《包裝設計制作工藝與檢測技術標準實用手冊》

第三篇 包裝材料及容器

第四章　塑料包裝材料

第三節　包裝用塑料的主要品種及其性能

四、聚氯乙烯

聚氯乙烯是產量僅次于聚乙烯的塑料品種，在包裝上有廣泛的用途。聚乙烯是氯乙烯單體的高分子聚合物，其結構式為CH2CHCIn。聚氯乙烯分子鏈有極性的氯原于，由于氯原子的作用使大分子間吸引力增大，因此，純聚氯乙烯是一種剛性和硬度較好的材料。

聚氯乙烯屬于非結晶性高分子聚合物，沒有明顯的熔點，加熱到120℃～150℃時具有可塑性。但由于它的熱穩定性差，在該溫度下會分解放出氯化氫氣體使其性能變差，所以必須加入堿性穩定劑以抑制其裂解反應。為了降低聚氯乙的硬度以得到軟質制品，可加入適量的增塑劑，不同的制品還可根據使用要求加入潤滑劑、填充劑、紫外線吸收劑、著色劑等助劑。

聚氯乙烯一般根據加入增塑劑量的多少分為硬質聚氯乙烯和軟質聚氯乙烯。硬質聚氯乙烯不含或含有5％以下的增塑劑；軟質聚氯乙烯中增塑劑含量大約在30％～40％。隨著增塑劑用量的增加，聚氯乙烯的耐寒性、柔軟性、伸長率、吸水性、成型收縮率增大，而它的密度、硬度、機械強度、耐熱性以及氣密性等有所降低。

與聚乙烯、聚丙烯相比，聚氯乙烯不易結晶，其透明度可達76％～82％，表面有光聚氯乙烯屬于極性高分子聚合物。它的密度為1．1～1．4g／cm3，具有優良的機械強度、耐磨、耐壓性能，防潮性、抗水性和氣密性良好，可以熱封合，并具有優良的印刷性能和難燃性。聚氯乙烯能耐強酸、強堿和非極性溶劑。

聚氯乙烯的主要缺點是耐熱性差，在85℃時就有氯化氫析出，引起不同程度的降解，使其性能變差。聚氯乙烯容易受極性有機溶劑的侵蝕，可溶于氯烴及基本些酮類和酯類，芳烴對其也有溶脹作用。硬質聚氯乙烯的耐寒性較差，低溫時易脆裂。軟質聚氯乙烯存在著增塑劑外遷、有異味等弊病。此外，聚乙烯中含有有毒的氯乙烯單體，并且所用的增塑劑、穩定劑等大都是有毒物質，所以用于食品和醫藥品包裝的聚氯乙烯應采用無毒助劑，并規定氯乙烯單體的含量不超過1ppm。

聚氯乙烯的價格便宜，用途非常廣泛。它可以制成硬質包裝容器、透明片材和軟質包裝薄膜，聚氯乙烯透明片經熱成型制成各種包裝容器，大量用于食品和醫藥品的包裝。此外，聚乙烯還可制成泡沫塑料緩沖材料。

五、聚酰胺（PA）

聚酰胺是一類主鏈上含有許多重復酰胺基團（—C—NH—）的高分子聚合物的總稱，通常使用的名稱是尼龍（NYLON）。尼龍可以由二元胺和二元酸通過縮聚反應制得，也可以是一種內酰胺的分子通過自聚而成。尼龍的品種很多，有尼龍6、尼龍11、尼龍66、尼龍610、尼龍1010等。

尼龍的命名是由二元胺與二元酸中的碳原子數來決定的，如由己二胺和癸二酸反應所得的縮聚物就稱為尼龍610，并規定前一個數字指二元胺中碳原子數，而后一個數字指二元酸中的碳原子數；若由氨基酸自聚制得的，則由氨基酸中的碳原子數來決定，如己內酰胺中有6個碳原子，故自聚稱為尼龍6，所以尼龍的通式有兩種：

NH（CH2）?aNHCO（CH2）b－2CO　稱尼龍ab

NH（CH2）b－1COn　稱尼龍b

不同種類的尼龍，由于其化學結構上的相似，所以在性能上有共同之處。尼龍大都是堅韌、不甚透明的角質材料，無味無毒。燃燒時有羊毛燒焦氣味。在尼龍的分子鏈中含有大量的極性酰胺基團，分子鏈間可形成氫鍵，大大增強了分子間的吸引力，致使尼龍的結晶性強，熔點高，能耐油、耐一般溶劑，機械性能優異。尼龍的擴張強度和抗沖擊強度明顯地優于一般塑料，且抗沖擊強度隨含水量、濕度的增高而增大。尼龍的耐磨性好，有自潤滑性，并具有較高的耐彎曲疲勞強度。尼龍的熔點大多在200℃以上，但由于它的高溫穩定性差，易降解老化，所以一般應在100℃以下使用。它的耐低溫性良好，可在－40℃使用。尼龍的氣密性較聚乙烯、聚丙烯好，能耐堿和稀酸，不帶靜電，印刷性能良好。

尼龍的主要缺點是吸水性強，透濕率大，在高溫度情況下尺寸穩定性差，吸水后使氣密性急劇下降，尼龍不耐甲酸、苯酚和醇類，濃堿對其也有侵蝕作用。

因具有強度高、耐油脂和無毒等特性，所以尼龍在包裝上主要用于食品的軟包裝，特別適用于油膩性食品的包裝。尼龍容器也常用于、化學試劑等包裝。

六、聚偏二氯乙烯（PVDC）

聚偏二氯乙烯實際上是偏二氯乙烯與氯乙烯的共聚物，其結構式為CH2－CHCmCH2－CHCIn。偏二氯乙烯的聚物熔點范圍很窄，軟化點高而且與分解溫度很接近，不易成型加工，所以通常采用偏二氯乙烯與氯乙烯單體共聚。由于在偏二氯乙烯－氯乙烯共聚物中，氯乙烯含量僅占10％～20％，故通常簡稱為聚偏二氯乙烯。

聚偏二氯乙烯是一種略帶有淺棕色的強韌材料，在它的分子鏈中含有大量的極性氯原子，使分子間的吸引力大大增強，所以它的結晶性強，密度為1．6～1．7g／cm3，對水蒸氣、氣體的透過率極你具有非常好的氣密性和防潮性。聚偏二氯乙烯的機械強度較好，能耐強酸、強堿和有機溶劑，耐油性優良，有自粘性，難以燃燒并具有自然性。

聚偏二氯乙烯的缺點是耐老化性差，容易受紫外線的影響，易分解出化氫，其單體也有毒性。所以用于食品包裝應嚴格控制質量標準。

聚偏二氯乙烯價格較，所以發揮其氣密性好的特性。

七、聚乙烯醇（PVA）

聚乙烯醇并不是由單體乙烯醇聚合而成的，因是由降醋酸乙烯酯水解得到的，其分子式為CHOHCHCHOHCH。

聚乙烯醇的性質主要取決其水解度（即聚醋酸乙烯酯中CH3CO基數OH所取代的量）、含水量和分子量。聚乙烯醇中因含有大量的羥基（—OH），在水中可溶脹或溶解，所以一般不具有耐水性，但經熱處理、醛處理或采用適當的有機物使分子鏈間交聯等方法，可使其具有耐水性。包裝上使用的主要是耐水聚乙烯醇。聚乙烯醇具有良好的透明性和韌性，無味無毒。它對氣體和有機試劑蒸汽的透過率極低，具有優良的氣密性和保香性，在干燥情況下，它的氣密性甚至優于聚偏二氯乙烯。

聚乙烯醇具有較好的機械強度，優良的耐應力開裂性、耐化學藥品性和耐油性，不帶靜電，印刷性能好，并具有熱合性。

聚乙烯醇的主要缺點是：吸水性大，可吸收30％～50％的水分，吸水后使氣性和機械強度下降；透濕率大，為聚乙烯的5～10倍，容易受醇類、酯類等溶劑的侵蝕。聚乙烯醇主要以薄膜的形式用于食品包裝，以充分利用其氣密性和保香性好這一特點。水性聚乙烯醇可用于化學藥品等的計量包裝。

八、乙烯－醋酸乙烯共聚物（EVA）

乙烯－醋酸乙烯共聚物是在聚乙烯主鏈上無規則地含有醋酸酯基的熱塑性塑料，其結構式為CH2CH2nCH2CH　　OOCH3m。乙烯－醋酸乙烯共聚物的性能與醋酸乙烯酯的含量有很大關系，醋酸乙烯酯的含量越少，其性能越接近于低密度聚乙烯，而其含量越多越類似于橡膠。一般醋酸乙烯的含量為20％左右。

乙烯－醋酸乙烯共聚物的透明性良好，彈性突出，具有很高的仲長率。它的耐應力開裂性、耐寒性、耐老化性和低溫熱合性均優于聚乙烯，能耐強堿、弱酸的侵蝕。

乙烯－醋酸乙烯共聚物的缺點是：薄膜的滑爽性差，易粘連；防潮性較低密度聚乙烯差，且氣密性不良；耐熱性差；易受強酸等有機溶劑的侵蝕，能溶于芳烴或代烴中；耐油性不良。

乙烯－醋酸乙烯共聚物主要用于制作包裝薄膜，因其彈性好，故適用于托盤的纏繞裹包。因具有優良的低溫熱封合性，它常用作復合薄膜的密封層，也用于制作藥品和食品的包裝容器。

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