生安全性：卫生安全，符合食品包装要求 。
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2．应用 n PP主要制成薄膜应用，可制成热收缩膜进行热收缩
包装；也可制成透明的其他包装容器（如瓶），在食 品包装上用途广泛。
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（二） 卫生安全性
1、无毒性 塑料由于其成分组成、材料制造、成型加 工以及与之相接触的食品之间的相互关系等 原因，存在着有毒物的溶出和对食品的污染 问题。
2、抗生物侵入性 （1）虫害侵害率 （2）虫害入侵率
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（三）加工工艺性及主要性能指标
n 用途：薄膜包装食品，复合膜的热封层，较高温度杀菌 食品的包装。
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（3）线型低密度聚乙烯（LLDPE） n 大分子支链长度和数量介于LDPE和HDPE之间。 n 特点：具有比LDPE优的强度性能，抗拉强度提高了
50%，而柔韧性比HDPE好，加工性能也较好。
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九、聚酯（PET） n PET是聚对苯二甲酸乙二酯的简称，俗称涤纶。PET用
于食品的包装有多种优良包装特性：
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n 优良的阻气、阻湿、阻油等高阻隔性； n 化学稳定性好； n 具有极高的强度性能，具有良好的抗拉、抗冲击强度，
耐磨、耐折叠； n 优良的温度适应性（120℃下能长期使用，可耐-70℃低
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n 性能特点：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。
n 安全性：单体残留；铅盐、铬盐等较强毒性的稳定剂； 邻苯二甲酸二辛酯增塑剂。
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n 优点： n 具有许多优良的物理性能（强度、弹性、
耐折、阻隔性等），化学稳定性好，质轻， 易加工成型等。 n 致命缺陷： n 某些塑料材料存在着卫生安全方面问题； n 塑料包装废弃物对环境污染的问题。
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一、塑料的组成
塑料是以一种高分子聚合物---树脂为基本成 分，在加入一些用来改善性能的各种添加剂制成的 高分子材料。
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2、机械性能：
在外力作用下的材料表现出抵抗外力而不发生变形和 破坏的性能。
（1）刚性： 材料具有抵抗外力作用而不发生 弹性变形的性能称 为刚性。 （2）抗张强度、抗压强度、抗弯强度： 材料在拉、压、弯力缓慢作用下不破坏时，单位受力 截面所能承受的最大力分别为材料的抗张、抗压、抗弯强度。
其中树脂是最主要的组分，也是决定塑料类型、 性能和用途的根本因素。
塑料=树脂+添加剂
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（一）聚合物树脂
树脂在塑料中约占40—100%。目前塑料中所 用树脂基本上是人工合成的高分子聚合物。 按合成方法可分为: 1、加聚树脂：聚乙烯、聚丙
烯、聚氯乙烯树脂等; 2、缩聚树脂：酚醛、环氧、
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三、塑料材料主要包装性能指标
（一）主要保护性能及其指标
➢1. 阻透性 ➢2. 机械力学性能 ➢3. 稳定性
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1、阻透性：
主要包括对水分、水蒸气、气体、光线的阻 隔性能。 指标： （1）透气度(Qg)与透气系数(Pg) （2）透湿度(Qv)与透湿系数(Pv) （3）透水度(Qw)与透水系数(Pw) （4）透光度(T)
物，阻湿性差，吸水性强，且随吸水量的增加而溶胀， 其阻气阻湿性能显著下降。 n 化学稳定性良好 n 抗拉强度较大，但随着吸湿量的增多而使强度降低 n 耐高低温性能优良，正常使用温度范围在-60～130℃， 短时耐200℃
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• 成型加工性能较好，但热封性不良（180～190℃）， 一般用于复合材料。
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（2）高密度聚乙烯（HDPE）
n 大分子呈直链线型结构，分子结合紧密，结晶度高达 85～95%，密度为0.94～0.96g/cm3。
n 特点：具有较高的机械强度、硬度和优良的耐热性能。 其耐溶剂性、阻气、阻湿性均优于LDPE。但柔韧性、 透明性、热成型加工性能有所下降。
温度升高，塑料材料的强度刚性明显降低， （耐高温性能用温度为指标来表示）。
温度降低，会使塑料的塑性和韧性下降而变脆 （耐低温性用脆化温度表示）。
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3、稳定性
（2）耐化学性 指塑料在化学介质中的耐受程度，主要是
塑料在介质中经一定时间后的质量、体积、 强度、色泽等的变化情况。 （3）抗老化性 指塑料在加工、贮存、使用过程中受到光、 热、氧、水、生物等外界因素作用下，保持 其化学结构和原有性能而不破坏的能力。
1、包装制品成型加工性 表示其成型性好坏的主要指标：
（1）熔融指数（MI） （2）成型温度及温度范围 （3）成型压力（MPa） （4）塑料热成型时的流动性 （5）成型收缩力
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2、包装操作工艺性 （1）机械性能 包装强度、刚性等； （2）热封性能 包括热封温度、封合压力、热封 强度等。