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包装材料是包装工程的一个重要内容，它主要研究用于包装的纸、塑料、玻璃、金属、木材、复合材料等包装方面的适用性及其制品的成型技术，包括材料的结构与性能，包装制品的生产和加工，以及材料与制品质量之间的内在联系和相互作用。为正确选择商品包装材料和制品成型技术打下基础。本章主要就塑性包装材料、纸、纸板、木材、和金属等包装材料就结构分类、组成、性能指标、成型加工等进行了叙述。同时就常用的包装材料进行了重点的论述，每种材料的性能进行了适用性分析。最后对粘结剂和涂料的组成和分类，常用粘结剂和常用涂料作了论述。通过以上知识的学习和掌握，可以掌握材料的特性并在使用时给予重要的指导。以便提高产品的包装效果，进而降低成本。塑料是可塑造成型的材料，其主要成份是树脂和添加剂。树脂决定各类塑料的物理和化学特性。树脂是塑料的基本成份。就象水泥把沙子、石块那样的填料，粘结成永久性的固体一样，塑料树脂能把填料或者有机和无机物粘结成一定形状的物品。塑料树脂是由许多重复单元或链节组成的大分子、高分子，也称聚合物、高聚物。目前世界上生产的高分子化合物大多应用于生产塑料.塑料作为包装材料近期被广泛地应用，与纸、木材、金属等包装材料相比，具有以下优点：(1)透明度好，内装物可以看清。(2)具有一定的物理强度。(3)防潮、防水性能好。(4)耐药品、耐油脂性能好。(5)耐热、耐寒性能良好。(6)耐污染，包装物卫生。(7)适宜于各种气候。3.1.1塑料包装材料的分类根据塑料包装材料制品形态将其分为六大类。(1)塑料薄膜。它包括普通薄膜、定向拉伸薄膜、涂布薄膜、复合薄膜等。薄膜可定义为厚度小于0.025cm的软质塑料薄片材料。(2)中空容器（瓶、罐）类。(3)塑料箱，包括食品周转箱。(4)编织袋。(5)塑料袋，包括胶合袋、捆扎绳等。(6)泡沫塑料等。3.1.1塑料包装材料的分类塑料包装材料按照机能分为：运输包装、贮藏包装、集合包装、保护包装、销售包装；按使用程度分为：一次性包装、再使用包装（回收包装）等按包装对象分为：食品包装、药品包装、纺织包装、液体包装、粉状包装、器械包装、危险品包装等;3.1.2塑料的组成与成型加工3.1.2.1塑料的组成塑料是可塑造成型的材料，它是以合成树脂为主要成份，加有其它添加剂，经一定温度、压力、时间等塑制成型或制成薄膜。树脂是塑料中最主要的组分，起着胶粘剂的作用，能将塑料中的其他组分粘结成一个整体。虽然加入各类添加剂改变塑料的性质，但树脂是决定塑料类型、性能和用途的根本因素。单一组分塑料中含有树脂几乎达100％，在多组分塑料中，树脂的含量约为30~70％。塑料组分中除了树脂外，还有下列添加剂:(1)填充剂(2)增塑剂(3)稳定剂(4)固化剂(5)着色剂(6)润滑剂塑料中除上述组分外，有时根据特殊用途，在塑料中还加入发泡剂、防粘剂、增韧剂、抗静电剂等。所以，通常我们所指的塑料是由合成树脂与添加剂等组分共同组成。反映各种添加剂与树脂重量的比例关系称为配方，它是根据制品的用途，所需性能和成型要求，再结合各种组分的特性和来源来制订的，合理的配方既能改善加工工艺条件，又能以较低的成本生产出优质产品，因此配方要经过多次反复实践，才能不断完善和提高聚乙烯的化学结构非常简单，易被放入晶格中，所以其结晶度高。链支化干扰了它的结晶能力，导致每单位体积中的相对分子质量减少，最终降低了密度。高密度聚乙烯和低密度聚乙烯都是由乙烯加成聚合而成。高密度聚乙烯的聚合过程是在相对温和的反应条件下，使用催化剂来完成的。3.1.2.1高密度聚乙烯(HDPE)HDPE约占美国包装塑料的30%。HDPE具有成本低、易成型、性能优良等特点，因此，广泛用于塑料瓶的制作。HDPE表面呈半透明状，对透明度要求高的包装不适合使用。但是，HDPE可以被涂上各种鲜亮的瓶子。使用HDPE有一个缺点是其环境应力开裂性。3.1.2.2低密度聚乙烯（LDPE）LDPE是最为广泛使用的包装聚合物。它占全美包装用塑料使用量的1/3。它的结晶度较低，是一种比HDPE更柔软的材料，不适于制作瓶子，但是可用于制作薄膜和包装袋。PP也是聚烯烃家族中的一员。约占美国包装用塑料的10%，中国约占到8%。它是一种加成聚和物。根据完全展开的聚合物链上的甲酯团的立体取向，可将PP分为三种类型:◆当甲酯官能团是无规取向时，形成无规聚丙烯。这个在包装方面的应用非常有限。◆全同立构的聚丙烯的甲酯官能团位于完全展开链的同侧，这使材料能够嵌入晶格中，所产生的结晶效果使材料具有对包装和其他应用都有益的性能。◆聚丙烯交替排列，甲酯官能团最初在一侧，后又移至另一侧。这种类型称为间同立构聚丙烯，目前在包装中还无重要的用途PS是一种加成苯乙烯聚合物，约占美国包装用塑料的10%，中国约占到8%。聚苯乙烯由于无法结晶，所以是一种无定形共聚物，另一方面，当温度适当提高后，PS在应力作用下易产生流动使之易于挤出和热成型。一般来说，聚苯乙烯是一种低成本的聚合物，它的水蒸气和气体的阻透性相对较差，化学反应性强于PP和PE。PVC是一种氯乙烯加成聚合物，约占美国包装用塑料的10%，中国约占到12%。PVC的透明度好，呈淡蓝色。由于它经久变黄，人们常将它涂成较深的蓝色，这种颜色最能将黄色掩盖掉。PVC在包装方面的主要用途是做热成型泡罩，也应用于水瓶、肉类的弹性外包装等方面。聚酯是一种含有酯类键系的聚合物。聚酯可分为热塑性和热固性塑料两种。目前包装及其他市场中，最常用的聚酯是聚对苯二甲乙酯（PET—polyethyleneterephthalate）。实际上，聚酯服装和地毯也是由PET制成的。PET对氧气和二氧化碳的耐受性是塑料中最好的，由于具有较好的阻透性，使其在饮料市场应用广泛。CPET（结晶聚酯）可制成置于微波炉、烤箱内的耐热的冷冻食品的包装托盘。PET的缺点之一是熔体强度低。PET的优点是可以回收，环保性强。以上讨论过的塑料，以质量计算，占所有包装用塑料的95%以上。但是，还有很多具有特殊用途的塑料。下面将对这类树脂作进一步的探讨。3.1.7.1聚偏二氧乙烯（PVDC）PVDC是一种偏二氧乙烯的加成聚合物。与PVC相比，PVDC为高度结晶性聚合物。包装用PVDC的最主要的优势是它的优良的阻透性。3.1.7.2醋酸乙烯聚合物3.1.7.2.1聚醋酸乙烯（PVA）PVA是一种醋酸乙烯的加成聚合物。它是一种无规、无定形聚合物。聚醋酸乙烯在包装方面的主要用途是粘合配方。3.1.7.2.2乙烯-醋酸乙烯酯聚合物（EVA）EVA是乙烯和醋酸乙烯的共聚物。因乙烯和醋酸乙烯的含量不同，配方不尽相同。EVA聚合物也用于粘合配方中。3.1.7.3乙烯醇聚合物3.1.7.3.1聚乙烯醇（PVOH）PVOH是由PVA水解得到。得到的PVOH开始时是无定形的，经取向后会结晶。它有优良的结晶性，相邻分子间有强大的吸引力，使其具有良好的阻透性能。3.1.7.3.2乙烯-乙烯醇聚合物在需要有氧气的阻透性的领域中，乙烯-乙烯醇（EVOH）的使用迅速增长。EVOH还是优良的溶剂和气味的阻透剂。3.1.7.4尼龙（聚酰胺）尼龙是一种半结晶性材料，其特点是有良好的力学性能和热稳定性。它的低温柔软性、屈服强度、爆破强度和热稳定性都很好。尼龙对气味、气体、油类的阻透性能都很好。尼龙在包装方面的应用：烤箱用袋、肉类真空包装袋、奶酪包装、改良环境的包装以及医用包装。3.1.7.5聚碳酸酯（PC——polycarbonate）聚碳酸酯是一种无定型聚合物。具有良好的亮度，呈微黄的光泽。它除了韧度和硬度好之外，还有优良的冲击强度、尺寸稳定性、耐热性和低温状态下表现出良好的性能。它对碱等其他的化合物的耐化学性相对较差，但耐水、油及酒类的性能较好。PC的成本相对较高，且对水和油的阻透性差PC在包装领域中主要应用于医用包装和22.7L的可再灌装的水瓶中。也可以用于可再装的奶瓶中。3.1.7.6离子型聚合物离子型聚合物是含有链间离子键合的聚合物。离子型聚合物有优良的熔体强度、清晰度、柔软度、强度和韧度。即使在低温条件下，它也表现出优越的冲击性能和抗穿刺性，是制作尖锐物品贴皮包装的理想材料。离子型聚合物的缺点是：气体阻透性差和易吸湿3.1.7.7氟聚合物氟聚合物是一种高成本的材料，在包装方面的主要用途是做包装设备的部件，如做热封机的不黏表面。可单独使用，通常用作复合结构的一部分。它在商业方面主要用于对湿度敏感的药品包装中，也可应用于军事和其他方面。在工业产品包装中纸类包装仍然占有非常重要的地位,我国的纸包装业发展也很快，用于包装的纸和纸板约占所有纸和纸板总产量的近40％左右.纸包装材料的优点：原材料广泛，价格低廉，容易形成大批量生产纸的均匀性好，单位面积强度大纸和纸板具有较好的吸墨性能，易黏结，印刷性能良好，字迹、图案清晰、牢固耐高、低温性能好根据商品设计相应尺寸、规格的包装，不易变形，卫生环保可以循环利用包装纸类一般可分为:(1)包装用原纸A纸张。普通包装纸、纸袋纸、中性包装纸、羊皮纸、鸡皮纸、半透明玻璃纸等。B纸板。包装纸板、标准纸板、牛皮箱纸板等(2)包装加工纸①纸张凡定量在150~200g/㎡以下的纸称为纸张，②纸板定量在150~200g/㎡以上的纸称为纸板。对于包装加工用纸可分为：A.防潮纸。石蜡纸、油纸、沥青纸等。B.防锈纸。接触防锈纸，气相防锈纸等。C.多层铝塑复合纸。D.瓦楞纸板等。（1）纸的结构。纸料是一种具有触变性结构的可塑体系。这个触变性胶体结构是由距离远的或距离大的（与原子大小相比较）相互作用的微小物体（纤维、填料粒子、胶料等）所组成。纸具有下列结构特点：A.具有多相复杂的结构要素成分。B.结构要素在三个相互垂直的方向上分布的各向异性，表现在纤维的排列方向不同，不同尺寸的纤维分布不同，以及胶料、染料、填料和含有的空气分布也不同。C.结构的多毛细孔胶体特征决定了纸的某些性质，如吸收性能、透气性、吸湿性、水分变化时的变形，由于干燥而在性质上产生的不可逆变化等。D.纸的结构要素之间具有决定纸的机械强度和其它性质的结合力。E.大多数纸的结构都有两面性，即纸幅的两面性质不同。（2）纸的机械强度。纸的机械强度通常用纸的整体性遭到破坏和结构发生不可逆改变的那些应力数值来表示。对纸的强度有影响的主要因素有：A.成纸中纤维相互间的结合力和这些力作用的表面积。B.纤维本身的强度，它们的柔韧性和大小。C.纸中纤维的分布◆抗张强度与伸长率◆耐折度◆耐破度◆撕裂度：撕裂度一般用绝对撕裂度、相对撕裂度、撕裂面积来表示。影响纸的撕裂度的因素有干燥条件、紧度、纸浆的类型及周围空气的相对温度等。◆耐磨强度◆抗冲击强度◆纸的湿强度◆纸的塑化一般纸张均可用于包装,包装所用的纸张应具有强度大、含水率低、透气性小，不含对包装产品有腐蚀性的物质，有良好的印刷性能。目前生产的包装用纸品种很多，主要的包装用纸包括:(1)羊皮纸羊皮纸有两种，一种是动物羊皮纸，一种是植物羊皮纸(2)普通食品包装纸(3)中性包装纸(4)鸡皮纸(5)玻璃纸和防油纸(6)牛皮纸(7)纸袋纸(8)防锈纸凡定量在150～200g/m2以上的纸种，一般称为纸板，它的主要用途是制作包装容器和衬垫材料。纸板可分为单层纸板和多层纸板。对于包装用各类纸板的基本要求是：A．表面应具有良好的印刷性能B．应具有良好的折叠性，折叠后不致破裂，且应具有均匀的基重及均匀厚度。C．经过裁切后，纸板应完全平整，不得有任何翘曲，且纸板层与层之间不能有脱层现象。D．应具有足够的劲度，使制成包装容器后，产品包装及堆高仍能保持其外形。E．应具有良好的抗水性、抗油性及尺寸稳定性，能耐各种气候变化而不致使纸箱尺码发生变化F．应具有一定的耐磨性，涂层应不易擦除或刮除。对几种主要用包装纸板及其性能进行介绍。(1)包装纸板是专用于制作工业产品和商品包装纸盒的一种薄型纸板，分为平板纸板和卷筒纸板两种。(2)黄纸板又称草纸板，是一种低级包装纸板。它主要用于作包装衬垫及将印刷好的未经印刷的胶版印刷纸等裱糊在表面，制作各种中、小型纸盒作包装食品、糖果、皮鞋等用。（3）白纸板是销售包装的重要