第四章 食品包裝用塑料材料及其包裝容器.ppt

1、第四章 食品包裝用塑料材料及其包裝容器,長(zhǎng)春工業(yè)大學(xué) 化學(xué)與生命科學(xué)學(xué)院,食品包裝用各種塑料,本章主要內(nèi)容,第一節(jié) 塑料的基本概念、組成及包裝性能 第二節(jié) 食品包裝常用的塑料樹(shù)脂 第三節(jié) 軟塑包裝材料 第四節(jié) 塑料包裝容器及制品,第一節(jié) 塑料的基本概念、組成及包裝性能,一、塑料的組成 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材料 聚合物樹(shù)脂：由低分子化合物通過(guò)聚合，形成結(jié)構(gòu)上具有很多同樣鏈節(jié)重復(fù)出現(xiàn)的高分子聚合物； 添加劑：改善塑料的性能，用量少、作用大；,1、高分子聚合物,特點(diǎn)：分子量大、原子數(shù)多、分子長(zhǎng)度長(zhǎng)； 性能：化學(xué)惰性、難溶、強(qiáng)韌性好； 作

2、用：決定塑料性能；,2、添加劑,增塑劑：提高柔韌性和可塑性； 穩(wěn)定劑 抗氧劑：防止塑料氧化； 光穩(wěn)定劑：防止塑料樹(shù)脂老化； 熱穩(wěn)定劑：防止塑料受熱降解； 填充劑：改善塑料使用性能； 著色劑：改變固有顏色； 其他添加劑：潤(rùn)滑劑、發(fā)泡劑、抗靜電劑、阻燃劑等；,熱塑性塑料 以加成聚合樹(shù)脂為基料，如PE、PP、PVC、PVA等 在一定溫度范圍內(nèi)能反復(fù)受熱軟化流動(dòng)和冷卻硬化成型 成型加工簡(jiǎn)單；剛硬性低；耐熱性不高； 熱固性塑料 以縮聚樹(shù)脂為基料，如氨基塑料、酚醛塑料、環(huán)氧塑料等 固化后再次受熱，只能分解，不能軟化和反復(fù)塑制成型 耐熱性好、剛硬、不熔、較脆,二、塑料的分類(lèi),阻透性：阻氣性、阻水性、阻光性

3、力學(xué)性能：硬度、抗壓和抗彎強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度、戳刺強(qiáng)度 穩(wěn)定性：耐高低溫性、耐化學(xué)性、耐老化性 衛(wèi)生安全性：無(wú)毒性、耐腐蝕性 加工工藝性：成型加工、操作加工、印刷,三、塑料包裝材料的主要性能指標(biāo),PE、PP、PS、PVC、PVDC、PA、PVA、PET、PC、EVA、EVAL等,第二節(jié) 食品包裝常用的塑料樹(shù)脂,一、聚乙烯（PE）,無(wú)臭、無(wú)毒，乳白色蠟狀固體，柔順性好 聚乙烯塑料：PE樹(shù)脂 + 潤(rùn)滑劑、抗氧化劑,阻隔性：阻濕性好；阻氣性差； 穩(wěn)定性：耐低溫；不耐高溫；耐油性差； 機(jī)械力學(xué)性：抗拉、抗撕裂，柔韌性好； 加工工藝性：成型性好；熱封性好；印刷性差； 衛(wèi)生安全性：無(wú)臭、無(wú)毒，安全衛(wèi)生；,1、

4、包裝性能,LDPE 防潮包裝、保鮮包裝、冷凍包裝、熱收縮包裝、復(fù)合材料的熱封層和防潮涂層 HDPE 薄膜包裝（大量）；復(fù)合膜的熱封層；制成瓶、罐等容器,2、種類(lèi)和特點(diǎn),二、聚丙烯（PP）,阻隔性：與HDPE相似（仍較差） 穩(wěn)定性：化學(xué)穩(wěn)定性好；耐高溫；不耐低溫 機(jī)械力學(xué)性：強(qiáng)度、硬度、剛性?xún)?yōu)于PE 加工工藝性：光澤透明；成型性好；熱封性和印刷性差 衛(wèi)生安全性：衛(wèi)生安全性高,1、包裝特性,2、應(yīng)用,制成薄膜材料（BOPP、OPP、CPP ） 制成熱收縮膜 制成透明的容器或制品（瓶罐、捆扎繩、帶）,BOPP薄膜,BOPP膠帶,OPP袋,阻隔性：阻濕、阻氣性差 穩(wěn)定性：化學(xué)穩(wěn)定性差；耐熱性差；耐低溫

5、性好 機(jī)械力學(xué)性：較高的剛硬性；脆性大 加工工藝性：光澤透明；成型性好；易著色和印刷 衛(wèi)生安全性：安全、無(wú)毒無(wú)味（殘留單體）,三、聚苯乙烯（PS）,1、包裝特性,2、應(yīng)用,制成透明食品盒、水果盤(pán)、小餐具等； 制成收縮薄膜和熱成型包裝容器； EPS用作保溫及緩沖材料；,3、改性品種,改性產(chǎn)品ABS,1、性能特點(diǎn) 熱穩(wěn)定性差 加入穩(wěn)定劑和增塑劑，以改善成型加工性,四、聚氯乙烯（PVC）,2、包裝特性,阻隔性：阻氣阻油性?xún)?yōu)于PE，阻濕性不如PE； 穩(wěn)定性：化學(xué)穩(wěn)定性?xún)?yōu)良；耐高低溫性差； 機(jī)械力學(xué)性能：硬質(zhì)PVC的抗拉強(qiáng)度和剛性較好； 加工工藝性：著色性、印刷性和熱封性較好； 衛(wèi)生安全性：不安全（殘留

6、單體、增塑劑、穩(wěn)定劑）,3、包裝應(yīng)用,軟質(zhì)PVC制作彈性拉伸膜和熱收縮膜（生鮮果蔬） 硬質(zhì)PVC中增塑劑量很小，可直接用于食品包裝,五、聚偏二氯乙烯（PVDC）,1、性能特點(diǎn) 軟化溫度高，接近其分解溫度； 在熱、紫外線等作用下易分解； 與一般增塑劑相容性差，加熱成型困難；,2、包裝特性,阻隔性：阻隔性很高； 穩(wěn)定性：耐高低溫性良好；化學(xué)穩(wěn)定性很好； 加工工藝性：透明光澤；成型加工困難，熱封性較差； 衛(wèi)生安全性：不安全因素；,3、應(yīng)用,制成收縮膜用于畜肉制品的灌腸包裝； 復(fù)合包裝材料； 復(fù)合材料粘合劑；K涂；,阻隔性：阻氣不阻濕； 穩(wěn)定性：耐油、耐堿、耐鹽；耐高低溫； 機(jī)械力學(xué)性：良好，抗拉強(qiáng)度

7、很好； 加工工藝性：成型加工性和印刷性好；熱封性不良； 衛(wèi)生安全性：好,六、聚酰胺（PA）,1、包裝特性,2、包裝應(yīng)用,主要制成薄膜 PA薄膜與PE、PVDC或CPP等復(fù)合，用于畜肉類(lèi)制品的高溫蒸煮包裝和深度冷凍包裝,阻隔性：阻氣性好；阻濕性差，吸水性強(qiáng)； 穩(wěn)定性：化學(xué)穩(wěn)定性良好；耐高溫；不耐低溫； 機(jī)械力學(xué)性：抗拉強(qiáng)度、韌性、延伸率均較高； 加工工藝性：透明光澤；印刷性好； 衛(wèi)生安全性：無(wú)毒無(wú)味，安全衛(wèi)生,七、聚乙烯醇（PVA）,1、包裝特性,2、應(yīng)用,常制成PVA薄膜（直接包裝含油食品和風(fēng)味食品） 與其他材料復(fù)合，用于肉類(lèi)制品（如香腸、烤肉）、黃油、干酪等食品,1、包裝特性 阻隔性：阻氣、

8、阻濕、阻油等高阻性； 穩(wěn)定性：化學(xué)穩(wěn)定性良好；耐高低溫； 機(jī)械力學(xué)性：有極高的強(qiáng)度性能； 加工工藝性：成型性、熱封性較差；光亮透明，印刷好 衛(wèi)生安全性：好；,八、聚酯（PET）,2、應(yīng)用,PET薄膜 透明薄膜：包裝油及肉類(lèi)制品；作襯袋 拉伸收縮薄膜：畜肉食品的收縮包裝 定向拉伸薄膜：大量用于食品包裝 復(fù)合材料：包裝高溫殺菌和冷凍食品（如真空涂鋁、K涂） 飲料和果汁包裝瓶：耐藥品性和保香性,良好的透明性和機(jī)械性能； 耐高低溫 可注塑成盆、盒，吹塑成瓶、罐等 價(jià)格貴,九、聚碳酸酯（PC）,1、性能特點(diǎn) VA含量較低：接近于PE的性能 VA含量10%左右：剛性、強(qiáng)度和成型加工性較好 VA含量1020

9、%：用作塑料 VA含量30%：EVA性似橡膠 VA含量60%：熱熔黏結(jié)劑,十、乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）,2、包裝特性,阻隔性：比LDPE差； 穩(wěn)定性：抗老化性比PE好； 機(jī)械力學(xué)性能：強(qiáng)度比LDPE高； 加工工藝性：透明光澤；成型性好；可熱封和粘合； 衛(wèi)生安全性：抗霉菌，衛(wèi)生安全；,VA含量低的EVA膜：包裝生鮮果蔬 EVA膜(VA1030% )：食品收縮包裝；復(fù)合膜的內(nèi)封層 VA含量高的EVA：黏結(jié)劑和涂料,3、應(yīng)用,1、性能特點(diǎn) 高阻氣性、保香阻異味性； 耐油、耐有機(jī)溶劑性良好； 高光澤度和透明度； 高抗靜電性；,十一、乙烯乙烯醇共聚物（EVAL）,2、應(yīng)用,用于有高阻隔性要求的包裝上

10、 如真空包裝、充氣包裝或脫氧包裝,離子鍵聚合物 聚氨酯 氟聚酯,十二、離子鍵聚合物及其他塑料樹(shù)脂,可降解塑料的含義： 化學(xué)上：廢棄物化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，最終降解成CO2和H2O 物理上：廢棄物在較短時(shí)間內(nèi)力學(xué)性能下降，應(yīng)用功能喪失 形態(tài)上：廢棄物在短時(shí)間內(nèi)破裂、崩碎、粉化成無(wú)害物質(zhì),十三、環(huán)境可降解塑料,1、生物可降解塑料,定義：指能夠?yàn)槲⑸锓纸獾乃芰?，其產(chǎn)物為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 共混型生物可破壞塑料,定義：指光照下能使聚合物的鍵斷裂，而使其降解的塑料 方法：合成光降樹(shù)脂或使用添加劑 應(yīng)用：農(nóng)用薄膜,2、光降解塑料,軟塑包裝材

11、料：指塑料的撓性包裝材料，即薄膜 薄膜：厚度0.25mm 板材：厚度0.25mm,第三節(jié) 軟塑包裝材料,一、塑料薄膜的成型加工,1、熔融擠出成型,2、平擠拉伸成型,一、塑料薄膜的成型加工,3、流涎法成型 4、壓延法成型,一、塑料薄膜的成型加工,1、普通塑料膜 未經(jīng)拉伸處理，其包裝性能主要取決于樹(shù)脂的品種 阻濕性：PVDC、PET、拉伸PP、PE； 阻氣性：PVDC、PVA、PET、EVAL、PA； 耐高溫性：PVDC、PA、PET、CPP；,二、常用食品包裝塑料薄膜,表4-1 常用單一薄膜性能比較,2、定向拉伸塑料薄膜,定義： 種類(lèi) 單向拉伸膜：OPP、OPS、OPET、OPVDC 雙向拉伸膜

12、：BOPP、BOPE、BOPS、BOPA,定義：拉伸薄膜在高于拉伸溫度、低于熔點(diǎn)溫度的條件下，分子熱運(yùn)動(dòng)使其從定向分布狀態(tài)又恢復(fù)到拉伸前的無(wú)規(guī)則狀態(tài)，使拉伸薄膜沿拉伸方向收縮還原，此薄膜稱(chēng). 種類(lèi) PVC：包裝雜貨、食品、水果等 PP：錄音磁帶的多件包裝 PE：飲料的熱收縮包裝,3、熱收縮薄膜,PVC,PE,表 肉類(lèi)制品常用的兩類(lèi)熱收縮包裝復(fù)合膜特性,定義：一種具有特殊性能的薄膜（較大的伸長(zhǎng)率和彈性，足夠的強(qiáng)度和自粘性） 種類(lèi)： EVA和LLDPE 理想品種,4、彈性（拉伸）薄膜,表4-2 常用彈性薄膜的性能,由兩層或兩層以上的不同撓性材料組合而成 復(fù)合基材有：塑料薄膜、鋁箔、紙等,三、復(fù)合軟

13、包裝材料,1、復(fù)合軟包裝材料的結(jié)構(gòu)要求,內(nèi)層 無(wú)毒、無(wú)味、耐油 化學(xué)穩(wěn)定性好，能熱封或粘合 PE、CPP、EVA 外層 光學(xué)性能和印刷性好 耐磨耐熱，具有強(qiáng)度和剛性 PET、PA、紙、鋁箔 中間層 具有高阻隔性 常用鋁箔和PVDC、鋁箔,紙 / PE / Al / PE,外層 中間層 內(nèi)層,2、復(fù)合工藝方法及其復(fù)合材料,涂布法 定義：在基材表面涂上涂布劑并經(jīng)干燥或冷卻 基材：紙、玻璃紙、鋁箔及各種塑料薄膜 涂布劑：PVDC；LDPE和EVA 典型涂布復(fù)合材料：PT/PE OPP(NY)(PET)/PE(EVA),共擠法 定義：用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的擠出機(jī)，分別將加熱熔融異種塑料從一個(gè)模孔中擠出成膜

14、 基材：PE、PP 如LDPE/PP/LDPE LDPE/LDPE,2、復(fù)合工藝方法及其復(fù)合材料,層合法 定義：用黏合劑把兩層或兩層以上的基材黏合在一起而形成復(fù)合材料 基材：紙、鋁箔等 如紙/鋁箔/PE,2、復(fù)合工藝方法及其復(fù)合材料,表4-3 復(fù)合薄膜的構(gòu)成、特性及用途,3、高溫蒸煮袋用復(fù)合膜,具有特殊耐高溫要求 高溫蒸煮袋：121，30min 超高溫蒸煮袋：135，30min 透明：PET或PA(外)；CPP(內(nèi))； PVDC或PVA(中) 不透明：中間層為鋁箔,4、高阻隔性薄膜,塑料中空容器 熱成型容器 塑料箱 鈣塑瓦楞箱 塑料包裝袋,第四節(jié) 塑料包裝容器及制品,一、塑料瓶,1、塑料瓶成型

15、工藝方法 擠-吹工藝(LDPE,HDPE,PVC小口瓶) 注-吹工藝(LDPE,HDPE,PVC,PS,PET大口瓶) 擠-拉-吹工藝(PP,PVC瓶) 注-拉-吹工藝(PET,PP,PS瓶),2、食品包裝常用塑料瓶,硬質(zhì)PVC瓶 無(wú)毒、質(zhì)硬、透明 用于食用油、醬油等液態(tài)食品 PE瓶 不透明、高透氣性、滲油 高阻濕性、低價(jià)格 藥品片劑包裝,硬質(zhì)PVC瓶,PE瓶,PET瓶 高強(qiáng)度、高阻隔性、透明美觀； 阻氣、保香性好，質(zhì)輕，再循環(huán)性好 用于含氣飲料包裝(常用K涂復(fù)合瓶) PS瓶 光亮透明、尺寸穩(wěn)定 阻氣防水性較好，價(jià)格較低 適用于對(duì)O2敏感的產(chǎn)品包裝 耐有機(jī)溶劑性差（不能包裝香水，調(diào)料）,2、食

16、品包裝常用塑料瓶,PET瓶,PS瓶,PC瓶（了解） 高強(qiáng)度和透明度，耐熱、耐油、耐沖擊 價(jià)格昂貴，加工性能差，故應(yīng)用較少 PP瓶（了解） 透明度、耐油性、耐熱性比PE瓶好 透明度、剛性和阻氣性不如PVC瓶 低溫下耐沖擊能力較差，很少應(yīng)用,2、食品包裝常用塑料瓶,PC瓶,PP瓶,二、塑料周轉(zhuǎn)箱和鈣塑瓦楞箱,1、塑料周轉(zhuǎn)箱（PP，PE） HDPE周轉(zhuǎn)箱：耐低溫性能較好 PP周轉(zhuǎn)箱：抗壓性能較好 EPS發(fā)泡周轉(zhuǎn)箱：隔熱防震緩沖， 生鮮果蔬的低溫保鮮隔熱緩沖 用于啤酒、汽水、生鮮果蔬、牛奶、禽蛋、水產(chǎn)品等的運(yùn)輸包裝,2、鈣塑瓦楞箱,材料：樹(shù)脂（PP、PE）+ 少量助劑（CaCO3、CaSO4、滑石粉等填料）復(fù)合材料 優(yōu)點(diǎn)：防潮、防水、高強(qiáng)度、質(zhì)輕、美觀 缺點(diǎn)：表面光滑，緩沖性差，堆疊穩(wěn)定性差，成本高 應(yīng)用：高濕環(huán)境下的冷凍食品、水產(chǎn)品和畜肉制品,表4-4 鈣塑瓦楞箱和牛皮紙瓦楞箱的性能比較,三、其他塑料包裝容器及制品,1、塑料包裝袋 單層薄膜袋（PE，PP） LDPE吹塑薄膜：小食品包裝 HDPE吹塑薄膜：背心式購(gòu)物袋 LLDPE吹塑薄膜：垃圾袋 PP吹塑薄膜：服裝及食品的包裝袋,1、塑料包裝袋,復(fù)合薄膜袋 采用多層復(fù)合薄膜制成 如蒸煮袋 網(wǎng)眼袋 HDPE制成的扁絲織成 適于水果、蔬菜等的包裝,2、塑料片材熱成型容器,將熱塑性塑料片材加熱到軟化點(diǎn)以上、熔融溫度以下