塑料包装材料塑料包装材料的主要品种及性能ppt课件.ppt

1 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 包装材料学 2 塑料是由聚合物和各种助剂所组成 加入各种助剂的作用可概括为 改善成型工艺性能 改善制品的使用性能或降低成本 塑料中各种助剂的添加方式有 在合成树脂的后处理工艺中加入到树脂中 在成型加工时与树脂掺混 以及在成型制品后进行表面处理等 所以塑料助剂又称塑料加工助剂或添加剂 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 塑料的组成 概述 3 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 4 聚合物是塑料的主要成分 它决定了塑料制品的基本性能 在塑料制品中 聚合物应成为均一的连续相 其作用在于将各种助剂粘结成一个整体 使其具有一定的物理机械性能 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 聚合物 树脂 5 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 塑料添加剂的功能及其类别 6 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 1 所有添加剂必须要同塑料有良好的相容性 在树脂中易分散均匀 能长期稳定地均匀分散在树脂中 2 所有添加剂应在加工及使用的具体条件下呈化学惰性 不发生化学反应 不仅同合成树脂不发生化学反应 各助剂之间也不发生化学反应 3 各种添加剂耐久性要好 在塑料中不渗析 不迁移 不被萃取 不挥发 能长久地在塑料中起作用 塑料添加剂要求 7 4 添加剂在塑料中应容易分散均匀 添加剂颗粒应细小 颗粒愈细 表面积愈大 越易发挥添加剂的最大功能 颗粒细小易分散均匀 5 添加剂应具有良好的功能 应尽量选择具有协同效应的添加剂 这样可以更好地充分发挥其功能 6 添加剂应适用于树脂的加工条件 即 加工适应性要好 例如 加工及使用温度 不会发生分解 腐蚀设备 促使其他添加剂或树脂分解等不良作用 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 8 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 7 添加剂应适应制品的使用要求 例如 在同食品及药品接触的场合 则要求树脂及一切添加剂无毒 在要求透明性的使用场合 各种添加剂的透明性应好 添加后不会影响制品透明性等 8 添加剂要求价格便宜 货源充足易购 9 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 某些塑料使用的重要添加剂 10 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 添加到聚合物中 能够增加其塑性 改善成型时的流动性 赋予制品柔韧性的物质称为增塑剂 增塑剂的作用 1 降低塑料的熔融粘度 提高塑料熔体的流动性 2 降低塑料的熔融温度 3 提高塑料制品的柔软性 增塑剂 11 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 增塑剂作用 12 聚合物的增塑 是由于增塑剂使聚合物分子链间聚集作用的削弱而造成的 非极性增塑剂极性增塑剂 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 增塑机理 13 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 增塑剂的种类 14 按增塑剂的化学结构进行分类 具体可分为 邻苯二甲酸酯类 为最常用的主增塑剂 综合性能好 用量最大 占增塑剂总量的4 5 其透明性优 低毒 其中邻苯二甲酸二辛酯 DOP 和邻苯二甲酸二丁酯 DBP 用量最大 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 15 脂肪族二元酸酯类 为耐寒性辅助增塑剂 与主增塑剂并用 用量过多 制品表面会发粘 易迁移 易被萃取 易生霉 主要种类是癸二酸二辛酯 DOS 壬二酸二辛酯 DOZ 己二酸二辛酯 DOA 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 16 磷酸酯类 为主增塑剂 一般与其他增塑剂并用 又是塑料阻燃剂 磷酸酯类有毒 且耐寒性差 主要的是磷酸三甲酚酯 TCP 磷酸三辛酯 TOP 亚磷酸三苯酯 TPP 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 17 环氧酯类 具有光 热稳定性 常作耐气候性和耐寒性辅助稳定剂 但与聚合物的相容性差 主要有环氧大豆油 环氧棉籽油 环氧亚麻油等 这是无毒透明副增塑剂 兼具稳定剂的作用 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 18 含氯增塑剂 主要为氯化石蜡 属辅助增塑剂 作增塑剂使用的氯化石蜡 含氯量在43 52 氯化石蜡电绝缘性能优 挥发性小 且阻燃性好 但受热易分解 耐寒性差 塑化性差 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 19 聚酯类 为聚合型增塑剂 它是由脂肪族二元酸和二元醇缩聚而成的低分子聚酯 其耐久性好 不被抽出 不挥发 耐迁移等 但与聚合物的相容性较差 且加工性差 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 20 脂肪酸酯类 为辅助型增塑剂 具有耐寒性 无毒 但与聚合物的相容性较差 多元醇酯类等 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 21 塑料在成型加工 贮存和使用过程中 由于物理及化学作用而发生塑料内部分子结构的破坏 性能变坏 逐渐丧失原有的使用价值 这种过程叫塑料的老化 凡能阻缓塑料老化变质的物质称为稳定剂 按所发挥的作用 稳定剂包括 抗氧剂 光稳定剂 热稳定剂 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 稳定剂 22 抗氧剂是一类化学物质 在塑料中添加少量抗氧剂 通常小于2 就能抑制或延缓聚合物在正常或较高温度下的氧化 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 抗氧剂 23 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 1 要有良好的抗氧作用 2 同塑料的相容性好 3 在塑料的加工温度及今后的使用环境条件下 抗氧剂本身的稳定性好 不发生分解或同塑料中的其他材料发生化学作用 4 同其他添加剂有协同效应 无不良作用 抗氧剂的要求 24 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 5 易在塑料中分散均匀 6 无毒或低毒 不变色 污染性小 在透明配方中要求透明性好 7 在塑料加工和使用过程中 不挥发 不渗析 不迁移 能长久发挥作用 不被油或水 溶剂萃取 8 添加后不会显著改变原有塑料的性能特点 25 按照抗氧剂的作用机理可分为两大类 链终止型抗氧剂 主抗氧剂 这些化合物都具有不稳定的氢原子 借此可以与自由基或增长链发生作用 从而免除自由基或增长链从聚合物中夺取氢原子 这样使聚合物的氧化降解被终止 氢过氧化物分解剂 辅助抗氧剂 这些物质都能使氢过氧化物分解成非自由基型的稳定化合物 从而避免因过氧化物分解成自由基而引起的一系列降解反应 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 抗氧剂的分类 26 高分子材料 特别是无色透明制品 在使用过程中由于日光照射 主要是紫外线 的影响 会引发自动氧化反应而导致聚合物的降解 使制品的外观和物理机械性能劣化 这一现象称为光老化或气候老化 凡是能够抑制光老化的物质都称之为光稳定剂 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 光稳定剂 27 光屏蔽剂 是指能够吸收或反射紫外光的物质 其作用就像光源和聚合物之间的一道屏障 使紫外光在射到聚合物分子之前就被吸收或反射回去 阻碍紫外线向聚合物内部渗入 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 光稳定剂的分类 28 紫外光 UV 吸收剂 它能够强烈地有选择地吸收高能量的紫外光 并通过吸收能量再转换 以热能或无破坏性的低能辐射将能量释放或消耗掉 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 29 1 水杨酸酯类它最早用于纤维素塑料 吸收紫外光的能力较差 但它相容性好 价廉 主要品种有水杨酸 4 叔丁基苯酯 TBS 水杨酸对辛基苯基酯 OPS 对 对亚异丙基双酚双水杨酸酯 BAD 等 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 30 2 二苯甲酮类这是应用最广用量最大的一种 它相容性好 对光热稳定 毒性小 成本较低 在大多数塑料中均可使用 有2 羟基 4 正辛氧基二苯甲酮 UV 531 2 羟基 4 甲氧基二苯甲酮 UV 9 等 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 31 3 苯并三唑类这类化合物的消光系数很高 用量很少仅0 1 0 5 特别适用于PS PMMA PET 主要品种有 2 羟基 5 甲基苯基 苯并三唑 UV P 3 叔丁基 2 羟基 5 甲基苯基 5 氯代苯并三唑 UV 326 2 2 羟基 3 5 二叔丁基苯基 5 氯代苯并三唑 UV 327 4 三嗪衍生物适用于PVC POM等 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 32 猝灭剂 它是通过分子间的作用把能量转移掉 它能够迅速而有效地把受到紫外光照射后处于激发状态分子的激发能转移 使分子再回到稳定的基态 即将激态分子猝灭 从而使聚合物免受紫外线的破坏作用 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 33 自由基捕获剂 是一类具有空间位阻效应的哌啶衍生物光稳定剂 简称受阻胺类光稳定剂 此类化合物几乎不吸收紫外光 但通过捕获自由基 分解氢过氧化物 传递激发态能量等多种途径 赋予聚合物以高度的光稳定性 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 34 为防止塑料在加工和使用过程中由于受热而引起降解所加入的助剂称为热稳定剂 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 热稳定剂 35 盐基性铅盐类 为带有PbO 惯称盐基 的无机酸或有机酸的铅盐 金属皂类 主要是硬脂酸和月桂酸的镉 钡 铅 钙 镁等二价金属盐 有机锡化合物 一般为带两个烷基的有机酸或硫醇的锡盐 辅助稳定剂 主要是环氧化合物和有机亚磷酸酯 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 热稳定剂的分类 36 为改善塑料熔体的流动性能 减少或避免熔体对设备的磨擦和粘附以及改进制品表面光洁度等而加入的一类助剂称为润滑剂 习惯上将润滑剂分为内润滑剂和外润滑剂两大类 内润滑剂在聚合物中具有有限量的相容性 主要作用是减少聚合物分子的内摩擦 改进塑料熔体的流动性 外润滑剂与聚合物仅有很低的相容性 所以外润滑剂仅在塑料熔体的表层 从而减小了熔体与加工设备间的摩擦 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 润滑剂 37 1 烃类烃类的润滑效果较好 但同树脂的相容性较差 是优良的外润滑剂 烃类润滑剂中主要有固体石蜡 液体石蜡和低分子的聚乙烯蜡三种 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 润滑剂的种类 38 2 脂肪酸类及其皂类脂肪酸类及其皂类是用途广泛的PVC内润滑剂 也是重要的脱模剂 价格低廉 同不少塑料具有良好的相容性 在塑料加工成型过程中不会外溢到表面来 具有良好的热稳定作用 使用最广的有硬脂酸及硬脂酸皂类 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 39 3 脂肪族酰胺类脂肪族酰胺具有特殊的界面润滑作用 外润滑作用优良 同其他润滑剂配合使用 有明显的协同效应 它能改善着色剂 炭黑在树脂中的分散性 在聚烯烃树脂中 它既是润滑剂又是防粘连剂 当生产薄膜时 添加脂肪族酰胺可以使薄膜具有良好的开口性 是良好的薄膜开口剂 主要品种有油酸酰胺 芥酸酰胺 硬脂酸酰胺等 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 40 4 酯类酯类润滑剂在分子链上具有酯基 所以同PVC分子有很强的亲和性 为此相容性好 具有内润滑作用 酯类润滑剂主要有脂肪酸的低级醇酯 如 硬脂酸丁酯 是优良的PVC内润滑剂 有防水作用和良好的热稳定性 可用于多种塑料作润滑和增塑双重作用 还有酯蜡和皂化蜡 分子中具有一个或二个酯基 极性 和两个非极性长链烷基 因此具有内外润滑作用 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 41 5 醇类作为润滑剂使用的醇类主要是一些高级饱和脂肪醇 如 硬脂醇和软脂醇 具有优良的初中期润滑效果 同其他润滑剂的混合性好 可改善润滑剂在树脂中的分散性 高级醇同PVC相容性好 透明性好 也用于PS作润滑剂 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 42 凡用于使塑料着色的物质都称为着色剂或色料 颜色的要素是色相 饱和度和亮度 饱和度指颜料反射光的波长与色相波长的一致程度 又叫纯度 色相指属于什么颜色 亮度是指反射光的能量密度 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 着色剂 43 着色剂可分为染料和颜料两大类 颜料以极细的微粒状态着色 而染料呈分子状态着色 染料主要用于染布 塑料绝大多数用颜料着色 其中颜料又分为无机颜料和有机颜料 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 44 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 45 1 着色力要强着色力是指一种着色剂染到相同颜色浓度时所用着色剂量的多少 所用着色剂量少 则该着色剂的着色力强 一般来讲 有机颜料的着色力比无机颜料强 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 着色剂的要求 46 2 遮盖力遮盖力是指一种着色剂遮盖另一种着色剂颜色的能力 显然 着色剂的不透明度愈高 则遮盖力愈高 这取决于着色剂的折射率同树脂折射率之差 差值愈大则遮盖力愈大 而透明性也就愈差 无机颜料的遮盖力比有机颜料强 无机颜料的透明性差 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 47 3 分散性要求着色剂在树脂中的分散性要好 能以细微的粒子均匀地分布在整个塑料制品中 整个制品表面看不到颜色的浓淡差别 一般讲来 有机颜料的分散性优于无机颜料 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 48 4 耐候性使用在户外的制品尤其需要着色剂长期阳光下曝晒不发生变色 退色 要求着色剂的耐候性优良 5 着色剂在塑料中不迁移 不被萃取 不渗析 着色剂在塑料中的持久性要好 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 49 6 着色剂在塑料中要有良好的化学惰性 无论在塑料的加工成型温度下 或者在严酷的使用环境介质中都不会起化学变化 也不会发生物理的溶出 溶胀等 7 着色剂电性能要好 电绝缘性要好 在某些配方中 要求着色剂无毒或低毒 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 50 填充剂又称填料 塑料中使用填充剂的主要目的是增加制品的体积 降低成本 故又有增量剂之称 增强剂是为使聚合物的机械强度得到显著提高所加入的助剂 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 填充剂与增强剂 51 填充剂按化学成分不同可分为无机类和有机类 按来源不同可分为矿物填充剂 植物填充剂和合成填充剂 按外观形状不同又可分为粉状 粒状 薄片状 纤维状 树脂状 中空微球等 常用的填充剂主要有 碳酸钙 陶土 硫酸钡 石膏粉 滑石粉 石棉粉等 增强剂通常是一些纤维类材料及其织物 如玻璃纤维 棉纤维等 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 52 抗静电剂是添加到聚合物中或涂敷在塑料表面制品表面以防止静电危害的一类添加剂 抗静电剂是一种表面活性剂 在它的分子中同时带有非极性的亲油基团和极性的亲水基团 其作用主要是通过分子中的亲油基团与塑料表面的吸附而结合在一起 形成一层抗静电的分子层 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 抗静电剂 53 1 按使用方法分类可分为外用型和内用型 2 按其分子能否电离分类可分为离子型和非离子型 离子型抗静电剂又包括阴离子型 阳离子型和两性离子型 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 抗静电剂的分类 54 1 发泡剂 为制得泡沫塑料而加入的助剂 2 防雾剂 为防止水蒸气在塑料薄膜表面凝结成细微水滴使其雾化而加入的助剂 防雾剂也属于表面活性剂 主要是多元醇的脂肪酸酯 3 开口剂 又称滑爽剂 是为防止聚烯烃和聚氯乙烯等吹塑薄膜自身之间的粘着所加入的助剂 4 化学交联剂 是为使聚合物大分子间形成交联键所加入的助剂 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 其他助剂 55 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 相容剂 56 相容剂就是加入到两种聚合物共混体系后 可以提高两种不相容聚合物的相容性 从而组成一个稳定的均相体系的一类物质 又叫增容剂 相容剂是同甲和乙两类不相容的聚合物均有相容性的第三者 这种物质的最佳合成方法是甲和乙的共聚物 即 不相容的两种高聚物的单体的共聚物是其最佳的相容剂 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 57 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 聚乙烯是世界上使用量最大的通用型热塑性塑料 根据聚乙烯工业化生产的年代来分类 可以分成第一代聚乙烯 高压法聚乙烯 即 低密度聚乙烯 第二代聚乙烯 低压法聚乙烯 即 高密度聚乙烯 第三代聚乙烯是线性低密度聚乙烯 第四代聚乙烯是甚低密度聚乙烯 第五代聚乙烯是茂金属聚乙烯 按密度来分 聚乙烯有低密度 中密度及高密度之分 聚乙烯 PE 58 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 1939年低密度聚乙烯首先由英国ICI公司工业化生产 20世纪60年代其年增长速度达20 70年代 至今仍以5 8 的增长速度不断增长 它是PE中增长速度最快的 其生产方法是用高纯度乙烯 在高压下 以有机过氧化物为催化剂 120 左右的温度下在管式反应器或釜式反应器中聚合而成 所以低密度聚乙烯又叫高压聚乙烯 HPPE 低密度聚乙烯 LDPE 59 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 1 LDPE是密度为0 915 0 925g cm3 相对分子质量为10万 50万 结晶度为55 65 的热塑性塑料 2 LDPE外观为乳白色 半透明 无毒 略带蜡味的固体颗粒 3 LDPE耐低温性优良 脆化温度可达 70 低温下有良好的抗冲击性 熔点为105 115 4 LDPE易燃 氧指数为17 5 离火能继续燃烧 火焰上端黄下端蓝 有熔滴现象 无烟 有蜡烛味 LDPE的基本特性 60 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 5 LDPE力学强度低 有良好柔软性 延伸性 表面硬度低 由于透明性好 热封性好 热封温度低 为此常用于生产薄膜 薄膜柔软且具有耐应力开裂性 6 LDPE低吸水性 防潮性好 阻湿性优 但透气性较大 耐药品性好 7 LDPE熔融流动性好 易加工成型 315 以下不发生分解 降解 热稳定性优 8 LDPE电性能优良耐电压可达24 4mV m 电阻率高 诱电率小 61 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 9 LDPE是非极性材料 印刷 粘结困难 可耐各种浓度的盐溶液 碱溶液 50 的硫酸 40 的硝酸以及浓盐酸 60 以下耐一般有机溶剂 10 纯的LDPE受日光 100 热的作用会慢慢老化 耐紫外光辐照性和其他射线辐照性优 可以用PE薄膜包装青果物进行耐 射线辐照 以延长保质期 62 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 LDPE中50 用于生产薄膜 18 用于加工纸 13 用于纤维 7 用于注塑品 7 用于电线被覆 4 用于中空成形 1 用于管材 薄膜 日用品和文具是三个主要使用场合 厨房用具 容器 滚塑大型工业包装用桶 绳 渔网 栅栏 电器部件 硅烷交联通讯电缆等 LDPE的应用 63 高分子包装材料的主要品种及性能 包装用LDPE的综合性能 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 64 高分子包装材料的主要品种及性能 LDPE树脂代表性的性能 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 65 中密度聚乙烯是1969年开始工业化生产的一种性能介于低密度和高密度之间的聚乙烯 由于使用以往的聚合方法生产 在实践中有一定缺点 所以发展速度不快 近年来通过聚合工艺过程的改进 可以生产一种直链分子少支链的中密度聚乙烯 以及茂金属催化剂的研制开发 为中密度聚乙烯的发展提供了条件 高分子包装材料的主要品种及性能 中密度聚乙烯 MDPE 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 66 1 中密度聚乙烯密度在0 926 0 940g cm3之间 是一种无色 无嗅 无味 无毒的结晶型聚合物 结晶度在70 75 比LDPE结晶度高 支链数比LDPE少 而比HDPE多 2 MDPE同LDPE一样易燃烧 有熔滴现象 无黑烟 烟略带蜡烛油味道 火焰呈淡红色 3 耐热性 刚性 耐环境应力开裂性 耐化学性 阻湿阻气性比LDPE有提高 但冲击性比LDPE降低 高分子包装材料的主要品种及性能 MDPE的基本特性 MDPE的应用 MDPE同LDPE一样 可用于包装上生产薄膜 有良好阻湿性 但透气性大 还用于注射包装用瓶 瓶盖 各种容器 重包装用膜等 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 67 HDPE于1956年由德国Hoechst公司首先工业化生产 由于它最初是使用Ziegler的三乙基铝 TiCl4催化剂常压下溶液聚合而成 因而又叫低压法聚乙烯 1957年美国Phillips公司用CrO3为催化剂 从Al2O3 SiO2为载体溶液聚合HDPE 同时美国Mobil石油公司用MoO3为催化剂 Al2O3为载体中压法合成HDPE 使HDPE有了很大的发展 目前HDPE有溶液泥浆法 溶液法和气相法三种聚合工艺来生产HDPE 高分子包装材料的主要品种及性能 高密度聚乙烯 HDPE 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 68 1 HDPE是无色 无嗅 无味 无毒的 密度在0 941 0 965g cm3 结晶度达90 以上的结晶型 热塑性塑料 HDPE是支链最少的线型高聚物 根据相对分子质量的不同而有低相对分子质量的HDPE和高相对分子质量的高密度聚乙烯两种 2 HDPE由于结晶度高 所以透明性差 同样厚度的薄膜 LDPE结晶度低 透明性最好 MDPE次之 而HDPE透明性最差 呈乳白色 基本上不透明 3 HDPE有很高的强度 良好的耐化学性 耐油脂性 阻湿性 可长期在100 下使用 HDPE耐寒性优 冲击强度高 由于具有良好的刚性 HDPE可生产各种成形品 高分子包装材料的主要品种及性能 HDPE的基本特性 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 69 4 HDPE电绝缘性能优 耐电压高 5 HDPE的印刷 粘结和涂装性不好 表面张力低 印刷 胶接 涂装前应预处理 砂磨 电晕处理 火焰处理 喷砂 等离子处理等 HDPE会受紫外光的侵蚀 6 HDPE易燃烧 氧指数为17 5 火焰无烟 有熔滴现象 燃烧时有蜡烛油气味 离火能继续燃烧 高分子包装材料的主要品种及性能 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 70 高分子包装材料的主要品种及性能 HDPE树脂代表性的性能 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 71 高分子包装材料的主要品种及性能 HDPE树脂的加工条件 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 72 HDPE的38 用于薄膜 18 用于中空成型 15 用于注塑 7 用于扁丝 绳 带 4 用于纤维 10 用于管材 其他占8 HDPE可生产超微薄膜 垃圾袋 购物袋 绳 带 捆扎用撕裂薄膜 包装用容器 瓶子 听罐 日用品 如 厨房用品 玩具 文化用品 文具盒 文件夹 工业用管 排水管 煤气管 高分子包装材料的主要品种及性能 HDPE的应用 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 73 UHMW PE是指分子量在70万以上的高密度聚乙烯 它的合成方法与普通HDPE相似 采用齐格勒 纳塔型催化剂 在一定条件下使乙烯聚合制得 高分子包装材料的主要品种及性能 超高分子量聚乙烯 UHMW PE UHMW PE的基本特性 1 UHMW PE是使用Ziegler聚合法生产的 生产过程要求高度清洁度 乙烯单体的杂质必须控制在千万分之几以内的无嗅 无味 无毒的 大小如食盐的白色粉末 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 74 2 UHMW PE的结晶度在80 85 密度在0 930 0 964g cm3 有突出的韧性 耐磨性 拉伸强度极好 冲击强度极高 且在低温下性能也不下降 耐高温蠕变性优 耐低温 可在 269 下使用 3 UHMW PE噪声阻尼性好 耐磨性好 低摩擦系数 具有良好自润滑性 无表面吸附力 不沾灰尘 4 UHMW PE电绝缘性能优良 5 UHMW PE无应力开裂性的问题 有极好的耐应力开裂性 适宜重负荷下长期使用 有极好的热稳定性 可以不添加任何添加剂就能在240 的高温下成型 6 UHMW PE的耐化学性极好 可以使用在环氧乙烷和 射线杀菌的无菌包装上 高分子包装材料的主要品种及性能 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 75 高分子包装材料的主要品种及性能 UHMW PE树脂代表性的性能 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 76 1 利用UHMWPE的低温韧性 耐腐蚀性和自润滑性 可以制成驱雪传动齿轮和吹除雪用的桨板 2 在矿山工业中 UHMWPE常用作料斗和斜滑道的滑动表面 因为它有极好的耐磨性和低的摩擦系数 3 利用UHMWPE很容易进行机械加工 车 削 锯 切 钻孔等 可以把厚璧挤出的棒材削成薄膜 片材等各种型材 可以热熔焊接装配成各种机件 4 UHMWPE同油的掺混物生成的凝胶 可以在一般的挤出机上挤出成片或成丝 5 食品工业和药品工业中 常使用UHMWPE做切肉机的表面 可以不吸附油脂 而且耐蒸煮 耐化学清洗剂清洗和消毒 高分子包装材料的主要品种及性能 UHMW PE的应用 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 77 高分子包装材料的主要品种及性能 各种聚乙烯力学性能的比较 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 78 LLDPE是乙烯与 烯烃的共聚物 是采用低压法使乙烯与 烯烃 如丁烯 己烯或辛烯等 共聚而成的 合成方法与HDPE基本相同 其分子结构与HDPE一样呈线性直链状 支链数目多 密度与LDPE相近 高分子包装材料的主要品种及性能 线性低密度聚乙烯 LLDPE 包装用薄膜 复合膜内层材料 液体单层膜包装 弹性膜 重包装膜等 瓶类 容器 听罐包装等 LLDPE总量的65 70 用于薄膜生产 农业用棚膜已大量使用LLDPE 使用LLDPE滚塑料可生产大型中空容器 用于各种化学品的包装 LLDPE的应用 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 79 1 LLDPE同LDPE相比 分子中没有长的支链 短支链比HDPE多 而长支链比LDPE少 相对分子质量分布比LDPE狭窄 由于LLDPE是无长支链的线性结构 为此流变性能同LDPE有显著差别 2 LLDPE是密度为0 920 0 930g cm3的无色 无嗅 无味 无毒的固体颗粒 其结晶度介于HDPE和LDPE之间 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 LLDPE的基本特性 80 3 LLDPE的熔点比LDPE高10 20 熔体的粘度相当大 是相同熔体流动速率 MFR 和温度下的LDPE的10倍 而且熔体粘度同温度的依存性小 而同剪切力的依存性大 不能同LDPE一样 通过提高温度的方法来降低熔体粘度 而只能通过提高螺杆转速 加快注射速度来降低熔体粘度 提高LLDPE的加工成型性 4 LLDPE的性能是由其密度 相对分子质量及相对分子质量分布来决定的 共聚单体的种类和浓度决定LLDPE主链上支链的长短和数量 共聚单体含量愈多 支链愈多密度愈小 共聚单体碳原子数众多 则支链长度愈长 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 81 5 在相同MFR下 LLDPE的拉伸强度和冲击强度是LDPE的3倍 脆化温度比LDPE低20 30 耐环境应力开裂性是LDPE的1000倍 可以利用LLDPE同HDPE的良好相容性 组成HDPE LLDPE共混材料 6 LLDPE的另一个特性是具有似离子性能 所谓 似离子性能 是指像离子型聚合物Surlyn一样 具有极好的热封性 只要高于起始的最低热封温度就具有良好的热封牢度 LLDPE热封的第二个特性是所谓具有夹杂物热封性 即 即使在热封表面有灰尘 油腻 杂物污染 也能进行可靠的热封 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 82 7 LLDPE同LDPE一样 是透明性优良的结晶型热塑性塑料 其透明度比LDPE好1 LLDPE柔软性 韧性 耐寒性 耐针刺性等都好 撕裂强度高 LLDPE的透明性随相对分子质量的提高而降低 为了获得透明性好的LLDPE制品 应使用MFR高的树脂 8 LLDPE有一定弹性 是重要的弹性薄膜材料之一 9 LLDPE介电常数2 35 电绝缘性能优良 易燃烧 有熔滴现象及蜡烛油味 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 83 1984年美国UCC公司用Unipol工艺工业化生产出密度为0 880 0 910g cm3VLDPE 其柔软性比含4 18 VA的EVA还要好 而力学性能相当于HDPE 可耐温120 在较宽的温度下均有良好的热粘合性 高分子包装材料的主要品种及性能 甚低密度聚乙烯 VLDPE VLDPE的应用 VLDPE在需要强韧性 冲击强度 耐针孔性和耐跌落性的领域得到应用 它适用于生产各种薄膜 注塑制品 型材 板材 管材 薄膜上主要应用于各种肉类 禽类的包装膜 复合薄膜的内封层膜 缠绕包装膜以及热收缩膜 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 84 所谓茂金属聚乙烯是以金属茂 MAO 甲基铝氧化物 为催化剂 用乙烯 丙烯单体进行聚合反应的生成物 金属茂是甲基铝氧化物烃类催化剂 它同以前的烃类催化剂Ziegler Natta催化剂不同 最初是德国汉堡大学Kaminsky教授在1980年发现的 经不断改进大大提高了催化活性 使用二茂基氯锆 CP2ZrCl2 和甲基铝氧烷 MAO 相结合的催化剂 1991年美国EXXON公司第一个用上述催化剂工业化生产出聚乙烯粒子 称为茂金属聚乙烯 mPE 商品名称为 Exact 高分子包装材料的主要品种及性能 茂金属聚乙烯 mPE 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 85 1 mPE有比一般PE更好的韧性 刚性 透明度和清洁度 2 mPE的重均相对分子质量同数均相对分子质量之比为2 相对分子质量的分布相当窄 而一般聚乙烯的比值在3 5 比较宽 相对分子质量分布窄 不利于共挤复合的生产 3 mPE同LLDPE一样 熔体粘度随剪切力的提高而下降 因此可以用提高剪切力 即 提高螺杆的转速来降低粘度 达到提高熔体流动性 使加工成型易进行 高分子包装材料的主要品种及性能 mPE的基本特性 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 86 4 mPE由于熔体刚性 强度比LLDPE大 为此 在高剪切力下 mPE更比LLDPE稳定 不易发生熔体破裂现象 产品表面光滑平整性优 可以用比LLDPE更高的加工速度来加工生产薄膜 吹胀时膜泡的稳定性更比LLDPE好 5 mPE的熔体张力比LLDPE高 为此吹胀时膜泡稳定性好 T型口模挤出流延时耐拉伸共振性好 即 拉伸时的均匀性好 厚度均匀性更容易达到 6 mPE同LLDPE一样 分解温度在315 以上 熔点和分解点之间的距离大 可以在较宽的温度范围内熔融加工成型 LLDPE只能靠提高剪切力来降低粘度 而mPE可以靠提高剪切力和温度两个办法来降低粘度 提高流动性 高分子包装材料的主要品种及性能 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 87 7 同LLDPE一样 mPE有优良的低温热封性和高度的热封强度 热封的起始温度比LDPE低18 比LLDPE低26 比EVA低5 因此 mPE是迄今为止最为优良的低温热封型树脂 是极好的高速充灌 成型 密封材料 高分子包装材料的主要品种及性能 mPE的应用 目前mPE主要应用于塑料薄膜包装上 它已为FDA批准可用于同食品药品直接接触的场合 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 88 1 PP是密度在0 89 0 91g cm3的无嗅无味无毒的热塑性结晶型颗粒状或粉末状固体 2 PP易燃 有熔滴现象 火焰无烟呈黄色 有蜡烛油气味 3 PP熔点170 172 可连续在110 120 下长期使用 PP等规度在97 以上 4 PP同PE一样有良好的阻湿性 但透气性较大 PP吸湿性小 高分子包装材料的主要品种及性能 聚丙烯 PP 等规聚丙烯的基本特性 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 89 5 PP熔体流动性好 收缩率低 耐应力开裂性好 PP热分解温度345 以上 由于熔点和分解温度间距大 为此易加工成型 成型温度范围宽广 6 PP电绝缘性能优 耐化学性优 耐油脂性比PE优 但是PP耐侯性差 在紫外光辐照下易发生分解降解 用于户外的PP制品应添加稳定剂及紫外光吸收剂 PP同PE一样 抗静电性差 制品在摩擦下易产生静电积累而发生高压放电 在需要抗静电的场合 PP中应添加抗静电剂 7 PP同PE均是非极性聚合物 表面能比较低 涂装 印刷困难 为提高印刷牢度 表面必须预处理 8 PP低温冲击强度低 均聚丙烯不能使用在0 以下的场合 受冲击易脆裂 高分子包装材料的主要品种及性能 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 90 高分子包装材料的主要品种及性能 聚丙烯的典型性能 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 91 高分子包装材料的主要品种及性能 聚氯乙烯 PVC 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 92 1 PVC树脂是无色 无嗅无味的白色粉末 数均相对分子质量为3 6万 8 5万 2 PVC玻璃化温度为87 熔解温度为210 在100 下就开始分解 温度 130 分解迅速 在达不到熔解温度就会全部分解掉 PVC树脂的加工一定要有热稳定剂 以提高PVC树脂的分解温度 顺利地完成熔融加工成型 3 PVC树脂是典型的热敏性热塑性塑料 加工温度的控制十分重要 受热的时间不能过长 否则会发生分解 高分子包装材料的主要品种及性能 PVC的基本特性 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 93 4 PVC耐化学性优良 虽然冲击强度不高 但是PVC易通过共混 填充 增强改性方法来改善其性能 也可通过共聚改性来提高其性能 5 PVC具有自熄性 在火焰中能燃烧 冒黑烟 有HCl刺激性嗅味 离火能自熄 是良好的建筑材料 6 PVC电绝缘性能优良 体积电阻率 7 PVC本身无毒 但其单体氯乙烯却毒性很大 是强致癌物质 8 PVC透明性优 高分子包装材料的主要品种及性能 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 94 9 PVC使用温度在80 以下 常温下可耐任何浓度的盐酸 耐90 以下的硫酸 50 60 的硝酸以及20 以下的烧碱 耐油性优 可耐各种醇类 但PVC可溶于酮类溶剂中 10 PVC不耐 射线辐照 高分子包装材料的主要品种及性能 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 95 1 PVC树脂的48 7 用于硬质制品的生产 一般使用聚合度为800左右的低相对分子质量的PVC树脂 30 5 的PVC树脂用于生产软质制品 一般使用相对分子质量大的聚合度高达1300左右的聚氯乙烯粉末 电线电缆占13 3 其他占7 5 2 薄膜农用棚膜及地膜 包装用透明薄膜 热收缩包装用膜及电线电缆连接处热收缩套封 3 瓶类包装用油瓶 润滑油瓶 化妆品瓶等 4 电线电缆 包覆层 绝缘用电工工具手柄 5 服装袋 雨衣 人造革等 6 建筑材料管道 楼梯扶手 窗帘 百叶窗 装饰板 隔音用泡沫板材 地板砖或地板卷材等 高分子包装材料的主要品种及性能 PVC的应用 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 96 1931年德国首先用溶液氯化法制备氯化PVC 1961年美国Goodrich公司采用疏松型PVC树脂悬浮于20 左右的稀盐酸溶液中 加1 膨润剂 氯苯等紫外光灯下常压60 65 用氯气氯化生产氯化PVC 高分子包装材料的主要品种及性能 氯化聚氯乙烯 CPVC CPVC的基本特性 1 氯化PVC又叫过氯乙烯树脂 其玻璃化温度为115 135 氯含量提高 也使CPVC的负荷下的热变形温度从PVC的70 提高到82 103 8 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 97 2 氯化聚氯乙烯比PVC有更好的阻燃性 而且发烟性降低了 更适宜于建材上的应用 但是 氯含量的提高使CPVC脆性增加 冲击强度降低 密度提高 熔体粘度提高 加工成型性变坏 3 CPVC最高使用温度为100 105 电绝缘性能优良 4 CPVC在氯苯 丙酮等溶剂中易溶解 可用于生产胶粘剂 油墨及涂料 还可以用溶剂流延法生产CPVC薄膜 5 因CPVC的耐化学性优 刚性好 耐候性好 阻燃性强因而应用广泛 CPVC无毒 可应用于食品及药品接触场合 高分子包装材料的主要品种及性能 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 98 1 CPVC在20世纪60年代是美国城市居民的供热水管及自来水管的主要材料 它可以82 2 和689 5kPa的压力 热量损失低 长期使用不发生臭味 使用CPVC复合材料可以有良好的耐冲击性 2 利用CPVC良好的耐油脂性 可生产汽车内装件 洗碗机 洗衣机配件 阀件 通讯设备 家具 CPVC良好的耐油开裂性和耐热性以及阻燃和低烟度使它可应用于飞机客舱内装件上 符合美国FAA第25 853第A 1条的规定 3 CPVC可以生产薄膜和容器 用于包装 高分子包装材料的主要品种及性能 CPVC的应用 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 99 聚偏二氯乙烯树脂的均聚物和共聚物统称为Saran树脂 它是美国Dow化学公司在世界一些国家的聚偏二氯乙烯的注册商标名称 由于聚偏二氯乙烯的均聚物熔触状态下的流动性极差 且不能像PVC那样可以用增塑剂来提高其流动性 降低其熔点 因为聚偏二氯乙烯均聚物同其他材料的相容性差 不能大量吸收增塑剂 为此工业上使用的Saran树脂都是偏二氯乙烯同氯乙烯 丙烯酸酯或者丙烯脂的共聚物 均聚偏二氯乙烯的熔点和分解温度十分接近 实际上没有使用的价值 偏二氯乙烯同氯乙烯的共聚物是1940年美国道化学公司首先工业化生产的一种高阻气性高阻湿性的聚合物 高分子包装材料的主要品种及性能 聚偏二氯乙烯 PVDC 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 100 1 成型级PVDC共聚物是偏二氯乙烯同氯乙烯的共聚物 它可以同PVC一样 在添加稳定剂和增塑剂等助剂下经造粒后成型 偏二氯乙烯同丙烯酸酯的共聚物 用于涂布用 这种涂布叫K涂膜 具有良好阻隔性 通常只需涂布2 4 m就有良好阻气阻湿性 2 PVDC的密度较大 其毒性问题同PVC一样 VDC单体含量在1mg kg以下的PVDC是无毒级的 可用于同食品和药品的直接接触场合 3 PVDC有良好的耐油 耐油脂性 良好的耐化学试剂性 能耐菌 耐虫蚀 PVDC对绝大多数溶剂都不溶解 但可溶于四氢呋喃中 在环己酮中溶胀 高分子包装材料的主要品种及性能 PVDC的基本特性 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 101 4 PVDC含氯量比PVC高 所以阻燃性比PVC更佳 5 PVDC可在 40 75 下使用 6 PVDC透明性好 印刷性好 制品的冲击强度比PVC高 但在热 紫外光 射线或x射线照射下会分解出HCl气体 7 PVDC的电绝缘性能优良 高分子包装材料的主要品种及性能 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 102 PVDC主要应用于包装材料 作为高阻气 阻湿性材料使用 PVDC薄膜用于包装香肠 加工了的肉类 禽类包装 可应用于蒸煮杀菌 PVDC共挤复合膜及复合片材还可用于热成型容器包装 可以热充灌包装 K涂布薄膜不仅应用于香烟等快速自动热封机上 且有良好保香性 高分子包装材料的主要品种及性能 PVDC的应用 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 103 乙烯 乙酸乙烯酯共聚物 EVA 是1938年英国ICI公司首先申请的专利 1946年美国DuPont公司也申请了专利 但直到1960年美国DuPont公司才用高压法工业化生产 高分子包装材料的主要品种及性能 乙烯 乙酸乙烯酯共聚物 EVA 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 104 1 EVA是一种VA含量为5 50 的热塑性塑料 VA的共聚降低了PE的结晶度 而提高了EVA的分子极性 为此 EVA透明性好 EVA一般是无色 无嗅 无味 无毒的颗粒状固体 其性能同VA含量有很大关系 当VA含量25 时 EVA是一种弹性体 有极好的柔软性 回弹性和韧性 是完全无定形聚合物 高分子包装材料的主要品种及性能 EVA的基本特性 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 105 2 EVA共聚物中 乙酰氧基团是混乱排布的 除了以EVA为主外 还存在着少量VA和乙烯的均聚物的一个混合体 聚合中 主要控制结晶度和相对分子质量二个特性 EVA中 随VA含量的提高 密度增加 结晶度和与结晶度有关的性能降低 透明度提高 低温柔曲性改善 耐应力开裂性改善 冲击强度提高 软化温度和热熔融温度降低 阻隔性下降 3 乙酸酯侧链使EVA有了极性 极性随VA含量的增加而提高 EVA的粘结性提高 为此 EVA同不少基材具有良好的粘结性 高分子包装材料的主要品种及性能 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 106 4 EVA聚合时可使用丙烯或异丁烯作平均相对分子质量的调节控制剂 随相对分子质量的提高 熔体粘度提高 热封强度提高 强韧性 柔性 耐应力开裂性以及热粘合强度均有所提高 5 EVA易燃烧 有熔滴现象 且有醋酸气味 6 EVA有极好的耐环境应力开裂性 耐候性好 耐臭氧性好 冲击强度大 EVA同PE PP PVC 橡胶均有良好相容性 可以通过共混来改性上述树脂 高分子包装材料的主要品种及性能 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 107 1 EVA主要应用于包装 电线电缆绝缘 粘结剂 涂布及复合材料 包装上主要用于生产热封用薄膜 耐冷冻包装用膜 纸盒衬里 纸塑复合材料 缠绕包装膜 冰袋 内袋箱包装用内袋 由于EVA粘结性好 热封性好 EVA还常应用于无菌铝塑复合包装袋内层热封用膜及无菌包装袋灌装用闸口 2 VA含量在5 以下的EVA还用于生产垃圾袋 有适当的强韧性和耐冲击强度 VA含量6 12 的EVA强韧性更大 拉伸性好 冲击性好 可用于缠绕包装用弹性膜的生产 15 18 VA含量的EVA用于共挤复合膜的内封层膜生产 高分子包装材料的主要品种及性能 EVA的应用 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 108 3 VA含量达18 28 的EVA 主要应用于热熔胶的生产 铝箔上涂布可用作盖封膜 地毯的背衬胶和油墨 油漆材料 占EVA总用量的15 18 4 电线电缆绝缘材料以及色母料及填充母料的载体树脂是EVA的第三大市场 用量占EVA6 EVA同多种树脂有良好相容性 且颜料和填料在EVA树脂易分散均匀 高分子包装材料的主要品种及性能 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 109 乙烯 乙烯醇共聚树脂 EVAL 是乙烯同乙烯醇的共聚物 它是1972年由日本Kuraray公司工业化生产的一种高阻隔性树脂 EVAL制备过程是首先聚合成EVA 然后由EVA水解而得EVAL树脂 高分子包装材料的主要品种及性能 乙烯 乙烯醇共聚物 EVAL 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 110 1 EVAL树脂的性能同乙烯醇的含量有很大的关系 当EVAL中乙烯含量增加时阻气性下降 而阻湿性提高 树脂易加工成型性提高 相反 当乙烯醇含量提高时 阻气性提高 阻湿性降低 易加工成型性降低 乙烯醇在EVAL中改善了乙烯的阻气性 而乙烯在EVAL中改善了聚乙烯醇的易溶于水 极难加工成型 和聚乙烯醇透湿度大的缺点 2 EVAL是一种高度结晶的热塑性塑料 有极好的阻氧 透明性 无毒 可直接应用于同食品和药品接触的场合 高分子包装材料的主要品种及性能 EVAL的基本特性 塑料包装材料 塑料包装材料的主要品种及性能 111 3 EVAL有良好的耐油 可用于包装各种含油食品及食用油 还可用于包装各种工业油品 各种润滑油 汽油 柴油 用于包装化妆品时 有良好的保香性 4 EVAL有良好的力学性能 高皂化度的EVAL 其拉伸断裂强度是PE的2倍 5 EVAL耐候性优 耐紫外光性好 6 EVAL在高湿度空气中会吸湿而引起阻隔性的下降 因而 可以把EVAL作为中间层来应用 以充分发挥其高阻隔性的特点 高分