塑料包装材料与制品( 概述).ppt

一、塑料在包装中的地位及其特点,（一）在包装中的地位：（二）塑料作为包装材料与纸、木材、金属等包装材料相比，具有以下优点：1）透明度好，内装物可以看清。2）具有一定的物理强度。3）防潮、防水性能好。4）具有良好的耐腐蚀性。5）便于成型、加工。6）耐污染、包装物卫生。7）价格较便宜。,二高分子材料的基础知识,（一）塑料的基本概念及组成塑料是一种高分子聚合物，以树脂为基本成分，再加入一些改善其性能的各种添加剂制成的高分子材料。,（一）塑料的基本概念及组成,高分子是指它的分子量在104106以上的大分子物质，所含的原子数可以高达几百万个。虽然它分子量很大，但它的化学组成却并不复杂，它往往是由一种或几种简单的化合物（单体）以某种形式重复而形成聚合体。,（一）塑料的基本概念及组成,链节：高分子聚合物大分子是由一些基本的单元结构重复连接而成的，该单元结构称为链节。聚合度：大分子重复链节的数目。,如果已知链节的分子量和聚合度，可知大分子的分子量。M=mnM大分子的分子量；m链节的分子量；n大分子的聚合度。,1）线型聚合物：各链节彼此相连成长链分子的形状，通常它的形状是卷曲的，如聚丙烯等。2）支链型聚合物：在聚合物分子链上带有支链，支链的长短和数量可以不同，甚至支链上还有支链，如高压聚乙烯等。凡是具有线型结构或轻度支链型结构的聚合物，受热后逐渐变软而熔融，冷却后硬固，再次加热又可熔融软化，这类聚合物称为热塑性聚合物，例如常用的聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。,3）体型聚合物：它是由线型或支链型混合物间以化学键交联而成的，它具有空间网状结构。凡具有体型结构，在一定温度下能变成粘流态，经过一定时间加热成型后，不因再度加热而软化熔融的聚合物，称为热固性聚合物。例如酚醛树脂、环氧树脂等。,（四）结晶聚合物及其特点,结晶聚合物由“晶区”（分子作有规则紧密排列的区域）和“非晶区”（分子处于无序状态的区域）所组成，晶区所占的质量百分数，称为结晶度。,半结晶高聚物分子模型,结晶聚合物的特点：,1）聚合物结晶是不完全的，故引入了结晶度的概念。2）结晶聚合物没有一个确定的熔点温度，而是在一定的温度范围内熔化，这一范围叫熔程。常取完全熔化时的温度为熔点，而无机低分子晶体的熔点是一个确定的温度值。3）拉伸可以使缠绕的分子或微晶沿受力方向取向，因而有利于聚合物结晶并提高熔点。,（五）聚合物分子链的柔顺性,定义：由于CC键的内旋转、振动及其它各种形式的热运动，分子链可以弯折、缠绕、卷曲成不规则的形状，分子两端间的距离可以比分子本身的长度小得多。单键的内旋转频率很高，无规则线团的形态在不断地变化着，在拉伸时分子链被拉而扩展伸长，当外力消除后又卷曲收缩，显得十分柔顺，这种性能叫做聚合物分子链的柔顺性。,1、线性非晶态聚合物的物理状态,1）玻璃态：在温度较低时，分子热运动能量较小，不足以克服分子间的相互作用力，因此整个分子链的活动基本停止，就连链段的内旋转运动也处于被冻结状态，这种状态所表现的力学性质和小分子的玻璃差不多，故称为玻璃态。玻璃态与高弹态之间的转变，称为玻璃化转变，对应的转变温度为玻璃化转变温度，简称玻璃化温度，用Tg表示(见图)。玻璃化温度是塑料使用的最高温度。当温度进一步降低，达到一定的温度Tx时，在外力作用下，大分子链断裂，这个温度称为脆点。它是塑料制品使用的最低温度。,1、线性非晶态聚合物的物理状态,2）高弹态：当温度高于玻璃化温度时，聚合物的链段可以比较自由地旋转，把链的一部分卷曲起来或伸展开来，这种状态为高弹态。聚合物在高弹态时，受到拉伸力时，分子链可从卷曲状态变到伸展状态，因而表现在宏观上可以发生很大的形变。一旦除去外力，分子链又通过单键的内旋转和链段运动回复到原来的卷曲状态，在宏观上表现为弹性回缩。这种所需外力小，而形变量却大得多的力学性质称为高弹性。,1、线性非晶态聚合物的物理状态,3）粘流态：当温度升高到粘流温度Tf时，整个分子能够移动，这时的状态称为粘流态。这时聚合物在外力作用下便发生粘性流动，它是整个分子链互相滑动的宏观表现。这种流动同低分子液体流动相类似，是不可逆的形变，外力除去后，变形不能自发恢复。对于塑料的成型过程和热熔型粘合剂的涂布几乎都需要达到粘流态。,2结晶性聚合物的物理状态,一般结晶度高的聚合物，大分子链受晶格能的束缚，链段难于自由运动，只能处于玻璃态，如图所示，结晶性聚合物在玻璃化温度Tg以上时，仍不能转化高弹态，只有“硬”、“软”玻璃态之分，这便扩大了塑料的使用范围。当温度升到熔点温度Tm附近或更高时，大分子热运动突破晶格结构的限制，便软化熔融为粘流态。这种情况下，熔点温度也就是粘流温度：Tm=Tf。如果结晶性聚合物的分子量极大，到达熔点时，先转变为无定形的高弹态，只有温度再上升时，才转变为粘流态。,三高分子材料的分类和命名,（一）分类1、按热性能分类：塑料可以分为热塑性塑料和热固性塑料两类。,（一）分类,1、按热性能分类：热塑性塑料是线性和支链型聚合物。塑料加工时，原料受热后逐渐变软而熔融，借助压力的作用可制成一定形状的制品。塑料受热熔融，冷却后凝固，再次加热又可软化熔融重新制成产品。材料的化学结构基本上不起变化，这一类塑料称之为热塑性塑料。常用的热塑性塑料有：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等等。热固性塑料是在一定温度下能变成粘流状态，但是经过一定时间加热塑制成型后，不因再度加热而软化熔融。这是因为在成型过程中聚合物分子之间发生了化学反应，形成了交联网状结构，使之成为不溶不熔的固态，所以只能塑制一次，这类塑料称为热固性塑料。常用的热固性塑料有：酚醛树脂、脲醛树脂、环氧树脂等等。,三高分子材料的分类和命名,2、按用途分类：按用途不同，塑料可以分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。,（二）高分子材料的命名,1、化学名称实际上，最常采用的是通俗命名法。根据原始材料(单体)的名称，按照下述简单的规则来命名：单体名称聚合物名称X聚XXY聚（XY）例如：乙烯聚乙烯氯乙烯聚氯乙烯共聚物：单体名称：X、Y；聚合物名称：XY共聚物。例如：丙烯腈与苯乙烯共聚，称之为丙烯腈苯乙烯共聚物。,2、商品名称或习惯名称：商品名称或习惯名