第四章食品包装用塑料材料及其包装容器

第四章食品包装用塑料材料及其包装容器长春工业大学化学与生命科学学院食品包装用各种塑料本章主要内容第一节塑料的基本概念、组成及包装性能第二节食品包装常用的塑料树脂第三节软塑包装材料第四节塑料包装容器及制品第一节塑料的基本概念、组成及包装性能一、塑料的组成是一种以高分子聚合物——树脂为基本成分，再加入一些用来改善其性能的各种添加剂制成的高分子材料聚合物树脂：由低分子化合物通过聚合，形成结构上具有很多同样链节重复出现的高分子聚合物；添加剂：改善塑料的性能，用量少、作用大；1、高分子聚合物特点：分子量大、原子数多、分子长度长；性能：化学惰性、难溶、强韧性好；作用：决定塑料性能；2、添加剂增塑剂：提高柔韧性和可塑性；稳定剂抗氧剂：防止塑料氧化；光稳定剂：防止塑料树脂老化；热稳定剂：防止塑料受热降解；填充剂：改善塑料使用性能；着色剂：改变固有颜色；其他添加剂：润滑剂、发泡剂、抗静电剂、阻燃剂等；热塑性塑料以加成聚合树脂为基料，如PE、PP、PVC、PVA等在一定温度范围内能反复受热软化流动和冷却硬化成型成型加工简单；刚硬性低；耐热性不高；热固性塑料以缩聚树脂为基料，如氨基塑料、酚醛塑料、环氧塑料等固化后再次受热，只能分解，不能软化和反复塑制成型耐热性好、刚硬、不熔、较脆二、塑料的分类阻透性：阻气性、阻水性、阻光性力学性能：硬度、抗压和抗弯强度、撕裂强度、戳刺强度稳定性：耐高低温性、耐化学性、耐老化性卫生安全性：无毒性、耐腐蚀性加工工艺性：成型加工、操作加工、印刷三、塑料包装材料的主要性能指标PE、PP、PS、PVC、PVDC、PA、PVA、PET、PC、EVA、EVAL等第二节食品包装常用的塑料树脂一、聚乙烯（PE）无臭、无毒，乳白色蜡状固体，柔顺性好聚乙烯塑料：PE树脂+润滑剂、抗氧化剂阻隔性：阻湿性好；阻气性差；稳定性：耐低温；不耐高温；耐油性差；机械力学性：抗拉、抗撕裂，柔韧性好；加工工艺性：成型性好；热封性好；印刷性差；卫生安全性：无臭、无毒，安全卫生；1、包装性能LDPE防潮包装、保鲜包装、冷冻包装、热收缩包装、复合材料的热封层和防潮涂层HDPE薄膜包装（大量）；复合膜的热封层；制成瓶、罐等容器2、种类和特点二、聚丙烯（PP）阻隔性：与HDPE相似（仍较差）稳定性：化学稳定性好；耐高温；不耐低温机械力学性：强度、硬度、刚性优于PE加工工艺性：光泽透明；成型性好；热封性和印刷性差卫生安全性：卫生安全性高1、包装特性2、应用制成薄膜材料（BOPP、OPP、CPP）制成热收缩膜制成透明的容器或制品（瓶罐、捆扎绳、带）BOPP薄膜BOPP胶带OPP袋阻隔性：阻湿、阻气性差稳定性：化学稳定性差；耐热性差；耐低温性好机械力学性：较高的刚硬性；脆性大加工工艺性：光泽透明；成型性好；易着色和印刷卫生安全性：安全、无毒无味（残留单体）三、聚苯乙烯（PS）1、包装特性2、应用制成透明食品盒、水果盘、小餐具等；制成收缩薄膜和热成型包装容器；EPS用作保温及缓冲材料；3、改性品种改性产品ABS1、性能特点热稳定性差加入稳定剂和增塑剂，以改善成型加工性四、聚氯乙烯（PVC）2、包装特性阻隔性：阻气阻油性优于PE，阻湿性不如PE；稳定性：化学稳定性优良；耐高低温性差；机械力学性能：硬质PVC的抗拉强度和刚性较好；加工工艺性：着色性、印刷性和热封性较好；卫生安全性：不安全（残留单体、增塑剂、稳定剂）3、包装应用软质PVC制作弹性拉伸膜和热收缩膜（生鲜果蔬）硬质PVC中增塑剂量很小，可直接用于食品包装五、聚偏二氯乙烯（PVDC）1、性能特点软化温度高，接近其分解温度；在热、紫外线等作用下易分解；与一般增塑剂相容性差，加热成型困难；2、包装特性阻隔性：阻隔性很高；稳定性：耐高低温性良好；化学稳定性很好；加工工艺性：透明光泽；成型加工困难，热封性较差；卫生安全性：不安全因素；3、应用制成收缩膜用于畜肉制品的灌肠包装；复合包装材料；复合材料粘合剂；K涂；阻隔性：阻气不阻湿；稳定性：耐油、耐碱、耐盐；耐高低温；机械力学性：良好，抗拉强度很好；加工工艺性：成型加工性和印刷性好；热封性不良；卫生安全性：好六、聚酰胺（PA）1、包装特性2、包装应用主要制成薄膜PA薄膜与PE、PVDC或CPP等复合，用于畜肉类制品的高温蒸煮包装和深度冷冻包装阻隔性：阻气性好；阻湿性差，吸水性强；稳定性：化学稳定性良好；耐高温；不耐低温；机械力学性：抗拉强度、韧性、延伸率均较高；加工工艺性：透明光泽；印刷性好；卫生安全性：无毒无味，安全卫生七、聚乙烯醇（PVA）1、包装特性2、应用常制成PVA薄膜（直接包装含油食品和风味食品）与其他材料复合，用于肉类制品（如香肠、烤肉）、黄油、干酪等食品1、包装特性阻隔性：阻气、阻湿、阻油等高阻性；稳定性：化学稳定性良好；耐高低温；机械力学性：有极高的强度性能；加工工艺性：成型性、热封性较差；光亮透明，印刷好卫生安全性：好；八、聚酯（PET）2、应用PET薄膜透明薄膜：包装油及肉类制品；作衬袋拉伸收缩薄膜：畜肉食品的收缩包装定向拉伸薄膜：大量用于食品包装复合材料：包装高温杀菌和冷冻食品（如真空涂铝、K涂）饮料和果汁包装瓶：耐药品性和保香性良好的透明性和机械性能；耐高低温可注塑成盆、盒，吹塑成瓶、罐等价格贵九、聚碳酸酯（PC）1、性能特点VA含量较低：接近于PE的性能VA含量10%左右：刚性、强度和成型加工性较好VA含量10～20%：用作塑料VA含量﹥30%：EVA性似橡胶VA含量﹥60%：热熔黏结剂十、乙烯—醋酸乙烯共聚物（EVA）2、包装特性阻隔性：比LDPE差；稳定性：抗老化性比PE好；机械力学性能：强度比LDPE高；加工工艺性：透明光泽；成型性好；可热封和粘合；卫生安全性：抗霉菌，卫生安全；VA含量低的EVA膜：包装生鲜果蔬EVA膜(VA10～30%)：食品收缩包装；复合膜的内封层VA含量高的EVA：黏结剂和涂料3、应用1、性能特点高阻气性、保香阻异味性；耐油、耐有机溶剂性良好；高光泽度和透明度；高抗静电性；十一、乙烯—乙烯醇共聚物（EVAL）2、应用用于有高阻隔性要求的包装上如真空包装、充气包装或脱氧包装离子键聚合物聚氨酯氟聚酯十二、离子键聚合物及其他塑料树脂可降解塑料的含义：化学上：废弃物化学结构发生变化，最终降解成CO2和H2O物理上：废弃物在较短时间内力学性能下降，应用功能丧失形态上：废弃物在短时间内破裂、崩碎、粉化成无害物质十三、环境可降解塑料1、生物可降解塑料定义：指能够为微生物分解的塑料，其产物为CO2、H2O或一些低分子化合物生物合成聚酯塑料天然高分子材料合成生物可降解塑料共混型生物可破坏塑料定义：指光照下能使聚合物的键断裂，而使其降解的塑料方法：合成光降树脂或使用添加剂应用：农用薄膜2、光降解塑料软塑包装材料：指塑料的挠性包装材料，即薄膜薄膜：厚度＜0.25mm板材：厚度＞0.25mm第三节软塑包装材料热收缩薄膜拉伸薄膜弹性薄膜普通薄膜塑料薄膜复合薄膜单种塑料薄膜一、塑料薄膜的成型加工1、熔融挤出成型2、平挤拉伸成型一、塑料薄膜的成型加工3、流涎法成型4、压延法成型一、塑料薄膜的成型加工1、普通塑料膜未经拉伸处理，其包装性能主要取决于树脂的品种阻湿性：PVDC、PET、拉伸PP、PE；阻气性：PVDC、PVA、PET、EVAL、PA；耐高温性：PVDC、PA、PET、CPP；二、常用食品包装塑料薄膜表4-1常用单一薄膜性能比较2、定向拉伸塑料薄膜定义：种类单向拉伸膜：OPP、OPS、OPET、OPVDC双向拉伸膜：BOPP、BOPE、BOPS、BOPA普通塑料薄膜定向拉伸拉紧热定型冷却定向拉伸薄膜软化温度—熔融温度软化温度—熔融温度定义：拉伸薄膜在高于拉伸温度、低于熔点温度的条件下，分子热运动使其从定向分布状态又恢复到拉伸前的无规则状态，使拉伸薄膜沿拉伸方向收缩还原，此薄膜称......种类PVC：包装杂货、食品、水果等PP：录音磁带的多件包装PE：饮料的热收缩包装3、热收缩薄膜PVCPE表肉类制品常用的两类热收缩包装复合膜特性定义：一种具有特殊性能的薄膜（较大的伸长率和弹性，足够的强度和自粘性）种类：EVA和LLDPE→理想品种4、弹性（拉伸）薄膜表4-2常用弹性薄膜的性能由两层或两层以上的不同挠性材料组合而成复合基材有：塑料薄膜、铝箔、纸等三、复合软包装材料1、复合软包装材料的结构要求内层无毒、无味、耐油化学稳定性好，能热封或粘合PE、CPP、EVA外层光学性能和印刷性好耐磨耐热，具有强度和刚性PET、PA、纸、铝箔中间层具有高阻隔性常用铝箔和PVDC、铝箔纸/PE/Al/PE外层中间层内层2、复合工艺方法及其复合材料涂布法定义：在基材表面涂上涂布剂并经干燥或冷却基材：纸、玻璃纸、铝箔及各种塑料薄膜涂布剂：PVDC；LDPE和EVA典型涂布复合材料：PT/PEOPP(NY)(PET)/PE(EVA)共挤法定义：用两台或两台以上的挤出机，分别将加热熔融异种塑料从一个模孔中挤出成膜基材：PE、PP如LDPE/PP/LDPELDPE/LDPE2、复合工艺方法及其复合材料层合法定义：用黏合剂把两层或两层以上的基材黏合在一起而形成复合材料基材：纸、铝箔等如纸/铝箔/PE2、复合工艺方法及其复合材料表4-3复合薄膜的构成、特性及用途3、高温蒸煮袋用复合膜具有特殊耐高温要求高温蒸煮袋：121℃，30min超高温蒸煮袋：135℃，30min透明：PET或PA(外)；CPP(内)；PVDC或PVA(中)不透明：中间层为铝箔4、高阻隔性薄膜EVOH薄膜K涂膜镀铝膜塑料中空容器热成型容器塑料箱钙塑瓦楞箱塑料包装袋第四节塑料包装容器及制品一、塑料瓶1、塑料瓶成型工艺方法挤-吹工艺(LDPE,HDPE,PVC小口瓶)注-吹工艺(LDPE,HDPE,PVC,PS,PET大口瓶)挤-拉-吹工艺(PP,PVC瓶)注-拉-吹工艺(PET,PP,PS瓶)2、食品包装常用塑料瓶硬质PVC瓶无毒、质硬、透明用于食用油、酱油等液态食品PE瓶不透明、高透气性、渗油高阻湿性、低价格药品片剂包装硬质PVC瓶PE瓶PET瓶高强度、高阻隔性、透明美观；阻气、保香性好，质轻，再循环性好用于含气饮料包装(常用K涂复合瓶)PS瓶光亮透明、尺寸稳定阻气防水性较好，价格较低适用于对O2敏感的产品包装耐有机溶剂性差（不能包装香水，调料）2、食品包装常用塑料瓶PET瓶PS瓶PC瓶（了解）高强度和透明度，耐热、耐油、耐冲击价格昂贵，加工性能差，故应用较少PP瓶（了解）透明度、耐油性、耐热性比PE瓶好透明度、刚性和阻气性不如PVC瓶低温下耐冲击能力较差，很少应用2、食品包装常用塑料瓶PC瓶PP瓶二、塑料周转箱和钙塑瓦楞箱1、塑料周转箱（PP，PE）HDPE周转箱：耐低温性能较好PP周转箱：抗压性能较好EPS发泡周转箱：隔热防震缓冲，生鲜果蔬的低温保鲜隔热缓冲用于啤酒、汽水、生鲜果蔬、牛奶、禽蛋、水产品等的运输包装2、钙塑瓦楞箱材料：树脂（PP、PE）+少量助剂（CaCO3、CaSO4、滑石粉等填料）→复合材料优点：防潮、防水、高强度、质轻、美观缺点：表面光滑，缓冲性差，堆叠稳定性差，成本高应用：高湿环境下的冷冻食品、水产品和畜肉制品表4-4钙塑瓦楞箱和牛皮纸瓦楞箱的性能比较三、其他塑料包装容器及制品1、塑料包装袋单层薄膜袋（PE，PP）LDPE吹塑薄膜：小食品包装HDPE吹塑薄膜：背心式购物袋LLDPE吹塑薄膜：垃圾袋PP吹塑薄膜：服装及食品的包装袋1、塑料包装袋复合薄膜袋采用多层复合薄膜制成如蒸煮袋网眼袋HDPE