食品包装学-第三章

第三章食品包装用塑料材料及其制品

第一节塑料的组成、分类和主要包装性能指标

第二节食品包装用塑料

第三节软塑包装材料

第四节塑料包装容器及制品

塑料材料用于食品包装的优缺点

优点：

1、重量轻，方便运输、销售；

2、化学稳定性好，耐一定的酸、碱、盐及油脂；

3、包装制品的成型加工性好，可加工成薄膜、片材、丝、带、

编织物及各种容器；

4、透明，易着色、印刷，且装饰效果好；

5、有一定的阻透性和一定的强度，有良好的封合性；

6、良好的复合性，构成性能更好的复合材料；

7、大多数塑料材料可达到食品对包装的卫生安全性的要求；

8、能适应各种包装操作。

缺点：

1、易带静电，因此已造成包装表面的污染和某些操作上的困难；

2、某些塑料存在有毒物质的污染；

3、包装废弃物的回收和处理目前还存在着较大的问题。

第一节塑料的组成、分类和主要包装性能指标

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，再加入一些用来改善性能的各种添加剂制成的高分子材料。

（一）、聚合物树脂

树脂在塑料中约占40—90%。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、氨基树脂等。

（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%。碳酸钙、陶土、滑石粉、石棉、硫酸钙。

2、增塑剂：提高树脂可塑性和柔软性的添加剂。有机低分子物质（DOP）。

3、稳定剂：是为提高树脂的抗老化性能。抗氧化剂、光稳定剂和热稳定剂。

4、润滑剂：塑料制品成型加工时易脱模，同时使制品表面光亮美观。

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、阻燃剂等。

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。

（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。

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、机械性能；3、稳定性。

1、阻透性：主要包括抗透光性、阻气、湿、水透过性能等。

(1)透光度：%。

(2)透气度与透气系数：1m2面积24h所透过气体量;单位时间单位压差下透过单位面积和厚度材料的气体量。

(3)透湿度与透湿系数：1m2面积24h所透过水蒸气量;单位时间单位压差下透过单位面积和厚度材料的水蒸气质量。

(4)透水度与透水系数：1m2面积24h所透过水分质量;单位时间单位压差下透过单位面积和厚度材料的水分质量。

2、机械性能：在外力作用下，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。

（3）爆破强度：使塑料薄膜袋破裂所施加的最小内压应力。

（4）冲击强度：材料抵抗冲击力作用而不破坏的性能。

（5）撕裂强度：材料沿缺口连续撕裂破坏的性能。

（6）戳刺强度：材料被尖锐物刺破所需的最小力。

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。

主要包括耐高温性、耐低温性、耐油性、耐老化性等。

（二）卫生安全性

1、无毒性

2、抗生物侵入性：虫害侵害率:平均周次虫害入侵率：昆虫个数/周。

第二节食品包装用塑料

一、聚乙烯塑料（PE）

主要组成成分是聚乙烯树脂，加少量的润滑剂、抗老化剂等添加剂。聚乙烯是无臭、无毒、外观呈乳白色的蜡状固体。比重0.91—0.97。

（一）主要包装特性

1、阻透性：阻水、阻湿性能好，但阻气和阻有机蒸汽性能差；

2、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，但可能膨胀，耐油性差。

3、机械性能：有一定的抗拉强度和撕裂强度，柔韧性能良好。

4、耐高、低温性：耐低温性很好，能适应食品冷藏冷冻需要；但因溶点低，耐高温性能差，不能随食品蒸煮。

5、光学性能：光泽度、透明度不高；

6、成型加工性：成型方便

7、热封性：热封性能较好

8、印刷性：印刷性能差，需改善其印刷性。

9、卫生安全性：无毒，可直接接触食品。

（二）聚乙烯的主要品种

1、高压低密度聚乙烯（LDPE）

在高压和较高温度条件下聚合的聚乙烯，密度0.91—0.92,，阻气、阻油性、抗拉性低，但延伸性、抗撕裂性、耐冲击性好，透明性高。用于制成薄膜材料包装一般食品。

2、中压中密度聚乙烯（MDPE）

密度0.92—0.94。

3、低压高密度聚乙烯（HDPE）

密度0.94—0.96。由于密度高，其强度、阻气性提高。但柔韧性、透明性、热成型性有所降低，可制成瓶罐容器和重包装薄膜袋。

4、线性低密度聚乙烯（LLDPE）

主要制成薄膜材料用于包装肉类、冷冻鸡和奶制品。

二、聚丙烯塑料（PP）

主要成分是聚丙烯树脂

主要包装特性：

阻透性能优于PE，但因分子无极性，阻气性较差；化学稳定性良好，对酸、碱、盐及许多溶剂具稳定性；机械性能好，强度、硬度、刚性高于PE；耐高温优良，可在100—120℃长期使用。耐低温性比PE差，-17℃性能变脆；光泽度高，透明度高；热封性比PE差，但比其它塑料要好；印刷性差，印刷前须经处理；抗紫外光、抗老化性较差；卫生安全性高于PE。

主要用途：

聚丙烯主要制成薄膜材料包装食品，可替代玻璃纸（PT），耐水、阻湿比PT好，透明性、耐撕裂性不低于PT，但印刷性比其差，但成本可低40%。聚丙烯薄膜经定向拉伸处理（OPP）后比普通薄膜（CPP）各种性能都有明显提高，尤其是双向拉伸薄膜（BOPP）。PP 可制成热收缩薄膜，用于食品热收缩包装；也可制成瓶罐容器及捆扎绳、带等。

三、聚苯乙烯塑料（PS）

组成聚苯乙烯塑料的聚苯乙烯树脂是由苯乙烯单体加聚合成的。

包装特性：

阻湿、阻气性能差，阻湿性低于PE；耐一般酸、碱、盐、有机酸、低级醇；机械性能好，具有较高刚硬性能，但脆性大；光学性能优良，透明度高，光泽性好；耐热性能不高（60-80℃），耐低温性能好；粘流化温度低，易成型加工；无味、无毒、无臭、不易长霉、卫生安全性好。

主要用途：

主要制成食品盒、水果盘、小餐具、冷饮杯；聚苯乙烯的发泡制品可用作保温及缓冲包装材料。

四、聚氯乙烯塑料（PVC）

聚氯乙烯塑料由聚氯乙烯树脂为主在加入增塑剂、稳定剂等添加剂组成。

包装特性：

1、阻气、阻油性优于PE；阻湿性不如PE。硬质PVC阻透性优于软质PVC；

2、化学稳定性优良；

3、机械性能好，硬质PVC有很好的拉伸性和刚硬性，软质PVC抗拉强度相对低，但柔韧性和撕裂强度相对PE较高；

4、耐高、低温性不佳，一般使用温度（-15-55℃）；

5、着色性、印刷性和热封性较好；

6、透光性、光泽度比PE更好；

7、卫生安全性：聚氯乙烯树脂本身是一种无毒聚合物，但单体氯乙烯有麻醉作用。应严格控制材料中氯乙烯单体残留量，要求成型制品在1ppm以下。PVC塑料中的稳定剂、增塑剂是另外的不安全因素；

主要用途：