塑料是一種以高分子聚合物——樹(shù)脂為基本成分，再加入一些用來(lái)改善其性能的各種添加劑制成的高分子有機(jī)材料。塑料用作包裝材料是現(xiàn)代包裝技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志，因其原材料來(lái)源豐富、成本低廉、性能優(yōu)良，成為近年來(lái)世界上發(fā)展較快、用量巨大的包裝材料。塑料包裝材料廣泛應(yīng)用于食品包裝，并逐步取代了玻璃、金屬、紙類等傳統(tǒng)包裝材料，使食品包裝的面貌發(fā)生了巨大的改變，體現(xiàn)了現(xiàn)代食品包裝形式的豐富多樣、流通使用方便的特點(diǎn)，成為食品銷售包裝中最主要的包裝材料之一。盡管塑料包裝材料用于食品包裝還存在著某些衛(wèi)生安全方面的問(wèn)題，及包裝廢棄物的回收處理對(duì)環(huán)境的污染等問(wèn)題，但塑料包裝材料仍是21世紀(jì)需求增長(zhǎng)最快的食品包裝材料之一。
一、塑料的基本概念、組成及包裝性能
（一）塑料的組成和分類
1．高分子聚合物的基本概念
高分子聚合物是一類分子量通常在104～106以上的大分子物質(zhì)，其分子所含原子數(shù)通常數(shù)幾萬(wàn)、幾十萬(wàn)甚至高達(dá)幾百萬(wàn)個(gè)，分子長(zhǎng)度達(dá)102～104nm或更長(zhǎng)。由于高分子聚合物由巨大的分子組成，且大分子又有特殊的結(jié)構(gòu)，從而使高分子聚合物具有一系列低分子化合物所不具有的特殊性能，如化學(xué)惰性、難溶、強(qiáng)韌性等。高分子聚合物的分子量雖然很大，但它們的化學(xué)組成并不復(fù)雜，通常由C、H、O、N等構(gòu)成，往往由一種或幾種簡(jiǎn)單的低分子化合物（也稱單體）以某種形式重復(fù)連接而成。如聚乙烯由若干乙烯組成，簡(jiǎn)寫(xiě)。高分子聚合物大分子是由一些基本單元結(jié)構(gòu)重復(fù)連接而成，這一單元結(jié)構(gòu)稱為鏈節(jié)，如聚乙烯分子的鏈節(jié)。大分子中重復(fù)鏈節(jié)的數(shù)目n為鏈節(jié)數(shù)，也稱作聚合度。顯然，高分子聚合物大分子的分子量M及分子鏈的長(zhǎng)度與聚合度有關(guān)。
M=m·n
式中：m——基本單位的分子量；
n——大分子的聚合度。
同一種高分子聚合物中，各大分子所含鏈節(jié)的數(shù)目是不同的，即聚合度不同。因此，某種高分子聚合物的聚合度和分子量是指其平均聚合度和平均分子量。
2．塑料的組成
塑料是一種以高分子聚合物——樹(shù)脂為基本成分，再加入一些用來(lái)改善性能的各種添加劑而制成的高分子材料。其中樹(shù)脂是最基本、最主要的組分，也是決定塑料類型、性能和用途的根本因素。
（1）聚合物樹(shù)脂。塑料中聚合物樹(shù)脂占40％～100％。塑料的性能主要取決于樹(shù)脂的種類、性質(zhì)及在塑料中所占的比例，各類添加劑也能改變塑料的性質(zhì)，但所用樹(shù)脂種類仍是決定塑料性能和用途的根本因素。目前生產(chǎn)上常用樹(shù)脂有兩大類：一類為加聚樹(shù)脂，如聚乙烯、聚丙烯、聚氯烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯等，這是構(gòu)成食品包裝用樹(shù)脂的主體；另一類是縮聚樹(shù)脂，如酚醛、環(huán)氧、氨基酸脂等，在食品包裝上應(yīng)用較少。
（2）常用添加劑。常用的添加劑有增塑劑、穩(wěn)定劑、填充劑、抗氧化劑等。
①增塑劑：是一類提高樹(shù)脂可塑性和柔軟性的添加劑，通常為一些有機(jī)低分子物質(zhì)。聚合物分子間夾有低分子物質(zhì)后，加大了分子間距，降低其分子間作用力，從而增加大分子的柔順性和相對(duì)滑移流動(dòng)能力。因此，樹(shù)脂中加入一定量增塑劑后，其Tg、Tm溫度降低，在黏流態(tài)時(shí)黏度降低，流動(dòng)塑變能力增高，從而改善塑料成型加工性能。
②穩(wěn)定劑：用于防止或延緩高分子材料的老化變質(zhì)。塑料老化變質(zhì)的因素很多，主要有氧氣、光和熱等。穩(wěn)定劑主要有三類：第一類為抗氧劑，有胺類抗氧劑和酚類抗氧劑，酚類抗氧劑其抗氧能力雖不及胺類，但因具有毒性低、不易污染的特點(diǎn)而被大量應(yīng)用；第二類為光穩(wěn)定劑，用于反射或吸收紫外光、防止塑料樹(shù)脂老化、延長(zhǎng)其使用壽命，效果顯著且用量極少，光穩(wěn)定劑品種繁多，用于食品包裝應(yīng)選用無(wú)毒或低毒的品種；第三類為熱穩(wěn)定劑，可防止塑料在加工和使用過(guò)程中因受熱而引起降解，是塑料等高分子材料加工時(shí)不可缺少的一類助劑，目前應(yīng)用最多的是用于聚氯乙烯的熱穩(wěn)定劑，其中鉛穩(wěn)定劑和金屬皂類熱穩(wěn)定劑因含重金屬而毒性大，因此，用于食品包裝應(yīng)選用有機(jī)錫穩(wěn)定劑等低毒性產(chǎn)品。
③填充劑：它的功用是彌補(bǔ)樹(shù)脂的某些不足性能，改善塑料的使用性能，如提高制品的尺寸穩(wěn)定性、耐熱性、硬度、耐氣候性等，同時(shí)可降低塑料成本。常用填充劑有碳酸鈣、陶土、滑石粉、石棉、硫酸鈣等，其用量一般為20％～50％。
④著色劑：用于改變塑料等合成材料固有的顏色，分無(wú)機(jī)顏料、有機(jī)顏料和其他染料。塑料著色可使制品美觀，提高其商品價(jià)值，用作包裝材料還可起屏蔽紫外線和保護(hù)內(nèi)容物的作用。
⑤其他添加劑：根據(jù)其功能和使用要求，在塑料中不可加入潤(rùn)滑劑、固化劑、發(fā)泡劑，抗靜電劑和阻燃劑等。
塑料所用各種添加劑應(yīng)具有與樹(shù)脂很好的相溶性、穩(wěn)定性、不相互影響其作用等特性，對(duì)用于食品包裝的塑料，特別要求添加劑具有無(wú)味、無(wú)臭、無(wú)毒、不溶出的特性，以免影響包裝食品的品質(zhì)、風(fēng)味和衛(wèi)生安全性。
3．塑料的分類
塑料的品種很多，分類方法也很多，通常按塑料在加熱、冷卻時(shí)呈現(xiàn)的性質(zhì)不同，把塑料分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩類。
（1）熱塑性塑料（Thermoplastic）：主要以加成聚合樹(shù)脂為基料，加入適量添加劑而制成。在特定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)受熱軟化流動(dòng)和冷卻硬化成型，其樹(shù)脂化學(xué)組成及基本性能不發(fā)生變化。這類塑料成型加工簡(jiǎn)單，包裝性能良好，可反復(fù)成型，但剛硬性低，耐熱性不高。包裝上常用的塑料品種有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚酰胺、聚碳酸酯、聚偏二氯乙烯等類塑料。
水果紅心獼猴桃包裝設(shè)計(jì)
億木生醬香白酒包裝視覺(jué)規(guī)范設(shè)計(jì)
阿城農(nóng)場(chǎng)有機(jī)稻花香米產(chǎn)品包裝設(shè)計(jì)
（2）熱固性塑料（Thermosetting Plastic）：主要以縮聚樹(shù)脂為基料，加入填充劑、固化劑及其他適量添加劑而制成；在一定溫度下經(jīng)一定時(shí)間固化，再次受熱，只能分解，不能軟化，因此不能反復(fù)塑制成型。這類塑料具有耐熱性好，剛硬、不熔等特點(diǎn)，但較脆且不能反復(fù)成型。包裝上常用的有氨基塑料、酚醛塑料、環(huán)氧塑料等。
（二）塑料材料的主要包裝性能指標(biāo)
1．主要保護(hù)性能指標(biāo)
保護(hù)性能指的是能保護(hù)內(nèi)容物，防止其質(zhì)變、被破壞的性能，主要包括阻透性、機(jī)械力學(xué)性能、穩(wěn)定性等。
（1）阻透性：包括對(duì)水分、水蒸氣、氣體、光線等的阻隔性能。
①透氣度Qg和透氣系數(shù)Pg：透氣度Qg指一定厚度材料在一個(gè)大氣壓差條件下、1m2面積、24h內(nèi)所透過(guò)的氣體量（在標(biāo)準(zhǔn)狀況下），單位cm3/（m2·24h）。透氣系數(shù)Pg指單位時(shí)間、單位壓差下透過(guò)單位面積和厚度材料的氣體量，單位g/（m·h·Pa）。
②透濕度Qv和透濕系數(shù)Pv：透濕度Qv指一定厚度材料在一個(gè)大氣壓差條件下、1m2面積、24小時(shí)內(nèi)所透過(guò)的水蒸氣的克數(shù)，單位g/（m2·24h）。透濕系數(shù)Pv指單位時(shí)間單位壓差下、透過(guò)單位面積和厚度材料的水蒸氣重量，單位g/（m·h·Pa）。
③透水度Qg和透水系數(shù)Pg：透水度Qg指1m2材料在24h內(nèi)所透過(guò)的水分重量，單位g/（m2·24h）。透水系數(shù)Pg指單位時(shí)間、單位壓差下、透過(guò)單位面積和厚度材料的水分重量，單位位g/（m·h·Pa）。
④透光度T：指透過(guò)材料的光通量和射到材料表面光通量的比值，以％表示。
（2）機(jī)械力學(xué)性能：指外力作用下材料表現(xiàn)出抵抗外力作用而不發(fā)生變形和破壞的性能，主要有下列幾項(xiàng)。
①硬度：指在外力作用下材料表面抵抗外力作用而不發(fā)生永久變形的能力，常用布氏硬度（HB）和洛氏硬度（HR）表示。
②抗張、抗壓、抗彎強(qiáng)度：材料在拉、壓、彎力緩慢作用下不被破壞時(shí)，單位受力截面所能承受的最大力分別稱為材料的抗張、抗壓、抗彎強(qiáng)度（MPa）。
③爆破強(qiáng)度：使塑料薄膜袋破裂所施加的最小內(nèi)應(yīng)力，表示容器材料的抗內(nèi)壓能力；也可由材料的抗張強(qiáng)度來(lái)表示，常常用來(lái)檢測(cè)包裝封口的封合強(qiáng)度。
④撕裂強(qiáng)度：指材料抵抗外力作用使材料沿缺口連續(xù)撕裂破壞的性能，也指一定厚度材料在外力作用下沿缺口撕裂單位長(zhǎng)度所需的力（N/cm）。
⑤戳刺強(qiáng)度：材料被尖銳物刺破所需的無(wú)原則的最小力（N）。
（3）穩(wěn)定性：指材料抵抗環(huán)境因素（溫度、介質(zhì)、光等）的影響而保持其原有性能的能力，包括耐高、低溫性，耐化學(xué)性，耐老化性等。
①耐高、低溫性能：溫度對(duì)塑料包裝材料的性能影響很大，溫度升高，其強(qiáng)度和剛性明顯降低，其阻隔性能也會(huì)下降；溫度降低，會(huì)使塑料的塑性和韌性下降而變脆。材料的耐高溫性能用溫度指標(biāo)來(lái)表示，熱分解溫度是鑒定塑料耐高溫性能的指標(biāo)之一，而耐低溫性用脆化溫度表示（指材料在低溫下受某種形式外力作用時(shí)發(fā)生脆性破壞的溫度）。用于食品的塑料包裝材料應(yīng)具有良好的耐高、低溫性能。
②耐化學(xué)性：指塑料在化學(xué)介質(zhì)中的耐受程度，評(píng)定依據(jù)通常是塑料在介質(zhì)中經(jīng)一定時(shí)間后的重量、體積、強(qiáng)度、色澤等的變化情況，目前尚無(wú)統(tǒng)一的耐腐蝕標(biāo)準(zhǔn)。
③耐老化性：指塑料在加工、儲(chǔ)存、使用過(guò)程中在受到光、熱、氧、水、生物等外界因素作用下，保持其化學(xué)結(jié)構(gòu)和原有性能而不被損壞的能力。
2．衛(wèi)生安全性
食品用塑料包裝材料的衛(wèi)生安全性非常重要，主要包括無(wú)毒性、耐腐蝕性、防有害物質(zhì)滲透性、防生物侵入性等。
（1）無(wú)毒性。塑料由于其成分組成、材料制造、成型加工以及與之相接觸的食品之間的相互關(guān)系等原因，存在著有毒單體或催化劑殘留，有毒添加劑及其分解老化產(chǎn)生的有毒產(chǎn)物等物質(zhì)的溶出和污染食品的不安全問(wèn)題。目前國(guó)際上都采用模擬溶媒溶出試驗(yàn)來(lái)測(cè)定塑料包裝材料中有毒有害物的溶出量，并對(duì)之進(jìn)行毒性試驗(yàn)，由此獲得對(duì)材料無(wú)毒性的評(píng)價(jià)，確定保障人體安全的有毒物質(zhì)極限溶出量和某些塑料材料的使用限制條件。
模擬溶媒溶出試驗(yàn)其溶媒的選用主要取決于包裝食品的特性，部分國(guó)家常用食品分類與模擬溶媒如表2-18所列，溶出試驗(yàn)方法及條件按國(guó)家的有關(guān)法規(guī)或標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。
表2-18 常用食品分類與模擬溶媒
（2）抗生物侵入性。塑料包裝材料無(wú)缺口及孔隙缺陷時(shí)，一般其材料本身就可抗環(huán)境微生物的侵入滲透，但要完全抵抗昆蟲(chóng)、老鼠等生物的侵入則較困難。材料抗生物侵入的能力與其強(qiáng)度有關(guān)，塑料的強(qiáng)度比金屬玻璃低得多，為保證包裝食品在貯存環(huán)境中免受生物侵入污染，有必要對(duì)材料進(jìn)行蟲(chóng)害侵害率或入侵率試驗(yàn)，為食品包裝的選材及確定包裝質(zhì)量要求和貯存條件等技術(shù)指標(biāo)提供依據(jù)。
侵害率：指用一定厚度某材料制成的容器內(nèi)裝食品后密封，在存放環(huán)境中存放至被昆蟲(chóng)侵入包裝時(shí)所經(jīng)過(guò)的平均周數(shù)。
入侵率：指用一定厚度某材料制成的容器裝入食品后密封，在存放環(huán)境中存放時(shí)每周侵入包裝的昆蟲(chóng)的個(gè)數(shù)。
3．加工工藝性及主要性能指標(biāo)
（1）包裝制品成型加工工藝性及主要性能指標(biāo)。塑料包裝制品大多數(shù)是塑料加熱到黏流狀態(tài)后在一定壓力下成型的，表示其成型工藝性好壞的主要指標(biāo)有：熔融指數(shù)（MI）、成型溫度及溫度范圍（溫度低，范圍寬則成型容易）、成型壓力（MPa）、塑料熱成型時(shí)的流動(dòng)性、成型收縮率。
（2）包裝操作加工工藝性及主要性能指標(biāo)。表示包裝材料在食品包裝各工藝過(guò)程，尤其在機(jī)械化、自動(dòng)化工藝過(guò)程中的操作適應(yīng)能力，其工藝性指標(biāo)有：機(jī)械性能，包括強(qiáng)度和剛度；熱封性能，包括熱封溫度、壓力、時(shí)間及熱封強(qiáng)度（在規(guī)定的冷卻時(shí)間內(nèi)熱封焊縫所能達(dá)到的抗破裂強(qiáng)度）等。
（3）印刷適應(yīng)性。包括油墨顏料與塑料的相容性，印刷精度、清晰度、印刷層耐磨性等。
二、食品包裝常用的塑料樹(shù)脂
（一）聚乙烯（PE）和聚丙烯（PP）
1．聚乙烯（PE）
聚乙烯樹(shù)脂是由乙烯單體經(jīng)加成聚合而成的高分子化合物，為無(wú)臭、無(wú)毒、乳白色的蠟狀固體，其分子結(jié)構(gòu)式為；大分子為線型結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)單規(guī)整且無(wú)極性，柔順性好，易于結(jié)晶。聚乙烯塑料是由PE樹(shù)脂加入少量的潤(rùn)滑劑和抗氧化劑等添加劑構(gòu)成。
（1）聚乙烯的主要包裝特性。阻水阻濕性好，但阻氣和阻有機(jī)蒸汽的性能差；具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，常溫下與一般酸堿不起作用，但耐油性稍差；有一定的機(jī)械抗拉和抗撕裂強(qiáng)度，柔韌性好；耐低溫性很好，能適應(yīng)食品的冷凍處理，但耐高溫性能差，一般不能用于高溫殺菌食品的包裝；光澤度透明度不高，印刷性能差，用作外包裝需經(jīng)電暈處理和表面化學(xué)處理改善印刷性能；加工成型方便，制品靈活多樣，且熱封性能很好。PE樹(shù)脂本身無(wú)毒，添加劑量極少，因此被認(rèn)為是一種安全性很好的包裝材料。
（2）乙烯的主要品種、性能特點(diǎn)及應(yīng)用
①高壓低密度聚乙烯（LDPE）：具有分支較多的線型大分子結(jié)構(gòu)，結(jié)晶度較低，密度也低，為0.91～0.94g/cm3，因此，阻氣、阻油性差，機(jī)械強(qiáng)度也低，但延伸性、抗撕裂性和耐沖擊性好、透明度較高，熱封性和加工性能好。LDPE在包裝上主要制成薄膜，用于包裝要求較低的食品，尤其是有防潮要求的干燥食品。利用其透氣性好的特點(diǎn)，可用于生鮮果蔬的保鮮包裝，也可用于冷凍食品包裝，但不宜單獨(dú)用于有隔氧要求的食品包裝；經(jīng)拉伸處理后可用于熱收縮包裝，由于其熱封性、衛(wèi)生安全性好、價(jià)格便宜，常作復(fù)合材料的熱封層，大量用于各類食品的包裝。
②低壓高密度聚乙烯（HDPE）：大分子呈直鏈線型結(jié)構(gòu)，分子結(jié)合緊密，結(jié)晶度高達(dá)85％～95％，密度為0.94～0.96g/cm3，故其阻隔性和強(qiáng)度均比LDPE高；耐熱性也高，長(zhǎng)期使用溫度可達(dá)100℃，但柔韌性、透明性、熱成型加工性等性能有所下降。HDPE也大量用于薄膜包裝食品，與LDPE相比，相同包裝強(qiáng)度條件下可節(jié)省原材料；由于其耐高溫性較好，也可作為復(fù)合膜的熱封層，用于高溫殺菌（110℃）食品的包裝；HDPE也可制成瓶、罐容器盛裝食品。
③線型低密度聚乙烯（LLDPE）：大分子的支鏈長(zhǎng)度和數(shù)量均介于LDPE和HDPE之間，具有比LDPE優(yōu)的強(qiáng)度性能，抗拉強(qiáng)度提高了50％，且柔韌性比HDPE好，加工性能也較好，可不加增塑劑吹塑成型。LLDPE主要制成薄膜，用于包裝肉類、冷凍食品和奶制品，但其阻氣性差，不能滿足較長(zhǎng)時(shí)間的保質(zhì)要求。為改善這一性能，采用與丁基橡膠共混來(lái)提高阻隔性，這種改性的PE產(chǎn)品在食品包裝上有較好的應(yīng)用前景。
2．聚丙烯（PP）
聚丙烯塑料的主要成分是聚丙烯樹(shù)脂，密度為0.90～0.91g/cm3，是目前最輕的食品包裝用塑料材料。
（1）主要包裝特性。阻隔性優(yōu)于PE，水蒸氣透過(guò)率和氧氣透過(guò)率與高密度聚乙烯相似，但阻氣性仍較差；機(jī)械性能較好，具有的強(qiáng)度、硬度、剛性都高于PE，尤其是具有良好的抗彎強(qiáng)度；化學(xué)穩(wěn)定性良好，在一定溫度范圍內(nèi)，對(duì)酸堿鹽及許多溶劑等有穩(wěn)定性；耐高溫性優(yōu)良，可在100～120℃范圍內(nèi)長(zhǎng)期使用，無(wú)負(fù)荷時(shí)可在150℃使用，但耐低溫性比PE差，-17℃時(shí)性能變脆；光澤度高，透明性好，印刷性差，印刷前表面需經(jīng)一定處理，但表面裝潢印刷效果好；成型加工性能良好，但制品收縮率較大；熱封性比PE差，但比其他塑料要好；衛(wèi)生安全性高于PE。
（2）包裝應(yīng)用。聚丙烯主要制成薄膜材料包裝食品。薄膜經(jīng)定向拉伸處理（BOPP、OPP）后的各種性能，包括強(qiáng)度、透明光澤效果、阻隔性比普通薄膜（CPP）都有所提高，尤其是BOPP，強(qiáng)度是PE的8倍，吸油率為PE的1/5，故適宜包裝含油食品，在食品包裝上可替代玻璃紙包裝點(diǎn)心、面包等；其阻濕耐水性比玻璃紙好，透明度、光澤性及耐撕裂性不低于玻璃紙，印刷裝潢效果不如玻璃紙，但成本可低40％左右，且可用作糖果、點(diǎn)心的扭結(jié)包裝。PP可制成熱收縮膜進(jìn)行熱收縮包裝；也可制成透明的其他包裝容器或制品；同時(shí)還可制成各種形式的捆扎繩、帶，在食品包裝上用途十分廣泛。
（二）聚苯乙烯（PS）和K-樹(shù)脂
1．聚苯乙烯（PS）
聚苯乙烯由苯乙烯單體加聚合成，分子結(jié)構(gòu)，因大分子主鏈上帶有苯環(huán)側(cè)基，結(jié)構(gòu)不規(guī)整、不易結(jié)晶，柔順性很低，因此，PS是線型、無(wú)定型、弱極性高分子化合物。
（1）性能特點(diǎn)。PS阻濕、阻氣性能差，阻濕性能低于PE；機(jī)械性能好，具有較高的剛硬性，但脆性大，耐沖擊性能很差；能耐一般酸、堿、鹽、有機(jī)酸、低級(jí)醇，其水溶液性能良好，但易受到有機(jī)溶劑如烴類、酯類等的侵蝕軟化甚至溶解；透明度好，高達(dá)88％～92％，有良好的光澤性；耐熱性差，連續(xù)使用溫度為60～80℃，耐低溫性良好；成型加工性好，易著色和表面印刷，制品裝飾效果很好；無(wú)毒無(wú)味，衛(wèi)生安全性好，但PS樹(shù)脂中殘留單體苯乙烯及其他一些揮發(fā)性物質(zhì)有低毒，對(duì)人體最大無(wú)害劑量為133mg/kg，因此，塑料制品中單體殘留量應(yīng)限定在1％以下。
（2）包裝應(yīng)用。PS塑料在包裝上主要制成透明食品盒、水果盤(pán)、小餐具等，色澤艷麗，形狀各異，包裝效果很好。PS薄膜和片材料經(jīng)拉伸處理后，沖擊強(qiáng)度得到改善，可制成收縮薄膜，片材大量用于熱成型包裝容器。發(fā)泡聚苯乙烯EPS可用作保溫及緩沖包裝材料。目前大量使用的EPS低發(fā)泡薄片材可熱成型為一次性使用的快餐盒、盤(pán)，使用方便衛(wèi)生，價(jià)格便宜，但因包裝廢棄物難以處理而成為環(huán)境公害，因此將被其他可降解材料所取代。
（3）PS的改性品種。PS最主要的缺點(diǎn)是脆性。其改性品種ABS由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯三元共聚而成，具有良好的柔韌性和熱塑性，對(duì)某些酸、堿、油、脂肪和食品有良好的耐性，在食品工程上常用于制作管材、包裝容器等。
2．K-樹(shù)脂
K-樹(shù)脂是一種具有良好抗沖擊性能的聚苯乙烯類透明樹(shù)脂，由丁二烯和苯乙烯共聚而成，由于其高透明和耐沖擊性，被用于制造各種包裝容器，如盒、杯、罐等。K-樹(shù)脂無(wú)毒衛(wèi)生，可與食品直接接觸，經(jīng)γ射線（2.6mGy）輻照后其物理性能不受影響，符合食品和藥品的有關(guān)安全性規(guī)定，在食品包裝上尤其是輻照食品包裝應(yīng)用前景看好。
（三）聚氯乙烯（PVC）和聚偏二氯乙烯（PVDC）
1．聚氯乙烯（PVC）
聚氯乙烯塑料以聚氯乙烯樹(shù)脂為主體，加入增塑劑、穩(wěn)定劑等添加劑混合組成，PVC樹(shù)脂的分子式，大分子中C—Cl鍵有較強(qiáng)極性，大分子間結(jié)合力強(qiáng)，柔順性差且不易結(jié)晶。
（1）性能特點(diǎn)。PVC樹(shù)脂熱穩(wěn)定性差，在空氣中超過(guò)150℃會(huì)降解而放出HCl，長(zhǎng)期處于100℃溫度下也會(huì)降解，在成型加工時(shí)也會(huì)發(fā)生熱分解，這些因素限制了PVC制品的使用溫度，一般需在PVC樹(shù)脂中加入2％～5％的穩(wěn)定劑。PVC樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)決定了它具有較高黏流化溫度，且很接近其分解溫度，同時(shí)其黏流態(tài)時(shí)的流動(dòng)性也差，為此需加入增塑劑來(lái)改善其成型加工性能。根據(jù)增塑劑的加入量不同可獲得不同品種的PVC塑料，增塑劑量達(dá)樹(shù)脂量的30％～40％時(shí)構(gòu)成軟質(zhì)PVC，增塑劑量小于5％時(shí)構(gòu)成硬質(zhì)PVC。
（2）包裝特性。PVC的阻氣阻油性優(yōu)于PE塑料，硬質(zhì)PVC優(yōu)于軟質(zhì)PVC；阻濕性比PE差；化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良，透明度、光澤性比PE優(yōu)良；機(jī)械性能好，硬質(zhì)PVC有很好的抗拉強(qiáng)度和剛性，軟質(zhì)PVC相對(duì)較差，但柔韌性和抗撕裂強(qiáng)度較PE高；耐高低溫性差，一般使用溫度為-15～55℃，有低溫脆性；加工性能因加入增塑劑和穩(wěn)定劑而得到改善，加工溫度在140～180℃范圍；著色性、印刷性和熱封性較好。
（3）衛(wèi)生安全性。PVC樹(shù)脂本身無(wú)毒，但其中的殘留單體氯乙烯VC有麻醉和致畸致癌作用，對(duì)人體的安全限量為1mg/kg體重，故PVC用作食品包裝材料時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制材料中VC殘留量；PVC樹(shù)脂中VC殘留量≤3ppm、包裝制品小于1ppm（1ppm=10-6）時(shí)，滿足食品衛(wèi)生安全要求。
穩(wěn)定劑是影響PVC安全性的另一個(gè)重要因素，用于食品包裝的PVC材料不允許加入鉛鹽、鎘鹽、鋇鹽等較強(qiáng)毒性的穩(wěn)定劑，應(yīng)選用低毒且溶出量小的穩(wěn)定劑。增塑劑是影響PVC安全性的又一重要因素，用作食品包裝的PVC應(yīng)使用鄰苯二甲酸二辛酯、二癸酯等低毒品種作增塑劑，使用劑量也應(yīng)在安全范圍內(nèi)。
（4）包裝應(yīng)用。PVC存在的衛(wèi)生安全問(wèn)題決定其在食品包裝上的使用范圍，軟質(zhì)PVC增塑劑含量大，衛(wèi)生安全性差，一般不用于直接接觸食品的包裝，可利用其柔軟性、加工性好的特點(diǎn)制作彈性拉伸膜和熱收縮膜；又因其價(jià)廉，透明性、光澤度優(yōu)于PE且有一定透氣性而常用于生鮮果蔬的包裝。硬質(zhì)PVC中不含或含微量增塑劑，安全性好，可直接用于食品包裝。
（5）改性品種。PVC樹(shù)脂中加入無(wú)毒小分子共混而起增塑作用，故改性塑料中不含增塑劑，在低溫下仍保持良好韌性；具有中等阻隔性、衛(wèi)生安全，價(jià)格也便宜；其薄膜制品可用作食品收縮包裝，薄片熱成型容器用于冰激凌、果凍等的熱成型包裝。
2．聚偏二氯乙烯（PVDC）
PVDC塑料是由PVDC樹(shù)脂和少量增塑劑和穩(wěn)定劑制成。PVDC樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)式為：
（1）性能特點(diǎn)。PVDC軟化溫度高、接近其分解溫度，在熱、紫外線等作用下易分解，與一般增塑劑相溶性差，加熱成型困難而難以應(yīng)用；工程上采用與氯乙烯單體共聚的辦法來(lái)改善PVDC的使用性能，大分子有極性、分子結(jié)合力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)對(duì)稱、規(guī)整，故結(jié)晶性高，加工性較差，制成薄膜材料時(shí)一般需加入穩(wěn)定劑和增塑劑。
（2）包裝特性。PVDC樹(shù)脂用于食品包裝具有許多優(yōu)異的包裝性能：阻隔性很高，且受環(huán)境溫度的影響較小，耐高低溫性良好，適用于高溫殺菌和低溫冷藏；化學(xué)穩(wěn)定性很好，不易受酸、堿和普通有機(jī)溶劑的侵蝕；透明性光澤性良好，制成收縮薄膜后的收縮率可達(dá)30％～60％，適用于畜肉制品的灌腸包裝，但因其熱封性較差，薄膜封口強(qiáng)度低，一般需采用高頻或脈沖熱封合，也可采用鋁絲結(jié)扎封口。
（3）適用場(chǎng)合。PVDC膜是一種高阻隔性包裝材料，其成型加工困難，價(jià)格較高。目前除單獨(dú)用于食品包裝外，還大量用于與其他材料復(fù)合制成高性能復(fù)合包裝材料。由于PVDC有良好的熔黏性，可作復(fù)合材料的黏合劑，或溶于溶劑成涂料，涂覆在其他薄膜材料或容器表面（稱K涂），可顯著提高阻隔性能，適用于長(zhǎng)期保存的食品包裝。
（四）聚酰胺（PA）和聚乙烯醇（PVA）
1．聚酰胺（PA）
聚酰胺通稱尼龍Ny（Nylon），是分子主鏈上含大量酰胺基團(tuán)結(jié)構(gòu)的線型結(jié)晶型高聚物，按鏈節(jié)結(jié)構(gòu)中C原子數(shù)量分為Ny6和Ny12等。PA樹(shù)脂大分子為極性分子，分子間結(jié)合力強(qiáng)，大分子易結(jié)晶。
（1）性能特點(diǎn)。在食品包裝上使用的主要是PA薄膜類制品，具有的包裝特性為如下。
①阻氣性優(yōu)良，但因分子極性較強(qiáng)，是一種典型的親水性聚合物，阻濕性差，吸水性強(qiáng)，且隨吸水量的增加而溶脹，其阻氣阻濕性能急劇下降。
②化學(xué)穩(wěn)定性良好，PA具有優(yōu)良的耐油性，耐堿和大多數(shù)鹽液的作用，但強(qiáng)酸能侵蝕它，水和醇能使Ny溶脹。
③PA抗拉強(qiáng)度較大，但隨其吸濕量的增多而使強(qiáng)度降低；抗沖擊強(qiáng)度比其他塑料明顯高出很多，且隨吸濕量增加而提高。
④耐高低溫性優(yōu)良，正常使用溫度范圍在-60～130℃，短時(shí)耐高溫達(dá)200℃。
⑤成型加工性較好，但熱封性不良（180～190℃），一般常用其復(fù)合材料。
⑥衛(wèi)生安全性好。
（2）適用場(chǎng)合。PA薄膜制品大量用于食品包裝，為提高其包裝性能，可使用拉伸PA薄膜，并與PE、PVDC或CPP等復(fù)合，提高防潮阻濕和熱封性能，可用于畜肉類制品的高溫蒸煮包裝和深度冷凍包裝。
2．聚乙烯醇（PVA）
PVA由聚醋酸乙烯酯經(jīng)堿性醇液醇解而得，分子結(jié)構(gòu)式為：
是一種分子極性較強(qiáng)且有高度結(jié)晶的高分子化合物。
（1）性能特點(diǎn)。包裝上PVA通常制成薄膜用于包裝食品，具有如下特點(diǎn)：阻氣性能很好，特別是對(duì)有機(jī)溶劑蒸汽和惰性氣體及芳香氣體；因其為親水性物質(zhì)，阻濕性差，透濕能力是PE的5～10倍，吸水性強(qiáng)、易吸水溶脹，且隨吸濕量的增加而使其阻氣性能急劇降低；化學(xué)穩(wěn)定性良好，透明度、光澤性及印刷性都很好；機(jī)械性能好，抗拉強(qiáng)度、韌性、延伸率均較高，但因承受吸濕量和增塑劑量的增加而使強(qiáng)度降低；耐高溫性較好，耐低溫性較差。
（2）適用場(chǎng)合。PVA薄膜可直接用于包裝含油食品和風(fēng)味食品，吸濕性強(qiáng)使其不能用于防潮包裝，但通過(guò)與其他材料復(fù)合可避免易吸潮的缺點(diǎn)，充分發(fā)揮其優(yōu)良的阻氣性能而廣泛用于肉類制品如香腸、烤肉、切片火腿等包裝，也可用于黃油、干酪及快餐食品包裝。
（五）聚酯（PET）和聚碳酸酯（PC）
1．聚酯（PET）
聚酯是聚對(duì)苯二甲酸和乙二酯的簡(jiǎn)稱，俗稱滌綸，具有較高的強(qiáng)韌性和較好的柔順性。
（1）性能特點(diǎn)。PET用于食品包裝，與其他塑料相比具有許多優(yōu)良的包裝特性：具有優(yōu)良的阻氣、阻濕、阻油等高阻隔性，化學(xué)穩(wěn)定性良好；具有其他塑料所不及的高強(qiáng)韌性能，抗拉強(qiáng)度是PE的5～10倍，是PA的3倍，抗沖強(qiáng)度也很高，還具有良好的耐磨和耐折疊性；具有優(yōu)良的耐高低溫性能，可在-70～120℃溫度下長(zhǎng)期使用，短期使用可耐150℃高溫，且高低溫對(duì)其機(jī)械性能影響很?。还饬镣该?，可見(jiàn)光透過(guò)率高達(dá)90％以上，并可阻擋紫外線；印刷性能較好；衛(wèi)生安全性好，溶出物總量很小；由于熔點(diǎn)高，故成型加工、熱封較困難。
（2）適用場(chǎng)合。PET制作薄膜用于食品包裝主要有四種形式：
①無(wú)晶型未定向透明薄膜，抗油脂性很好，可用來(lái)包裝含油及肉類制品，還可作食品桶、箱、盒等容器的襯袋。
②將上述薄膜進(jìn)行定向拉伸，制成無(wú)晶型定向拉伸收縮膜，表現(xiàn)出高強(qiáng)度和良好熱收縮性，可用作畜肉食品的收縮包裝。
③結(jié)晶型塑料薄膜，即通過(guò)拉伸提高PET的結(jié)晶度，使薄膜的強(qiáng)度、阻隔性、透明度、光澤性得到提高，包裝性能更優(yōu)越，可大量用于食品包裝。
④與其他材料復(fù)合，如真空涂鋁、K涂PVDC等制成高阻隔包裝材料，用于保質(zhì)期較長(zhǎng)的高溫蒸煮殺菌食品包裝和冷凍食品包裝。
PET也有較好的耐藥品性，經(jīng)過(guò)拉伸，強(qiáng)度好、又透明，許多清涼飲料都使用PET瓶包裝。PET不吸收橙汁的香氣成分d-檸檬烯，顯示出良好的保香性，因此，作為原汁用保香性包裝材料是很適合的。
（3）改性品種。新型“聚酯”包裝材料聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）與PET結(jié)構(gòu)相似，只是以萘環(huán)代替了苯環(huán)，PEN比PET具有更優(yōu)異的阻隔性，特別是阻氣性、防紫外線性和耐熱性比PET更好。PEN作為一種高性能、新型包裝材料，將有一定的開(kāi)發(fā)前景。
2．聚碳酸酯PC（Polycar Bonate）
（1）性能特點(diǎn)。PC大分子鏈節(jié)結(jié)構(gòu)的規(guī)整性決定了它能夠結(jié)晶，又難與熔體結(jié)晶，具有很好的透明性和機(jī)械性能，尤其是低溫抗沖擊性能，故PC是一種非常優(yōu)良的包裝材料，但因價(jià)格貴而限制了它的廣泛應(yīng)用。
（2）適用場(chǎng)合。在包裝上，PC可注塑成型為盆、盒，吹塑成型為瓶、罐等各種韌性高、透明性好、耐熱又耐寒的產(chǎn)品，用途較廣。在包裝食品時(shí)因其透明而可制成“透明”罐頭，可耐120℃高溫殺菌處理。存在的缺點(diǎn)是：因剛性大而耐應(yīng)力開(kāi)裂性差和耐藥品性較差。應(yīng)用共混改性技術(shù)，如用PE、PP、PET、ABS和PA等與之共混成塑料合金可改善其應(yīng)力開(kāi)裂性，但其共混改性產(chǎn)品一般都失去光學(xué)透明性。
（六）乙烯—醋酸乙烯共聚物（EVA）和乙烯—乙烯醇共聚物（EVAL）
1．乙烯—醋酸乙烯共聚物（EVA）
EVA由乙烯和醋酸乙烯酯（VA）共聚而得，EVA的性能取決于VA的分子量及其在共聚物中的含量，當(dāng)EVA分子量一定時(shí)，共聚物中VA含量低則接近于PE的性能，VA含量在10％～20％時(shí)能部分結(jié)晶而用于塑料；VA含量在10％左右時(shí)，EVA剛性較好，成型加工性、耐沖擊性比PE還好些；當(dāng)VA含量增大時(shí)，它的彈性、柔軟性、透明性增大，VA含量大于30％時(shí)的EVA性似橡膠；當(dāng)VA含量大于60％時(shí)便成為熱熔黏結(jié)劑。
（1）性能特點(diǎn)。EVA阻隔性比LDPE差，且隨密度降低透氣性增加；環(huán)境抗老化性能比PE好，強(qiáng)度也比LDPE高，增加VA含量能更好抗紫外線，耐臭氧作用比橡膠高；透明度高，光澤性好，易著色，裝飾效果好；成型加工溫度比PE低20～30℃，加工性好，可熱封也可黏合；具有良好抗霉菌生長(zhǎng)的特性，衛(wèi)生安全。
（2）適用場(chǎng)合。不同的EVA在食品包裝上用途不同，VA含量少的EVA薄膜可作呼吸膜包裝生鮮果蔬保鮮貯藏，也可直接用于其他食品的包裝；VA含量10％～30％的EVA薄膜可用作食品的彈性裹包或收縮包裝，因其熱封溫度低、封合強(qiáng)度高、透明性好而常作復(fù)合膜的內(nèi)封層。EVA擠出涂布在BOPP、PET和玻璃紙上，可直接用來(lái)包裝干酪等食品。VA含量高的EVA可用作黏結(jié)劑和涂料。
2．乙烯和乙烯醇共聚物（EVAL）
EVAL是乙烯和乙烯醇的共聚物，乙烯醇改善了乙烯的阻氣性，而乙烯則改善了乙烯醇的可加工性和阻濕性，故EVAL具有聚乙烯的易流動(dòng)加工成型性和優(yōu)良的阻濕性，又具有聚乙烯醇的極好阻氣性。
（1）性能特點(diǎn)。EVAL樹(shù)脂是高度結(jié)晶型樹(shù)脂，EVAL最突出的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)O2、CO2、N2氣體的高阻隔性，及優(yōu)異的保香阻異味性能。EVAL的性能依賴于其共聚物中單體的相對(duì)濃度，一般地，當(dāng)乙烯含量增加時(shí)，阻氣性下降，阻濕性提高，加工性能也提高；由于EVAL主鏈上有羥基而具親水性，吸收水分后會(huì)影響其高阻隔性，為此常采用共擠方法把EVAL夾在聚烯烴等防潮材料的中間，充分體現(xiàn)其高阻隔性能；EVAL有良好的耐油和耐有機(jī)溶劑性，且有高抗靜電性，薄膜有高的光澤度和透明度，并有低的霧度。
億木生醬香白酒包裝視覺(jué)規(guī)范設(shè)計(jì)
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（2）適用場(chǎng)合。EVAL作為高性能包裝新材料，目前已開(kāi)始用于有高阻隔性要求的包裝上，如真空包裝、充氣包裝或脫氧包裝，可長(zhǎng)效保持包裝內(nèi)部氣氛的穩(wěn)定。
EVAL可制成單膜，可共擠制成多層膜及片材，也可采用涂布方法復(fù)合，加工方法靈活多樣。杜邦公司還采用云母填充EVAL樹(shù)脂制成高阻隔包裝容器，使其阻隔性進(jìn)一步提高，二氧化碳的滲透性降低了3～4倍。目前由于EVAL的價(jià)格較高而限制了其在食品包裝上的廣泛應(yīng)用。
（七）離子鍵聚合物（Lonomer）
離子鍵聚合物是一種以離子鍵交聯(lián)大分子的高分子化合物，目前常用的是乙烯和甲基丙烯酸共聚物引入鈉離子或鋅離子交聯(lián)而成的產(chǎn)品，也稱離聚體，商品名為Surlyn。由于大分子主鏈有離子鏈存在，使聚合物具有交聯(lián)大分子的特性，在常溫下強(qiáng)度高，韌性大，但加熱到一定溫度時(shí)，其金屬離子形成的交聯(lián)可離解，表現(xiàn)其熱塑性，影響其再次熔融加工，冷卻后可再交聯(lián)，是一種高韌性的熱塑性塑料。
（1）性能特點(diǎn)。Surlyn薄膜用于食品包裝所表現(xiàn)的主要特性為：有極好的沖擊強(qiáng)度，抗張強(qiáng)度是LDPE的2倍多，且在低溫下也性能優(yōu)良；韌性彈性好，有優(yōu)良的抗刺破性和耐折疊性；阻氣性優(yōu)于PE，但阻濕性差；耐無(wú)機(jī)酸、堿和油脂性優(yōu)良；透明性優(yōu)良，光澤度高；耐低溫性良好，但高溫易氧化老化，正常使用溫度不應(yīng)高于80℃；成型加工性較好，印刷適應(yīng)性好，且無(wú)臭、無(wú)味、無(wú)毒，衛(wèi)生安全；但脂肪族烴、芳香烴及雜環(huán)化合物對(duì)Surlyn有溶脹性。Surlyn最大的特點(diǎn)是有極好的熱封性，在相同溫度條件下封合強(qiáng)度幾乎是PE、EVA的10倍，且熱封溫度低、范圍寬（100～160℃）。
（2）適用場(chǎng)合。離子型聚合物薄膜適用于形狀復(fù)雜或帶棱角的食品包裝，特別適用于包裝油脂性食品，可用作普通包裝、熱收縮包裝、彈性裹包，也可作復(fù)合材料的熱封層。
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