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塑料包裝材料的主要種類與性能

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塑料的種類很多,應(yīng)用范圍也日益廣泛,但在通用的塑料包裝中,仍以聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)等幾種為主,下面分別介紹。

1.聚乙烯

在塑料包裝物中聚乙烯(PE)的使用量最大,在美國約有60%的包裝塑料是聚乙烯,國內(nèi)達(dá)到70%左右。主要是因其成本較低,且性能優(yōu)良??煞譃椋孩俑呙芏染垡蚁?HDPE)是結(jié)構(gòu)最簡單的一種塑料,它由一個基本的線性分子和不斷重復(fù)的單個的乙烯構(gòu)成;②低密度聚乙烯(LDPE)有相同的化學(xué)形式,所不同的是它有一支鏈接結(jié)構(gòu)。

這兩種聚合物都是由乙烯聚合而成。高密度聚乙烯的聚合過程是在相對溫和的反應(yīng)條件下,使用催化劑來完成的。

在聚乙烯上印刷有一定的難度,因其表面的非極性屬性使油墨難以黏著。如果要在聚乙烯上進行印刷,通常須進行表面處理。表面的處理方法一般采用用于包裝容器的火焰處理法和用于薄膜的電暈放電處理法。這兩種方法都可使聚合物氧化,生成極性層面基團。

常溫下的聚乙烯是一種相當(dāng)柔軟的材料,在低溫時聚乙烯仍很好地保持這種柔軟性。因此,聚乙烯可應(yīng)用于冷凍食品的包裝。但是,當(dāng)溫度適當(dāng)提高時,如在10℃c(212下)時,它變得很柔軟,具有廣泛的適用性。HDPE比LDPE的脆度和變軟的溫度更高,但也不適于做熱裝的容器。

HDPE具有成本低、易成形、性能優(yōu)良等特點,因此廣泛用于塑料瓶的制作。HDPE的表面呈半透明狀態(tài),因而對透明度要求高的包裝不適合使用。但是,HDPE可被涂上各種鮮艷的顏色。HDPE一般用于奶瓶、洗滌劑瓶,以及盛裝各種家用化學(xué)品、保健品、化妝品的瓶子。HDPE在包裝方面還應(yīng)用于55加侖圓桶、輸送臺、工業(yè)容器、蓋罩及包裝袋中。

使用HDPE有一個缺點,即環(huán)境應(yīng)力裂性,指塑料容器無法承受壓力和與產(chǎn)品接觸的兩方面的作用而開裂。單獨一個條件的作用不會破壞塑料容器。聚乙烯的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性與聚合物的結(jié)晶性有著密切的關(guān)系。共聚單體的使用可降低結(jié)晶度,從而顯著增強容器的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性。

LDPE是使用最為廣泛的包裝聚合物,它的結(jié)晶度較低,是一種比HDPE更柔軟的材料。LDPE具有柔軟的性能,因此不適于制作瓶子。但由于它的成本低,可用于制作薄膜和包裝袋。LDPE比HDPE的透明度高,但還達(dá)不到某些包裝所需的清晰度。

HP-LDPE(高壓低密度聚乙烯)和LLDPE的性能有明顯的差異。HP-LDPE的長鏈支化使其成為一種很好的熱封材料。LLDPE的熱封溫度更高(因其熔化溫度更高),其熱封的范圍狹小。從另一方面看,LLDPE的韌度、勁度、伸長率和阻透性都優(yōu)于HP-LDPE,但LLDPE的成本較高。性能提高的LLDPE可制成更薄而更堅韌的薄膜。因此,用等量的材料可制得更多的包裝物,在包裝應(yīng)用中廣泛地被LLDPE所取代。通常還使用LLDPE和HP-LDPE的共混物,這是因為共混物既保持了HP-LDPE的熱封性能,又具有LLDPE的性能。還有一個優(yōu)點是加工性能提高了,在擠塑條件下,它的黏度比HP-LDPE更高。

共聚時加入單體的類型及共聚單體在生產(chǎn)中的使用量的不同,影響LLDPE的性能。一般來說,性能越好,成本越高。

在耐環(huán)境應(yīng)力開裂性方面,LDPE一般比HDPE好,LLDPE比HP-LDPE好。

2.聚苯乙烯

聚苯乙烯(Ps)是一種加成苯乙烯聚合物。聚苯乙烯由于無法結(jié)晶,所以是一種無定形共聚物。側(cè)基的整體屬性對鏈的旋轉(zhuǎn)起很大的阻礙作用,使Ps成為一種高堅挺和高脆度的材料。不結(jié)晶性使它具有很高的透明度。Ps不適于在高溫下使用,是由于它在約loooc時呈流動的液態(tài)。另一方面,當(dāng)溫度適當(dāng)提高后,Ps在應(yīng)力作用下易產(chǎn)生流動使之易于擠出和熱成形。脆度的降低可采用添加一些丁二烯橡膠,一部分作為接枝共聚物,一部分作為共混物,以使Ps產(chǎn)生抗沖擊性。提高抗沖擊性使它的透明度降低,不添加抗沖擊性改善劑的透明品級產(chǎn)品一般稱為晶體Ps。

使用更為廣泛,并且能夠改變Ps脆度的方法是將Ps用于發(fā)泡成形中。而今,Ps泡沫塑料是使用最為廣泛的包裝塑料,也是良好的襯墊和絕緣材料。用于生產(chǎn)泡沫塑料的發(fā)泡劑一般是烴類或二氧化碳。過去,氯氟烴(CFCs)曾用于某些類型的Ps泡沫塑料的生產(chǎn)中。由于對環(huán)境的破壞作用,國外已不再使用此法生產(chǎn)?,F(xiàn)在,所有發(fā)達(dá)國家使用氯氟烴都被視為非法,這是1989年蒙特利爾條約草案及其修正案有關(guān)不再繼續(xù)使用消耗臭氧的化學(xué)物質(zhì)的條款出臺后帶來的積極結(jié)果。

通過對聚苯乙烯片材或薄膜的雙軸取向可顯著降低Ps的脆度,現(xiàn)已開發(fā)出各種具有不同獨特性能的苯乙烯聚合物。

一般來說,聚苯乙烯是一種低成本的聚合物,它對水蒸氣和氣體的阻透性相對較差,化學(xué)反應(yīng)性強于PP和PE。

3.聚丙烯

聚丙烯(PP)也是聚烯烴家族中的一員,同樣是重要的包裝材料之一,是一種加成聚合物。

根據(jù)完全展開的聚合物鏈上的甲酯團的立體取向,可將PP分為三種類型。①當(dāng)甲酯官能團是無規(guī)取向時,形成無規(guī)聚丙烯(APP)。該物質(zhì)不可結(jié)晶,是一種分子間吸引力水平很低的無規(guī)塑料,在包裝方面的應(yīng)用有限。②當(dāng)全同立構(gòu)的聚丙烯的甲酯官能團位于完全展開鏈的同側(cè),這使材料能夠嵌入晶格中,所產(chǎn)生的結(jié)晶效果使材料具有對包裝和其他應(yīng)用都有益的性能。③當(dāng)聚丙烯交替排列,甲酯官能團最初在一側(cè),后又移至另一側(cè)。這種類型稱為間同立構(gòu)聚丙烯,目前在包裝中尚無重要的用途。

PP是一種比PE(極低密度的PE除外)密度低的材料,是因為甲酯官能團使晶體結(jié)構(gòu)變得松散。它也是一種比聚乙烯堅韌的材料,其原因是甲酯官能團使聚合物主鏈旋轉(zhuǎn)的順暢性受到干擾。這種增強的韌度使PP廣泛用于塑料蓋、罩中。在這些應(yīng)用中,PE更為柔軟,易發(fā)生產(chǎn)重的變形,導(dǎo)致蓋罩的密封性不好。PP也可用于沒有襯墊的蓋中,利用蓋的回彈特點進行密封。

PP的熔體溫度高于HDPE,因而可在HDPE變得過于柔軟的情況下使用。微波爐用包裝及熱裝瓶都是典型的例子。另一方面,在低溫下,PP比PE會更快變脆。在PP中混入少量的乙烯共聚單體,生成在低溫下具有高抗沖擊強度的聚合物。PP比PE的熱封難度大,因此PP薄膜通常是熱封涂布的。

PP比PE的結(jié)晶度低,這使它比LDPE的透明度好。要進一步提高透明度,可通過添加核化添加劑形成多個結(jié)晶增長點,使平均結(jié)晶尺寸減小。在生產(chǎn)過程中使用的薄膜快速冷卻法也可使PP具有高透明度。在聚丙烯瓶生產(chǎn)中添加了核劑的新型PP共聚樹脂可制成透明度很高的最終產(chǎn)品。

自聚丙烯實現(xiàn)商業(yè)化后,良好的透明度和堅韌度使PP在許多包裝物中最終代替了賽珞玢。與賽珞玢相比,PP的價格較便宜,穩(wěn)定性較好,性能甚至更好,薄膜成為PP的一個主要市場。

PP在化學(xué)上呈惰性,盡管它比PE更易被氧化劑氧化,與PE的阻透性差不多。PP是優(yōu)良的水蒸氣阻透劑,氣體阻透性差,耐環(huán)境應(yīng)力開裂性良好。

PP有一種優(yōu)良的性能是它具有承受反復(fù)撓曲的能力,這種性能為PP贏得了“活鉸鏈”材料稱號。

4.聚氯乙烯

聚氯乙烯(PVC)是一種氯乙烯加成聚合物,是一種部分間同立構(gòu)聚合物,結(jié)晶形態(tài)占很小的一部分。在室溫下,PVC呈常態(tài),具有一定的硬度。PVC的熔融溫度和分解溫度很接近,因而非改性的PVC是很難加工的。PVC分解所產(chǎn)生的HCL具有高度的腐蝕性,遇水時腐蝕性尤強。為減少分解,PVC中要加入穩(wěn)定劑。一般使用穩(wěn)定效果好、透明度好、無毒的有機錫,如硫醇辛基錫常用于食品和醫(yī)藥包裝中的硬質(zhì)PVC。

增塑劑常被用于PVC的改良,起內(nèi)潤滑劑的作用,可提高材料的柔軟性。它還可使材料在較低的溫度下產(chǎn)生流動,從而降低加工的溫度。用于包裝等方面的軟質(zhì)PVC,一般應(yīng)是高度增塑的PVC。增塑劑的類型可分為很多種,有些適用于接觸食品。MBS(甲基丙烯酸酯丁二烯苯乙烯)、ABS(丙烯腈丁二烯苯乙烯)、氯化聚乙烯和丙烯酸酯等抗沖擊改性劑也可與PVC共混。

PVC具有極性,這使它與增塑劑及其他添加劑有極強的親和性。因此,PVC可制成各種不同韌性的產(chǎn)品,從硬質(zhì)容器到很柔軟的薄膜。事實上,PVC配方中混入添加劑的多少和類型對它的性能有很大的影響。非增塑型的PVC樹脂有相對良好的阻透性能,而高度增塑薄膜的阻透性差。樹脂的特性也要通過聚合作用得到改善,表4-6對PVC的性能作了詳細(xì)的歸納。

從表面上看,PVC的透明度好,呈淡藍(lán)色,但經(jīng)久變黃,所以常將PVC涂成較深的藍(lán)色,可將黃色掩蓋掉。PVC在包裝方面的主要用途是制作熱成形泡罩,也應(yīng)用于水瓶、肉類等的彈性外包裝方面。同樣是出于對環(huán)境問題的考慮,近年來PVC的使用已大大減少。

與PVC相關(guān)的環(huán)境問題是該材料所含的殘余氯乙烯單體有可能滲透到食品中。經(jīng)確認(rèn),在某些條件下,氯乙烯單體是一種致癌物。如今生產(chǎn)出的PVC包裝樹脂比20世紀(jì)70年代中期用于制作容器的PVC中殘留的氯乙烯含量已大大降低。

PVC的處理,尤其是將它焚燒,可引起環(huán)境問題。眾所周知,燃燒PVC可產(chǎn)生HC1,懷疑它會產(chǎn)生氯化二惡英。由于這些原因,使PVC正快速被與之作用相同且對環(huán)境無副作用的PET等所取代。

5.聚酯

聚酯是一種含有酯類鍵系的聚合物。聚酯可分為熱塑性和熱固性塑料兩種。目前包裝及其他市場中,最常用的聚酯是聚對苯二甲酸乙醇(PET)。實際上,聚酯服裝和地毯也是由PET制成的。

聚對苯二甲酸乙二醇(PET)是種縮合聚合物,占美國包裝用塑料的10%以上。從20世紀(jì)50年代開始有PET,到70年代中期,PET的迅速推廣使用,用于生產(chǎn)PET的原材料有對二甲苯和乙烯。對二甲苯可轉(zhuǎn)化為聚對苯二甲酸乙酯或?qū)Ρ蕉幔蚁﹦t轉(zhuǎn)化為乙二醇,而后這些單體聚合形成PET。在此縮合過程中,如果使用的是對苯二酸,產(chǎn)生的副產(chǎn)物分子是水,如果使用的是對酞酸二甲酯,產(chǎn)生的副產(chǎn)物分子是甲醇。在縮聚反應(yīng)完成后的一個固態(tài)增粘的過程中,聚合物分子增多,PET的黏性增強。

PET對氧氣和二氧化碳的耐受性是塑料中最好的。PET通過雙軸取向而得到更好的二氧化碳的阻透性,使它開辟了軟飲料的市場,并大部分取代了玻璃所占領(lǐng)的市場。近年來,PET已大大超越了飲料瓶市場中其他類型包裝材料。

CPET可制成置于微波爐、烤箱內(nèi)的耐熱的冷凍食品的包裝托盤,這是因為CPET增強的結(jié)晶性能大大減少托盤在升溫時發(fā)生變形的現(xiàn)象。在某些情況下,這些托盤制成雙層結(jié)構(gòu),兼有CPET的硬度和APET在低溫狀態(tài)下的抗沖擊強度。

PET的缺點之一是熔體強度低,這給不能用共擠吹塑法生產(chǎn)普通型號的產(chǎn)品帶來很大的難度。PET的化學(xué)穩(wěn)定性大大低于加成聚合物,易吸潮,因此粒狀PET需經(jīng)干燥后再加工。PET是一種環(huán)保型材料,再加上PET是一種比HDPE屬性有所增強的、更有價值的材料,這些因素推動了塑料回收工作。表4-6是PET的性能指標(biāo)。

以上介紹的塑料,以數(shù)量計算,占所有包裝用塑料的95%以上。但是,還有很多具有特殊用途的塑料。下面將作進一步的介紹。

6.聚酰胺PA

聚酰胺是一類在主鏈上含有許多重復(fù)酰胺基團的高分子化合物,又稱尼龍(Nylon),其品種已多達(dá)幾十種(如使用較多的尼龍)。不同種類的尼龍,由于其化學(xué)結(jié)構(gòu)上的相似性,致使性能上有許多共同之處。尼龍的拉伸和壓縮強度隨溫度和吸水性而變。隨著吸濕量的增強,各種尼龍的屈服強度降低,而屈服伸長率增加。尼龍的抗沖擊強度較高,隨著溫度和含水量的增高,其抗沖擊強度更大,這一點與拉伸強度和壓縮強度相反。

尼龍與其他熱塑性塑料相比,它的軟化溫度范圍窄,具有比較明顯的熔點。

尼龍耐堿性好,能耐芳香烴的侵蝕,因此可用來包裝潤滑油和燃料等。水、醇對尼龍有增塑的傾向而使其溶脹。

尼龍的優(yōu)點是耐磨、韌性好、耐熱、耐寒、耐藥品、質(zhì)量輕、自潤滑、易成形、無毒、易染色。其缺點是耐酸性、耐光性和耐污染性均較差,以及由于熱膨脹及吸水性而影響尺寸的精度。

尼龍易于識別的特點為韌性、角質(zhì)、微黃、透明至不透明。燃燒時是慢燃,離火后慢熄,火焰為藍(lán)色而上端為黃色,燃燒時熔融滴落、起泡,有特殊的羊毛或燒焦指甲氣味。透明尼龍是無定形聚酰胺,化學(xué)名為聚對苯二酰三甲基己二胺,其厚壁制品也有永久的透明性。

透明尼龍對無機酸、氧化酸、酶類、脂肪烴、芳香烴、油脂等均有優(yōu)良的抵抗性。透明尼龍制品不易被果汁、咖啡、茶、墨水等玷污。

芳香尼龍的種類也很多,較常見的是聚間苯二酰間苯二胺(簡稱HT-1),又稱菲尼龍。它是由間苯二甲酰氯和間苯二胺通過界面縮聚而得。

芳香尼龍的特點是耐高溫、耐輻射、耐腐蝕,主要用于制造薄膜和纖維。HT-1能溶于濃硫酸、二甲基甲酰胺等,但不溶于醇類、丙酮、芳烴及脂肪烴中。在受潮后還能保持較高的電絕緣性能,是云母材料所不及的。

聚酰胺薄膜的生產(chǎn),有T型模法和吹塑法。聚酰胺薄膜分為未拉伸薄膜和雙向拉伸薄膜兩種。

聚酰胺薄膜具有無毒、透明、耐油、耐磨、耐藥品、強度高、不帶靜電、保香性、印刷性好等優(yōu)點,而高低溫性能尤其突出,可在-60攝氏度至200攝氏度下使用。其缺點是透溫性大、挺力差、不易熱合,故常與PE等薄膜復(fù)合。這是由于聚乙烯薄膜耐水、耐腐蝕、熱封性好,但對氧氣的透過性大;而聚酰胺薄膜對氧氣的透過性小,強度高,但熱封性差,將這兩種材料復(fù)合既解決了氣密性,又具有熱封性,因而是一種較理想的復(fù)合薄膜。聚酰胺薄膜是用于油脂類食品、冷凍食品、真空包裝食品、蒸煮殺菌食品、奶制品等方面的重要包裝材料。

7.聚偏二氯乙烯

聚偏二氯乙烯是偏氯乙烯的均聚物(PVDC)。與PVC相比,PVDC為高度結(jié)晶性聚合物。當(dāng)溫度升高時PVDC易分解,像PVC一樣難于加工,因此,人們通常使用其改性形式。包裝用PVDC的最主要的優(yōu)勢是它具有優(yōu)良的阻透性。改性的目的是達(dá)到既保持它的阻透性又提高其加工性,人們常使用少量的增塑劑和其他加工助劑。

PVDC對氧氣和其他氣體、水蒸氣、氣味有優(yōu)良的阻透性,且不會因潮濕而受到影響。它還有良好的耐環(huán)境應(yīng)力龜裂性和耐熱裝和蒸煮的能力。PVDC可用于各類包裝構(gòu)型中,包括單層薄膜,更多用于多層結(jié)構(gòu)的一部分。PVDC的透明度很高,呈黃色。PVDC薄膜非常柔軟,有良好的強度自緊力。它的熔體強度低,因而將它擠出成單層材料時應(yīng)特別注意。

PVDC長期暴露于熱(特別是有銅、鐵存在時)、陽光、紫外線輻照時,會變?yōu)榘瞪⒔档蛷姸龋ǔ2粫?yán)重惡化,不受細(xì)菌、昆蟲的侵蝕。

PVDC與許多高熔點聚合物一樣,在室溫下不溶于一般溶劑。

目前工業(yè)上所應(yīng)用的聚偏二氯乙烯薄膜,實際均是偏氯乙烯氯乙烯共聚物(其氯乙烯含量在15%左右),該薄膜可采用擠出吹塑法或擠出流延法生產(chǎn)。方法是在樹脂中加入穩(wěn)定劑等成分,采用特殊螺桿擠出。

該薄膜的熱熔封溫度比較低,一般在120℃~150℃。可以用遠(yuǎn)紅外線密封、脈沖密封、超聲波密封和溶劑密封。其中以遠(yuǎn)紅外密封的密封性和強度為最佳,而脈沖密封可以避免用普通的電熱極密封所造成的皺折現(xiàn)象和減少熱降解產(chǎn)生的氯化氫,溶劑密封只在包裝非食品時用,常用溶劑為四氫呋喃或環(huán)己酮。

8.聚乙烯醇

聚乙烯醇(PVA)是聚醋酸乙烯酯的水解產(chǎn)物,而不是單體乙烯醇的聚合物,因為游離的乙烯醇不穩(wěn)定,易異構(gòu)化成乙醛。聚合度主要取決于聚醋酸乙烯酯,但由于水解過程中會有少許降解,故聚乙烯醇的聚合度略低于相應(yīng)的聚醋酸乙烯酯。

聚醋酸乙烯酯的水解可在酸性或堿性的醇液中進行,在工業(yè)生產(chǎn)上為了容易凈化和提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性,多用堿性醇液水解。

PVA一般均溶于水,但通過下列方法處理,可提高其耐水性:①在200℃下進行熱處理,生成部分交鏈,當(dāng)受熱溫度超過160℃時即可大大提高其耐水性;②用醛處理,使其表面生成不溶于水的聚乙烯醇縮醛;③利用適當(dāng)?shù)挠袡C物使分子鏈交鏈,如鄰苯二酸二乙酯、丁二酸二乙酯等。

PVA相對密度為1.26~1.29,折射率為1.52,紫外線照射后發(fā)藍(lán)白色熒光;吸水性大,浸入水中能溶解;能透過水汽但難透過醇蒸氣,更不透過有機溶劑蒸氣、惰性氣體和氫氣。聚乙烯醇薄膜的氣密性甚至優(yōu)于聚偏二氯乙烯,但是隨著吸濕性的增加而劇烈下降。

PVA薄膜拉伸強度達(dá)34.3MPa,斷裂伸長率取決于含濕量,平均可達(dá)450%。其薄膜的硬度隨分子量的增加而增加,并耐折耐磨。

PVA雖為結(jié)晶性高聚物,但熔點不敏銳,熔融溫度范圍為220℃~240℃,其結(jié)晶區(qū)的熔點為220℃。含50%甘油作增塑劑的聚乙烯醇熔點為175℃;而尚未水解完全,含7%乙?;木垡蚁┐既埸c為170℃,所以增塑劑的加入和水解的不完全都會降低其熔點。

PVA受熱軟化,未增塑的PVA使用溫度為120℃~140℃。160℃開始脫水,脫水反應(yīng)為分子內(nèi)或分子間的醚化反應(yīng),醚化的結(jié)果降低了其在水中的溶解度,但耐水性增大,剛性變大而呈脆性。當(dāng)溫度超過200℃時,PVA就開始分解。

PVA的成形溫度為120℃~150℃,未增塑的PVA在干燥狀態(tài)下的熱封溫度為165℃~210℃,而在50%RH(相對濕度)下為110℃~150℃。

由于PVA在一般氣候條件下都會吸濕,故不宜用作電絕緣材料。

PVA薄膜工業(yè)生產(chǎn)多采用溶液流涎法或擠出吹塑法。

PVA薄膜一般分耐水性薄膜和水溶性薄膜兩種。將皂化值達(dá)99%以上的PVA薄膜在一定溫度下進行熱處理,則該薄膜結(jié)晶化,因而具有較好的耐水性。水溶性PVA薄膜所用樹脂為部分皂化物,這樣的薄膜難于結(jié)晶化,因而能溶解于冷水中。如在PVA主鏈上引入醋酸丙烯酯、馬來酸、富馬酸等單體,或者使環(huán)氧乙烷與聚乙烯醇反應(yīng),可得非結(jié)晶性的樹脂,由此所制得的膜均為水溶性聚乙烯醇薄膜。該薄膜經(jīng)雙向拉伸,其拉伸強度顯著提高。但濕度的變化對物性有較大影響。

PVA薄膜的透明性、氣密度、耐油性、印刷性、表面光澤均很好,而且不帶靜電,手感柔軟,有較強的韌性。其缺點是熱粘接性稍差,但可利用高頻法或脈沖法進行焊接,是服裝、紡織品包裝的重要用材。它在食品包裝上也引起人們的極大注意。因該薄膜可溶于水,常用于計量包裝的染料、農(nóng)藥、洗滌劑等,使用時將袋子和內(nèi)裝物一起投入水中溶解而應(yīng)用。由于薄膜吸潮,因而袋內(nèi)不積露水。

9.乙烯—醋酸乙烯酯聚合物

乙烯—醋酸乙烯酯聚合物(EVA)是由乙烯和乙酸乙烯酯共聚而得。

乙烯—醋酸乙烯酯聚合物是用乙烯—乙烯酯來改變聚乙烯的結(jié)晶性,根據(jù)EVA中醋酸乙烯酯的含量不同,可作塑料、熱熔膠(HMA)、膠黏劑、壓敏膠(PSA)、涂料等之用。例如,當(dāng)EVA中醋酸乙烯酯含量約為3%(質(zhì)量)時,共聚物柔順性增加,抗沖擊強度增加,耐老化性提高,可作透明無毒薄膜包裝材料。當(dāng)EVA中醋酸乙烯酯含量為10%~15%時,它的柔順性與增塑聚氯乙烯—樣,低溫柔順性及韌性都好。當(dāng)EVA中醋酸乙烯酯含量為20%左右時,它是可以溶于苯或甲苯的軟樹脂,可用作膠黏劑。而EVA中醋酸乙烯酯含量為25%~40%時,主要用作熱熔膠,往往與石蠟或瀝青合并使用,這對于包裝工業(yè)十分重要。EVA不用溶劑,沒有空氣污染問題;不用乳液,沒有干燥問題;只要自身冷卻即能黏合牢固,不怕水,不怕霉。當(dāng)乙酸乙烯酯含量為45%左右時,它具有橡膠性質(zhì),可以用過氧化物交聯(lián)成彈性材料。

10.乙烯—乙烯醇聚合物

在需要有氧氣的阻透性的領(lǐng)域中,乙烯—乙烯醇聚合物(EVOH)的使用迅速增長。如果將EVA水解成EVOH,所得到的聚合物不再像聚乙烯醇一樣可溶于水,但它保持了良好的阻透性能?,F(xiàn)在使用的配方一般為含質(zhì)量分?jǐn)?shù)27%-48%的乙烯。乙烯含量越低,干燥后的聚合物的阻透性能越好,但濕度敏感性也越強。EVOH聚合物是高度結(jié)晶的,由于-H、-OH基團有嵌入晶格中同一位置的能力,此聚合物也可進行熔體加工。EVOH具有高度的耐油性和耐有機溶劑性,還具有高強度、韌度及透明度。只要能控制好濕度,EVOH通??勺鳛樵谛枰辛己玫臍怏w阻透性的領(lǐng)域的最佳選擇。EVOH還是溶劑和氣味的優(yōu)良的阻透劑。

因為EVOH對濕度的敏感性,它通常用作共擠包裝結(jié)構(gòu)中的內(nèi)層,夾在聚烯烴或其他有良好的水蒸氣阻透性的聚合物之間。這些結(jié)構(gòu)中,EVOH和聚烯烴之間有一層黏合/黏結(jié)層,以使極性的EVOH和非極性的聚烯烴之間具有適度的黏合力。對于蒸煮產(chǎn)品而言,在加工過程中,在這些防濕手段不足以防止氧氣的滲透的情況下,可在EVOH和聚烯烴之間的黏結(jié)層中添加干燥劑。干燥劑會吸收蒸煮過程中滲入聚烯烴的濕氣,從而保持干燥,也就保持了EVOH的氧氣阻透性。

11.聚碳酸酯

聚碳酸酯(PC)是在分子鏈中含有碳酸酯的一類聚合物。根據(jù)R基種類的不同,分為脂肪族、酯環(huán)族、芳香族或脂肪一芳香族的聚碳酸酯。目前工業(yè)生產(chǎn)上主要是雙酚A型聚碳酸酯。

PC的主要單體除雙酚A以外,根據(jù)聚合方法的不同還有另外兩種單體,即光氣(有毒)和碳酸二苯酯。

PC相對密度為1.20,呈微黃色,著色性好,加入少許淡藍(lán)色后,可得到無色透明制品。剛硬而韌性好,具有良好的尺寸穩(wěn)定性、耐蠕變性、耐熱性及電絕緣性。缺點是容易應(yīng)力開裂,耐溶劑性差,不耐堿,高溫易水解,與其他樹脂相容性差,摩擦系數(shù)大,無自潤滑性。

燃燒時慢燃,離火后慢熄,火焰呈黃色,有黑煙炭束。燃燒后塑料熔融、起泡、發(fā)出特殊的花果臭氣味。

PC抗沖擊強度高,尺寸穩(wěn)定性好,成形收縮率恒定為0.5%~0.7%。在較高溫度、較長時間的載荷作用下,冷流動性較小,優(yōu)于聚甲醛。

PC的熱變形溫度為135℃~145℃,若用玻璃纖維增強后還可提高15℃。線脹系數(shù)低,耐老化性較好。為了防止紫外線對它的影響,可加入苯并噻唑及二苯甲酮類的衍生物作穩(wěn)定劑。

PC能溶于二氯甲烷、二氯乙烷、甲酚、對二氧六環(huán)等溶劑中。

PC的熔融黏度高(在高剪切速度下它的熔融黏度高,但隨著溫度上升迅速下降)。在加工過程中制品質(zhì)量對含濕含量敏感,如在30℃的加工過程中含有水分則會引起水解,降低性能(產(chǎn)品容易產(chǎn)生銀條斑紋和氣泡現(xiàn)象)。室溫下PC的吸濕量對其性能影響不大。塑料材料是當(dāng)今發(fā)展最快的包裝材料,各種新型材料不斷涌現(xiàn),這里僅作基礎(chǔ)闡述。

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