山西机械设备网

当前位置: 首页 >> 机械设备

多种类阻隔性包装材料的现状及发展

2021年07月09日 山西机械设备网

多种类阻隔性包装材料的现状及发展

塑料包装材料常因内容物不同而被要求具有阻气、防潮、保香、防止油脂渗透等多种功能;作为薄膜材料通常还要求具有热封性。单一品种的塑料材料常常无法满足这一要求,因此,复合塑料材料在包装领域广泛使用,特别是在薄膜制品方面。选用不同的阻隔性包装材料可以满足不同的使用要求。

常用阻隔性包装材料的种类

相对于PP、PE、PVC等通用热塑性塑料材料而言,PET和PEN、尼龙、PVDC、PC和EVOH等材料,因阻隔性优良而被称为阻隔性塑料材料。阻隔材料可以作为夹层薄膜与其他材料复合构成复合材料,也可作为涂层涂覆于其他材料上使用。其中PET、尼龙的使用量较大,PVDC近年来发展较快,PC主要用于制作中空容器;而EVOH因为只有几家公司可以生产,产量不高,价格昂贵,应用尚未普及。

主要阻隔性包装材料的发展情况

PET和PEN

聚酯是以PET为代表的热塑性饱和聚酯的总称,包括PBT、PEN、PCT及其共聚物等,是用量最大、应用最广泛的阻隔性材料。其中,PET是开发最早、产量最大、应用最广的聚酯产品。在包装领域主要用于制造薄膜和中空容器。

近几年中国碳酸软饮料、纯水、果汁等饮料以20%以上的速度增长,因此饮料包装用聚酯瓶的需求也以两位数增长。同时,瓶级聚酯在化妆品、医药等领域的需求也在不断增加。

PET具有较高的特性粘度、较低的乙醛含量、较好的结晶性、耐热性、耐气候性和尺寸稳定性等特性,制品透明度高、光泽性好,具有优良的阻气、阻油和保香性能。刚性强而且有韧性,抗拉强度是PE的5-10、PA 的3倍。PET材料的化学稳定性好,耐烯酸和堿及普通的有机溶剂。卫生安全性好,符合食品包装的要求。

由PET制成的未定向透明薄膜、收缩膜,结晶型定向拉伸膜等,因其良好的强度、透明性、耐油性和保香性而被广泛用于禽肉类包装,并且逐渐应用于医药、日化用品等非食品包装的材料领域。但它的热封性差,必须与其他薄膜(热封层)复合使用,且价格较通用塑料薄膜高。

PET也可由非晶态瓶坯得到高强度、高透明的拉伸吹塑瓶,还可以直接挤出或吹塑成非拉伸中空容器。PET中空容器尤其是拉伸吹塑瓶,充分发挥了PET的性能,对内容物有良好的展示效果,且成本较低。

不过,相对于PET来说,阻隔性能更好的PEN正愈来愈受人注目。PEN的分子结构与PET相似,只是以荼环代替了苯环,因此PEN比PET具有更优异的阻隔性,特别是阻气性和防紫外线性,耐热性好(普通非晶态PEN热变形温度达100,而PET仅为70)。

此外,与PET相比,PEN具有更佳的耐化学品性能、机械强度和耐磨刮性。用PEN制作的塑料瓶可以像玻璃瓶一样用热堿液洗涤回收,并且可以反复使用20余次。除单独使用外,可以根据阻隔性能的要求,在PET树脂中加入不同比例的PEN,以达到降低成本的目的。作为一种更为理想的阻隔性材料,价格是目前限制PEN扩大使用範围的最主要因素。目前PEN的价格大约是PET的6倍,因此要大幅度增加PEN的巿场需求,必须先进一步降低其价格。

据有关人士预测,今后几年,受外界诸多因素影响,PEN的价格有望下降一半左右。届时全球对降低了价格的PEN需求估计会达到100万吨/年,其需求量非常惊人。

PVDC

聚偏二氯乙烯是最重要的高阻隔性材料,其使用量居各种材料之首。

PVDC的突出优点是对气体、水蒸汽、油和异味具有极好的阻隔性。纯的聚偏二氯乙烯很硬、很脆,不适合作包装材料使用,但与5-50%的氯乙烯共聚,并加入增塑剂和稳定剂后,可制成韧性大、柔软性和阻隔性好的薄膜,还可制成乳液涂布于其他基材上,用以改善材料的阻隔性能。

PVDC制膜比较困难,其薄膜制品的价格较高,而且热封性差,因此,PVDC用做包装材料时,通常是与其他塑料复合或做为涂覆层使用。

目前全球每年消耗的PVDC大约在12万吨左右。近年来,随着医药包装的突起,PVDC的使用量继续高速增长。

中国自八十年代起引入PVDC包装,九十年代开始有了自己的PVDC制造工业和相应的加工工业。但由于原料和加工设备依靠进口,以及当时生活水平的限制,PVDC的生产和应用发展缓慢。

中国目前年消耗PVDC树脂15000吨,胶乳1000吨(干基)。近两年,PVDC胶乳国内可供部分占总份额的20%左右。中国PVDC复合膜已具备5500吨╱年的生产能力,而实际开工率约为40%。年产PVDC涂布复合

膜2500吨左右。

西方发达国家PVDC主要用于食品、药品和军品包装上,但中国PVDC产品有90%以上用于香烟包装,食品、药品包装十年来一直在低位徘徊。今后PVDC的发展将主要集中在药品和食品包装方面。

尼龙

尼龙也是最主要的高阻隔性材料之一,用途极为广泛。

一般而言,尼龙的阻气性好,但对水蒸汽的阻隔性较差,吸水性强,且随?吸水量的增加而溶胀,使阻气、阻湿性能急剧下降,其强度和包装尺寸的稳定性也会受到影响。此外,尼龙的机械性能优良,强韧耐磨,耐寒耐热性好,化学稳定性好,易加工,印刷性好,但热封性差。

在包装工业中,尼龙主要是用作薄膜使用。随?塑料啤酒瓶的发展,尼龙也被用作多层塑料瓶中的阻隔芯层。

目前全球尼龙薄膜的年需求量约为10万公吨,日本占有3-5%的增长率,约4万公吨;欧洲增长率为5%,约4万公吨,需求增长稳定;中国巿场则有30%的增长率,约1万公吨的年需求量;亚洲其他巿场需求量不到7000公吨,有15-20%的增长率。预计今后全球对尼龙薄膜的年需求增长率会在10%以上。

EVOH

EVOH(乙烯-醋酸乙烯共聚物)可看作EVA的改性物,其最显着的特点就是具有良好的阻气特性。它对气体、香气、溶剂等都有很好的阻隔性能,因此可用于食品、医药等各个包装领域。包装的食品包括调味料、蕃茄酱、水果汁、肉类、乳酪和水果等。在非食品方面可用于溶剂、化学制药品和医药品等的包装。

美国是EVOH最大的消费巿场,约占世界总消费量的46%,其次是欧洲(30%),日本(21%),亚太地区仅占3%。

除制作薄膜用于复合材料外,EVOH还用于中空容器的制造。做为阻隔性夹层的EVOH与PET复合制成的多层塑料啤酒瓶,是目前用于工业化生产的唯一塑料啤酒包装容器。

预计全球EVOH需求在未来两三年内的增长速度将会达到12-15%,到2010年的增长速度将会在10-12%左右。需求增长主要来自于食物包装方面,约占EVOH需求总量的80%以上。另外,来自汽车油箱方面的需求约占需求总量的10-15%。由于环保法规对被动排放的要求日益严格,这方面的需求将会快速增长。目前美国有65-70%的汽车使用共挤出EVOH油箱,预计2006年将会上升到90%。

能够生产EVOH的企业很少。目前,Kuraray公司是世界上最大的EVOH生产商,拥有45kt/a的生产能力,Nippon Gohsei公司有30kt/a的生产能力。今年,两家公司都在欧洲有新装置开车,Kuraray公司计划在2003年第三季度将安特卫普地区装置扩能至24kt/a,并考虑将美国德克萨斯Pasadena地区的装置扩能。而Nippon Gohsei公司将在2003年底在英国Hull地区建成一个15kt/a的生产装置,也计划将美国德克萨斯Porte地区的20kt/a的生产装置进行扩能,至少增加15kt/a。预计2006-2007年美国还需要进一步增加产能。

声明:

本文来源于网络版权归原作者所有,仅供大家共同分享学习,如作者认为涉及侵权,请与我们联系,我们核实后立即删除。

多种类阻隔性包装材料的现状及发展