第二章 塑料包装材料

1. 第二章 塑料包装材料

2. Plastic recycling symbol • The symbol consists of a triangle formed by three "chasing arrows", with a specific number in the center that indicates the plastic resin from which the bottle is made.

3. Plastic recycling symbol

4. 火焰鉴别

5. 火焰鉴别

6. [优点] • 透明度好，内装物可看到 • 具有一定的物理强度 • 防潮，防水性能好 • 耐药品，耐油脂性能好 • 耐热，耐寒性能良好 • 耐污染，包装物卫生 • 适宜于各种气候 [缺点] • 强度不如钢铁 • 耐热度不及金属和玻璃 • 部分塑料含有毒单体 • 易带静电 • 废弃物的处理困难

7. ［物理机械性能好］ • 塑料的机械性能，如抗拉、抗压、抗冲击、抗弯曲强度等，主要取决于高聚物的聚合度、结晶度和内聚力等。聚合度与结晶度越大，高聚物的机械强度越大，内聚力越大，机械强度也越大。？？？分析 • 当晶体的晶格与应力方向完全平行时，这种取向结构的高聚物具有更好的机械强度。塑料在成型后要经过拉伸处理，就是为了使它具有一定程度的取向结晶结构。 ［阻隔性好］ • 塑料的阻隔性包括气体阻隔性、水蒸气阻隔性和保香性等，根据不同物品的要求选用不同程度的阻隔性包装。

8. ［优良的抗化学药品性］ • 一般塑料对酸、碱等普通化学药品，均有较好的耐腐蚀能力，如用石棉作填料制成的石棉酚醛塑料，可盛浓盐酸和磷酸，甚至能盛160℃的氢氟酸，大大超过玻璃容器的耐酸性；用硬质聚氯乙烯塑料容器，可耐90％的浓硫酸、各种浓度的盐酸和60℃～80℃的碱溶液。 ［有良好的加工适应性］ • 各种塑料，特别是热塑性塑料，有良好的加工适应性。如许多塑料挺力和滑性较好，具有热成型适应性、机械加工适应性和热封适应性等优良。此外，大多数塑料还具有优良的电绝缘性。

9. 第一节　塑料的组成与成型加工 塑料是以合成的或天然的高分子化合物如合成树脂、天然树脂等为主要成分，并配以一定的助剂如填料、增塑剂、稳定剂、着色剂等经加工可塑成型，并在常温下保持其形状不变的材料。

10. 第一节　塑料的组成与成型加工 • 树脂 天然树脂 • 合成树脂 • 塑料 填充剂 • 增塑剂 • 助剂 稳定剂 • 固化剂 • 着色剂 • 润滑剂

11. （1）树脂 树脂是塑料的主要成分，它在塑料中起胶粘剂作用；塑料的性质主要取决于所用的树脂。 单一组分塑料含树脂100％；多组分塑料树脂含量30～70％ （2）填充剂 能改善塑料的某些惰性性能的物质称为填充剂，又称填料。 加入填充剂的目的 增量 降低成本 改善塑料的硬度、冲击强度、耐磨性、尺寸稳定性 耐热性能、电性能、抗化学性能、美化外观作用 填充剂种类： 有机——木粉、棉花、纸张、木材单片 无机——碳酸钙、硅酸盐、粘土、滑石粉、石膏、石棉、金属 粉、玻璃纤维 填充剂的用量一般在40％以下。

12. （3）增塑剂 为改进塑料成型加工时的流动性、弹性和增进制品柔顺性而加入的一类物质，可制作塑料薄膜、片材、管子和其他柔软产品。 它可以通过降低聚合物分子间的作用力来达到上述目的，起到内部润滑剂的作用。 增塑剂大多是低挥发性的液体有机物，少数为熔点较低的固体。 常用的增塑剂：邻苯二甲酸酯 脂肪二元酸酯 磷酸酯 环氧化合物 含氟化合物 增塑剂的用量一般不超过40％。 其作用： 柔韧性、抗冲击性、弹性、可模塑性和软度 强度、耐热性、尺寸稳定性、抗溶剂性

13. 聚合物的老化 高分子材料在长期使用过程中，由于受到氧、热、紫外线、机械力、水蒸气以及微生物等因素的作用，逐渐失去弹性，出现龟裂，变硬变脆或发粘软化，失去光泽或变色，物理—机械性能变差等现象。 高分子化合物本身的结构和环境条件等因素造成高分子的交联和高分子的裂解，是引起老化的主要原因。 (1)老化以大分子的交联为主时：表现为失去弹性、变硬变脆、出现龟裂等。 (2)老化以大分子的裂解为主时：表现为失去刚性、变软发粘、出现蠕变等。

14. （4）稳定剂 稳定剂：凡能阻缓材料老化变质的物质，又叫防老化剂。 稳定剂能阻止或抑制聚和物在成型加工或使用中因受热、光、氧、微生物等因素的影响所引起的破坏作用。 稳定剂种类：热稳定剂 光稳定剂（紫外线吸收剂、光屏蔽剂等） 抗氧剂等。 稳定剂的用量一般低于2％，但有时可达5％以上。 常用热稳定剂：脂肪酸、酚和醇类的铬、镍 、锌盐 有机锡化合物、胺类、环氧油和酯、 亚磷酸酯、硫醇类 常用光稳定剂：一羟二苯甲酮衍生物、取代丙烯酸酯、芳酯镍络合物、颜料 常用抗氧化剂：酚、芳香胺、正磷酸酯类、含硫化合物

15. (5) 固化剂 • 又称硬化剂。其作用：在塑料树脂中生成横跨键，使大分子交联，由线形 体形结构。 • 固化剂种类： • 随塑料制品及加工条件不同而不同 • 六次甲基四胺 酚醛树脂 • 胺类、酸酐类、酰胺类 环氧树脂 • 过氧化物 聚酯树脂

16. （6）着色剂 能使塑料具有色彩或特殊光学性能的物质。 着色剂种类：染料＋颜料 染料和颜料区别：溶解度 (1) 染料：在塑料化合物中充分溶解 颜料：不易溶解，但可扩散在整个制品中 (2) 在塑料制品使用的整个过程中，颜料比染 料更稳定，不易退色 颜料 染料

17. （7）润滑剂 为改进塑料熔体的流动性、减少或避免对塑料制品加工设备的黏附，提高制品表面光洁度而加入的物质。 润滑剂种类：内润滑剂＋外润滑剂 内润滑剂：与塑料树脂有一定的相溶性，可减少树脂分子间作用力，降低熔体粘度，减弱熔体间内摩擦力 内润滑剂种类：硬脂酸及其盐、硬脂酸丁酯、 硬脂酰胺 外润滑剂：与塑料树脂相溶性小，在成型过程中可从内部析出表面而黏附于设备的接触表面，形成一层润滑剂层，降低了熔体和接触表面间的摩擦，防止塑料熔体对设备的粘结。 外润滑剂：硬脂酸、石蜡、矿物油及硅油 润滑剂的用量一般低于1％。

18. 常用的助剂还有抗静电剂、阻烯剂、驱避剂、发泡剂、增韧剂等。常用的助剂还有抗静电剂、阻烯剂、驱避剂、发泡剂、增韧剂等。 塑料的性能是由合成树脂决定的，而所用助剂可改善塑料的某一方面的性能。 根据实际使用要求，不同的塑料可选用不同的助剂，而同一种树脂，加入不同的助剂，可制成性能上相差很大的塑料制品。

19. 　热塑性塑料和热固性塑料 • 热塑性塑料——加热时可以塑制成型，冷却后固化保持其形状。这种过程能反复进行，即可反复塑制。 • 热固性塑料——加热时可塑制成一定形状，一旦定型后即成为最终产品，再次加热时也不会软化，温度升高则会引起它的分解破坏，即不能反复塑制。 • 热塑性塑料主要有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯聚酰胺、聚酯等。 • 热固性塑料的主要有酚醛塑料、脲醛塑料、密胺塑料等。 • 塑料包装使用的原料以热塑性高聚物为主，少量使用热固性树脂

20. 热塑性高分子材料 高聚物分类及命名 一.高分子材料的分类 热固性高分子材料

21. 高聚物分类及命名 热塑性高分子材料和热固性高分子材料的对比 热塑性高分子材料 热固性高分子材料 分子结构 线型及支链型大分子 线型大分子，固化 后成为三维体型大分子 热行为 受热可熔化，冷却又 制成制品后即成为 变硬，可反复此过程 不溶不熔的材料 溶解性 可溶于特定的溶剂 仅在某些溶剂中溶胀 成型方法 可用注射、挤出、 可用模压、层压成型 压延、热成型等方法 及机械加工等方法 加工，也可用机械 加工的方法 透明性 多数材料能制成 制品几乎全不透明 透明制品 可回收性 多数可回收再用 不能回收再用

22. 聚合物的分类与命名 • 1 高聚物分类： • 按高聚物来源 • 聚合反应类型 • 高聚物用途或工艺性质 • 高分子的几何结构 • 高聚物的热行为 • 高聚物的主链结构 • 见P63，表2－1

23. 高聚物分类及命名P65-66 • 3.缩写符号 • 缩写 英文名称 中文名称 习惯名称 商品名或别名 • ABS acrylonitrile-bu 丙烯氰-丁二烯- ABS树脂 abson • tadiene-styrene 苯乙烯共聚物 阿布松 • CA cellulose acetate 醋酸纤维素 醋酸酯 acetate • CN cellulose nitrate 硝酸纤维素 赛璐珞,硝酸酯 celluloid • EVA ethylene-vinyl 乙烯-醋酸乙烯 • acetate 共聚物 • PA polyamide 聚酰胺 尼龙,锦纶 nylon • PC polycarbonate 聚碳酸酯 • PE polyethylene 聚乙烯 聚乙烯 polythene • PP polypropylene 聚丙烯 聚丙烯 polypropene • PS polystyrene 聚苯乙烯 • PVC poly(vinyl choride) 聚氯乙烯 聚氯乙烯

24. 塑料包装材料分类 • 包装材料制品形态： • 塑料薄膜 • 中空容器 • 塑料箱 • 编织袋 • 塑料袋 • 泡沫塑料

25. [CH2 CH2］n 分子结构(锯齿型)最简单 价廉 产量最大 用量最大 聚乙烯，均为晶型结构，仅熔态时处于无 定型结构 LDPE：相对密度0.918～0.930，结晶度56～65％ MDPE：相对密度0.931~0.945，结晶度66～73％ HDPE：相对密度0.946~0.970，结晶度74～95％ 第二节 加聚合成树脂类塑料 聚乙烯Polyethylene PE

26. （1）识别特征： 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。 第二节 加聚合成树脂类塑料 聚乙烯Polyethylene PE

27.  聚合方法： 高压法、中压法、 低压法。 主要品种： 低密度、中密度、高密度、线性低密度、超高分子量 第二节 加聚合成树脂类塑料 聚乙烯PolyethylenePE

28. （2）结构与性能关系 第二节 加聚合成树脂类塑料 聚乙烯PolyethylenePE

29. 易分子内链转移，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及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）。 b. LDPE性能： 第二节 加聚合成树脂类塑料 2. 聚乙烯的品种及性能 聚乙烯PolyethylenePE

30. 第二节 加聚合成树脂类塑料 聚乙烯PolyethylenePE 2. 聚乙烯的品种及性能 （1）低密度聚乙烯（LDPE） 自由基聚合 a. 高压法：150－200Mpa, 180-220°C 催化剂：O2（微量）

31. 第二节 加聚合成树脂类塑料 2. 聚乙烯的品种及性能 聚乙烯PolyethylenePE • 用途： • 低密度聚乙烯机械强度、透光性、透湿 • 性、耐溶剂性均较差；但其伸长率、耐冲击 • 性、柔软性、透明度则较高，所以广泛应用 • 于 • 包装袋、薄膜、合成纸、片材和电线包覆材料。 • 吹塑瓶、挤压软管用于调味品、药品包装 • 瓶盖、瓶塞等容器附件 • 泡沫塑料缓冲材料

32. 第二节 加聚合成树脂类塑料 聚乙烯PolyethylenePE 2. 聚乙烯的品种及性能 （2）高密度聚乙烯（HDPE） 阴离子配位聚合 a. 低压法：0.49-1.47Mpa，70－100 °C 催化剂：齐格勒－纳塔型

33. 第二节 加聚合成树脂类塑料 聚乙烯PolyethylenePE 2. 聚乙烯的品种及性能 • b.HDPE 性能： • 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80 °C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。

34. 第二节 加聚合成树脂类塑料 聚乙烯PolyethylenePE 2. 聚乙烯的品种及性能 c. HDPE用途： 1) 适于制成瓶、罐、桶、箱等多种包装容器. 2) 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。 3) 作为蒸煮袋，包装豆制品、生面条、热毛巾等；也可用于面包、点心的包装；可制成复合薄膜用于快餐包装。 4)集装箱、托盘，大型桶用于鲜奶、化工产品等周转包装，瓶用酸奶、洗涤液漂白剂包装，瓶盖、瓶塞等容器附件．

35. 第二节 加聚合成树脂类塑料 聚乙烯PolyethylenePE 2. 聚乙烯的品种及性能 • （3）中密度聚乙烯（MDPE） • a. 制法： • 低压法：乙烯＋丙烯、丁烯等； • 高、低密度PE两种材料混合而成； • 高压法：乙烯＋醋酸乙烯、丙烯 • 酸酯等。

36. 2. 聚乙烯的品种及性能 b. MDPE性能： 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。 c. MDPE用途： 适于制成瓶、桶等包装容器；由于其耐寒性、耐热性较好，可用于蒸煮袋和食品冷冻包装。 聚乙烯PolyethylenePE

37. 第二节 加聚合成树脂类塑料 聚乙烯PolyethylenePE 2. 聚乙烯的品种及性能 （4）线性低密度聚乙烯（LLDPE） 阴离子聚合 a. 低压法：0.8-2.0Mpa, 100 °C 催化剂：离子型 乙烯＋烯烃 （丙烯，1－丁烯，1－戊烯）

38. 第二节 加聚合成树脂类塑料 2. 聚乙烯的品种及性能 聚乙烯PolyethylenePE b.LLDPE 性能：  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30－40 °C，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。

39. 第二节 加聚合成树脂类塑料 聚乙烯PolyethylenePE 2. 聚乙烯的品种及性能 c. LLDPE用途： 特别适宜制作超薄包装薄膜,其厚度可比低密度 聚乙烯减薄20％，是一种很有发展前途的塑料包装 材料。 三种PE链结构比较 LDPE： HDPE： LLDPE：

40. 第二节 加聚合成树脂类塑料 聚乙烯PolyethylenePE 2. 聚乙烯的品种及性能 • （5）超高分子量聚乙烯（UHMW－PE） • a. 合成方法：与HDPE类似。 • b.性能： • 线型分子结构，结晶度80－85％。 • 机械强度＞＞HDPE，优异的抗环境应力开裂性、抗高温蠕变性、耐磨性和抗疲劳强度，低吸湿。 • 塑料中吸收能量最好的一种。 • 熔体粘度很大，加工困难。 • c. 用途： • 可制成大型包装容器如：桶、集装箱以及特种薄膜等。

41. 第二节 加聚合成树脂类塑料 聚乙烯PolyethylenePE 2. 聚乙烯的改性 （1）增强或交联：  ＋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。

42. 第二节 加聚合成树脂类塑料 聚乙烯PolyethylenePE 2. 聚乙烯的改性 （2）共聚改性： 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。

43. 聚乙烯 —EPE（俗称珍珠棉） 分为片材、板材、管材、棒材及其分割切片造型等；广泛适用包装任何形状货品，例如：电子、塑胶制品、玩具、五金、手袋、鞋材、家俱、电镀产品、钟表产品、灯饰、玻璃制品、陶瓷器皿、工艺美术品、漆器制品等产品包装。特别是电子产品如：电脑、电视、音响、音箱等各类电器的抗静电缓冲包装。珍珠棉属于环保型，特点是弹性好、韧性强。也可造救生衣、浮板、旅行袋，帽等。

44. 第二节 加聚合成树脂类塑料 聚丙烯Polypropylene , PP [CH2 CH］n CH3 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。

45. 第二节 加聚合成树脂类塑料 聚丙烯Polypropylene , PP 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。 • 无规PP： 不结晶，作为防水纸涂层及黏合剂、石蜡、润滑油、沥青等材料的掺合剂

46. 1. 识别特征： 类似于PE：白色蜡状，无毒、无味。但密度是目前塑料中最小的，硬度高，透明度高。 易燃，无自熄性，火焰上黄下蓝，有石蜡气味，微有黑烟。 第二节 加聚合成树脂类塑料 聚丙烯Polypropylene , PP

47. 第二节 加聚合成树脂类塑料 2. 性能： 聚丙烯Polypropylene , PP （1）优点 • 结晶度高，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。尤其是其耐热 性是通用塑料中最高的，可在100℃～120℃长期使 用，在高温时抗张强度保留率高。 •  极好的耐弯曲疲劳强度。 • 能耐80°C以下的酸、碱、盐溶液及大多数有机溶 剂，如聚丙烯包装盒就利用了这一特性。

48. 第二节 加聚合成树脂类塑料 聚丙烯Polypropylene , PP 2. 性能： （2）缺点 •  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，不适宜在低温下使 用，且容易受光、氧的影响。 •  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。粘接或印刷前必须经过 表面处理。

49. 第二节 加聚合成树脂类塑料 聚丙烯Polypropylene , PP 3. 用途： 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。

50. 印刷包装用聚丙烯薄膜有双向拉伸和未经拉伸两种薄膜：印刷包装用聚丙烯薄膜有双向拉伸和未经拉伸两种薄膜： • 未拉伸聚丙烯薄膜： • 1) 透明度、防潮性和耐划痕性良好 • 2) 光泽、耐寒性和机械强度差 • 用途：点心、面包、水果和纤维制品等的包装 • 双向拉伸聚丙烯薄膜： • 1) 机械强度、耐寒性和光泽度有很大提高 • 2) 具有一定的防潮保鲜性能，常用于脆点心、冰淇淋、鲜花、糖果，尤其湿香烟的包装；厚度<0.013mm薄膜，强度好，成本低，可作大包装袋，也可大量用于捆扎绳带。 • 3) 具有热收缩性，用于百货、干脆点心等食品的收缩包装材料 • 4) 缺点：带有静电，其耐寒性剂氧气透过率大 • 5) 聚丙烯复合薄膜热封性、气密性和抗紫外线性优良，多用于冷冻食品的包装、医用包装袋、机油和润滑油的包装 • 见P83，表2－13聚丙烯薄膜的主要用途