塑料包装材料常用树脂.ppt

包装材料学,金海霞九江学院机械材料学院,Next,Back,加聚合成树脂类塑料,一、聚乙烯,二、聚丙烯,三、乙烯共聚物,四、聚氯乙烯,五、聚偏二氯乙烯,六、聚苯乙烯,七、聚乙烯醇,八、聚丙烯腈共聚物,包装材料学,Next,Back,CH2CH2n,分子结构最简单价廉产量最大用量最大,单体生成原理：乙醇脱水、乙炔加氢、工业废气和天然气中分离乙烯等方法得到乙烯单体。目前取得大量乙烯的主要方法是由石油烷烃裂解后，分离精制而得。,一、聚乙烯PolyethylenePE,包装材料学,包装材料学,乳白色，半透明或不透明蜡状固体，无味，无毒，密度较低（比水轻）。易燃，无自熄性，上黄下蓝火焰，燃烧时有熔滴，气味为石蜡气味。,聚乙烯PolyethylenePE,（1）识别特征,Next,Back,包装材料学,聚乙烯PolyethylenePE,Next,Back,包装材料学,（2）结构与性能关系,聚乙烯PolyethylenePE,Next,Back,包装材料学,分子内链易转移，支链较多，结晶度低，密度低，冷却后收缩率高。柔韧可延展材料，具较好的透明性和加工性能。抗张强度较低，耐热变形温度不高。耐化学药品性、耐溶剂性以及耐油性均不HDPE，易吸收油脂而溶胀，使制品发粘。易成型加工，且成本较低。高内聚性（粘连）。,聚乙烯PolyethylenePE,（3）聚乙烯的品种及性能,a.LDPE性能：,Next,Back,包装材料学,聚乙烯PolyethylenePE,a.LDPE用途：,Next,Back,包装材料学,聚乙烯PolyethylenePE,Next,Back,包装材料学,聚乙烯PolyethylenePE,Next,Back,包装材料学,不易链转移，直链型，结晶度高，密度大，性脆。坚韧的刚性材料，具较高的硬度、机械强度和耐热性。耐80C以下的大多数溶剂，且具有耐油性。透明性、弹性以及成型加工性能较差。,聚乙烯PolyethylenePE,b.HDPE性能：,Next,Back,包装材料学,适于制成瓶、罐、桶、箱等多种包装容器，以及对强度和耐热性要求较高的包装薄膜，袋子、捆扎绳、编织丝，电线、电缆。,聚乙烯PolyethylenePE,b.HDPE用途：,Next,Back,包装材料学,支链数较LDPE少，结晶度居LDPE与HDPE之间，是一种坚硬的材料。制品刚硬，强度较高，具有较好的抗应力开裂性。适于制成瓶、桶等包装容器。,聚乙烯PolyethylenePE,C.MDPE性能：,MDPE用途：,Next,Back,包装材料学,线性直链型分子结构，接近于HDPE，但密度又与LDPE相近。故兼具二者性能，也有其特性。结晶度近于LDPE，熔点比LDPE稍高，脆化温度比LDPE低3040C，故使用温度范围比LDPE要宽。抗冲击强度、耐应力开裂性与HDPE相近，而透明度、硬度和加工性能则在HDPE和LDPE之间。伸长率和耐穿刺性是PE中最好的。良好的热封合性。,d.LLDPE性能：,聚乙烯PolyethylenePE,Next,Back,包装材料学,特别适宜制作超薄包装薄膜、容器、液体包装。,LDPE：HDPE：LLDPE：,聚乙烯PolyethylenePE,d.LLDPE用途：,三种PE链结构比较：,包装材料学,玻璃纤维：抗张强度、抗冲击强度提高；伸长率显著下降。化学或辐射方法使之交联：网状结构，其抗张强度、耐热性、耐环境应力开裂性以及化学稳定性和耐老化性等均提高。,聚乙烯PolyethylenePE,（4）聚乙烯的改性,增强或交联：,Next,Back,乙烯醋酸乙烯酯共聚物（EVA）结晶性低，弹性、韧性提高，透明性提高，具较好的介电封焊性。,聚乙烯PolyethylenePE,共聚改：,包装材料学,Next,Back,包装材料学,CH2CHnCH3,单体生成方法：与LDPE相似，重油热变，自由基聚合。聚合：泥浆法，本体法，气相法。,二、聚丙烯PolypropylenePP,Next,Back,包装材料学,品种：,等规PP：可作为塑料、纤维、橡胶。间规PP：不单独作塑料使用，是一种很好的改性剂。广泛用在制作热熔胶、压敏胶、溶剂胶等包装用粘合剂上。,聚丙烯PolypropylenePP,Next,Back,包装材料学,聚丙烯PolypropylenePP,（1）识别特征,Next,Back,优良防潮性和抗水性，防止异味透过性较PE好，可以热封合。抗张强度、硬度、耐磨性均优于PE。尤其是具优良耐热性，在高温时抗张强度保留率高。极好的耐弯曲疲劳强度。能耐80C以下的酸、碱、盐溶液及大多数有机溶剂。,聚丙烯PolypropylenePP,（2）聚丙烯性能,包装材料学,优点：,Next,Back,包装材料学,耐老化性差（抗氧剂，UV吸收剂）。对Cu敏感（Cu抑制剂）。耐寒性差，低温抗冲性PE。气密性不良。某些氯代化合物、芳烃、高沸点脂肪酸能使PP发生溶胀并轻微侵蚀其表面。非极性材料，印刷性差。,聚丙烯PolypropylenePP,缺点：,Next,Back,包装材料学,高温蒸煮袋内层以及家庭用品和消毒医疗器械的包材。PP连体包装盒。化妆品、药品、洗涤剂物品的包装。广泛用于食品、饮料、等塑料周转箱、瓶子、编织袋、包装薄膜、打包带、捆扎绳以及泡沫塑料缓冲材料等。,聚丙烯PolypropylenePP,（3）用途,Next,Back,包装材料学,Next,Back,乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）(EthyleneVinylacetateCopolymer),识别特征：半透明或略带乳白色的固体，无毒。制法：类似于LDPE。,包装材料学,Next,Back,乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）(EthyleneVinylacetateCopolymer),包装材料学,（1）性能,包装材料学,弹性突出，很高的伸长率。耐应力开裂性、耐寒性及低温热封性PE。耐强碱、弱酸的侵蚀。防潮性LDPE，气密性不良，透明性不好。耐热性差。易受强酸等有机溶剂的侵蚀，能溶于芳烃或氯代烃，耐油性不良。,乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）(EthyleneVinylacetateCopolymer),Next,Back,包装材料学,复合材料的热封层（低温热封性）。吹塑容器也用于药品和食品的包装。,主要用作包装薄膜（因弹性好，做托盘的缠绕包装）。,乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）(EthyleneVinylacetateCopolymer),（2）用途,Next,Back,包装材料学,2.乙烯丙烯酸乙酯共聚物（EEA）(Ethylene/ethylAcrylateCopolymer),（CH2CH2）x(CH2CH)ynCOOC2H5,柔韧似橡胶的半透明固体。,高压游离基聚合原料：乙烯丙烯酸乙酯催化剂：氧、过氧化物接枝共聚游离基引发剂,Next,Back,包装材料学,2.乙烯丙烯酸乙酯共聚物（EEA）(Ethylene/ethylAcrylateCopolymer),结晶度比PE低，弹性大。耐低温性突出。优良的抗冲击性能和耐环境应力开裂性。耐老化性PE。良好的热粘合性，加工中热稳定性好，可做热熔粘合剂。耐热性、阻汽性PE。（交联、辐射）气密性不良，但PE包装薄膜及中空容器。,Next,Back,包装材料学,3.乙烯乙烯醇共聚物（EVOH）(EthyleneVinylAlcoholCopolymer),（CH2CH2）x(CH2CH)ynOH,有极性羟基，分子间作用力大，结晶度高，刚性、强度好。极佳隔氧、保香、耐酸及耐油性能，高阻隔性包材。吸湿、吸水性强，吸湿后使其阻隔性降低。,Next,Back,3.乙烯乙烯醇共聚物（EVOH）(EthyleneVinylAlcoholCopolymer),主要以薄膜形式用在包装上，常用作复合薄膜的阻隔层。,包装材料学,Next,Back,乙烯（丙烯）和丙烯酸（或甲基丙烯酸，马来酸等）的共聚物主链上引入金属离子进行交联而得。,（1）制法：,4、离子键聚合物Ionomer,包装材料学,Next,Back,性能类似于PE，但透明性好，热封性能极好。金属离子的引入使聚合物更强韧，加工过程中残余的金属离子使聚合物对其它材料有很好的粘合力。由于有离子键形成交联，使其具有介于弹性体和聚烯烃之间的韧性、弹性和柔软性。低温机械性能PE，PVC，-4037C内E变化小。耐应力开裂性、耐磨性、弹性PE。耐油、耐酸、碱和一般有机溶剂。,（2）性能：,优点：,4、离子键聚合物Ionomer,包装材料学,Next,Back,（2）性能：,缺点：,耐热性稍差，最高使用温度70C左右。由于离子键存在，不耐氧化性酸，烃类对其也有一定溶胀作用。吸水率较高，透湿率较PE大两倍，气密性不良。对UV敏感，需加入光稳定剂。,4、离子键聚合物Ionomer,包装材料学,Next,Back,可用作薄膜，用于油脂食品、带棱角物品的包装；用作复合材料的粘接层和热封层；也可制成容器用于油类及药品的包装。,（3）用途：,4、离子键聚合物Ionomer,包装材料学,Next,Back,（1）聚合方法：,包装材料学,Next,Back,无色、透明、坚韧树脂难燃，具自熄性，火焰上黄下绿，燃烧冒白烟，刺激性气味。,（2）识别特征：,包装材料学,Next,Back,较好的硬度和刚性，介电常数介电损耗PO。透明度高，表面光泽度高，优良机械性能、耐压性。硬质PVC具有较好的气密性、保香性、防潮性。可热封合，良好印刷性和难燃性。耐强酸、强碱、氧化剂和非极性溶剂。,（3）性质：,优点：,包装材料学,Next,Back,耐热性差。易受极性溶剂的侵蚀，可溶于氯化烃、某些酮类和酯类，溶胀于芳烃。硬质耐寒性较差，低温时易脆裂；软质增塑剂易外迁，有异味，有毒。,缺点：,包装材料学,Next,Back,无定形聚合物，无明显熔点，热稳定性差，需加入热稳定剂。为得到软制品，且降低熔融温度和熔体粘度，利于成型，可加入增塑剂。硬质PVC：机械性能优良，低温脆性。软质PVC：柔软性、伸长率、耐寒性、吸水性提高；密度、硬度、脆性、机械强度等降低。加入润滑剂：润滑、减少磨擦热，提高表面光泽度。可根据需要加入UV吸收剂、填充剂、着色剂等。,其性能主要与加入的加工助剂有关：,包装材料学,Next,Back,硬质包装容器、透明泡罩包装和软质包装薄膜以及泡沫塑料缓冲材料等；可用于矿泉水、食用油、调味品的包装；透明片材可经热成型制成各种薄壁包装容器，大量等于食品和药品的包装。,（3）用途：,包装材料学,Next,Back,包装材料学,Next,Back,VC/VDC（氯乙烯/偏二氯乙烯）,包装材料学,Next,Back,薄膜、纤维：VDC含量8095，悬浮法塑料、涂料、粘合剂：VDC含量70，乳液法,略带黄绿色的强韧、透明材料；难燃，有自熄性。,包装材料学,Next,Back,分子间力大，密度高，机械性能优良，韧性、抗冲击强度PVC。水蒸汽、气体、气味透过率低，优良的防潮、气密性和保香性，高阻隔性材料。耐酸、碱和多种溶剂，耐油性优良。自粘性（复合薄膜、粘合剂、涂料）。耐老化性差，易受热、UV影响而分解。残余单体有毒。,1.性能：,包装材料学,Next,Back,主要用作复合薄膜和涂布材料等，以充分发挥其阻隔性好的优点。,2.用途：,包装材料学,Next,Back,包装材料学,Next,Back,生产方法：本体聚合、溶液聚合、悬浮聚合和乳液聚合。,包装材料学,Next,Back,识别特征：无色透明，类似玻璃，敲击、落地有清脆金属声，密度近似水。易燃，无自熄性，火焰金黄色，冒大量油烟，燃烧时塑料软化，放出芳烃味。,包装材料学,Next,Back,（1）很好的透明性，仅次于有机玻璃，良好的光泽。（2）着色性和印刷性好。（3）熔融流动性好，易加工，成型收缩率低。（4）吸水率很低，尺寸稳定性好。（5）耐化学性较好。（6）性脆，耐冲击强度低。,1.性能：,包装材料学,Next,Back,（7）表面硬度小，易划痕磨毛。（8）成型中易产生内应力，易开裂（热处理）。（9）耐热性较差，连续使用温度6080度。（10）气密性和防潮性不良。（11）耐油性差，不耐烃类、酮类、高级脂肪酯，能溶于芳烃和氯代烃等。（12）未聚合的苯乙烯单体有一定毒性。,1.性能：,包装材料学,Next,Back,（1）广泛用于制作包装盒、杯、瓶等小型容器以及包装薄膜，用于食品、医药及日用品的包装；（2）大量用于制作泡沫塑料缓冲材料，保温容器等。,2.用途：,包装材料学,Next,Back,a.制法：苯乙烯少量合成橡胶（聚丁二烯橡胶、丁苯胶）接枝共聚本体悬浮法本体法混炼,（1）高抗冲性聚苯乙烯（HIPS）,3.改性：,包装材料学,Next,Back,白色或微黄色不透明的热塑性树脂，具PS的大多数优点：刚性好、易着色、易成型加工。抗冲击强度大大提高，拉伸强度和透明性降低。,主要用于制作包装容器，如薄杯、盘、乳品容器、冷藏食品容器以及多层复合包装材料等。,（1）高抗冲性聚苯乙烯（HIPS）,3.改性：,包装材料学,Next,Back,a.制法：丙烯腈丁二烯苯乙烯三元共聚物(CH2CH)x(CH2CHCHCH2)y(CH2CH)znCN乳液聚合本体聚合悬浮聚合混炼,（2）ABS树脂,3.改性：,包装材料学,Next,Back,（2）ABS树脂,不透明，象牙黄色，表面光洁，硬度高。燃烧缓慢，无自熄性，火焰黄色，冒黑烟，塑料表面有C黑，无熔滴，发出特殊气味。,b.识别特征：,3.改性：,包装材料学,Next,Back,（2）ABS树脂,兼具三者共性：坚韧、质硬、刚性、耐腐蚀。,耐强碱、弱酸、醇类、耐油性好；但不耐强酸、酮、醛。酯、某些氯代烃和芳烃。极易进行电镀金属化。耐气候老化性差。,c.性能：,3.改性：,包装材料学,（2）ABS树脂,d.用途：多用于制作电器产品的外壳；制造薄壁包装容器，用于食品的高档包装。,3.改性：,包装材料学,Next,Back,生产方法：聚醋酸乙烯酯水解（不是乙烯醇聚合而成）。识别特征：白色或奶黄色粉末，无毒，无味。,七、聚乙烯醇PolyvinylAlcoholPVA,包装材料学,Next,Back,（1）与母体聚醋酸乙烯酯的结构和水解程度有关：水解度高，溶解性低；解决PVA产品不耐水问题：经过高温热处理形成交联，可具耐水性；经醛处理生成不溶于水的聚乙烯醇缩醛；用适当有机物使其分子交联来提高耐水性；,七、聚乙烯醇PolyvinylAlcoholPVA,1.性能：,包装材料学,Next,Back,（2）极性化合物，良好的透明性和韧性。（3）对气体、有机化学试剂蒸汽的透过率极低，优良的气密性和保香性，高阻隔材料。（4）较好的机械强度，优良的耐应力开裂性、耐化学药品性和耐油性。（5）不易积累静电，印刷性能好，可以热封合。（6）透湿率、吸水性强，吸水后气密性和机械强度下降。（7）易受醇类、酯类等溶剂的侵蚀。,七、聚乙烯醇PolyvinylAlcoholPVA,1.性能：,包装材料学,Next,Back,（1）复合薄膜的阻隔层，食品包装（气密、保香）。（2）水溶性PVAL薄膜用于农药、消毒药品的计量包装。,七、聚乙烯醇PolyvinylAlc