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做座21世纪初世界塑料包装材料发展展望一

发布时间:2021-10-10 09:55:19 阅读: 来源:客车厂家
做座21世纪初世界塑料包装材料发展展望一

21世纪初世界塑料包装材料发展展望(一)

摘要

本文扼要介绍了世界塑料包装材料的发展概况,重点对21世纪初世界塑料包装材料的发展趋向进行展望,并分析评述了塑料包装和环保的关系。

一、世界塑料包装材料发展概况及预测

90年代以来,尽管塑料包装材料一直经受环境问题的严重挑战,但从近年来发表的数据来看,塑料包装在包装工业中仍成为需求增长最快材料之一。据美国减少运输需求Freedonia集团的统计分析和预测,美国包装领域中纸和塑料1987~1996年间合计年平均增长率为1.5%,其中纸和纸板为-0.4%,塑料为4.4%;19966~2001年间合计年平均增长率为2.4%,其中纸和纸板为1.6%,塑料为3.4%。又据该集团统计和预测,美国化妆品和トイレタリ-容器所需各类包装材料1989~1995年间年平均需要增长率为1.9%,其中纸板为0.6%,塑料为3.2%玻璃为-0.1%,金属为1.9%;1995~2000年间年平均需求增长率为2.3%,其中纸板为1.3%,塑料为2.8%,玻璃为2.0%,金属为1.2%。又根据日本《包装技术》统计资料,日本1997年塑料包装材料销售量在各类包装总销售量中所占比例为15.4%,仍位于纸和纸板(57.5%)之后居第二位,其余金属为12%,玻璃为9.2%,木制品5.2%,其它0.7%。

另外塑料包装在塑料应用领域中仍居首位,约占30%左右。如1996年美国占28.2%,日本32.8%,德国27.2%,法国38%,意大利49.3%,英国35.8%,加拿大39%,而新西兰和哥伦比亚则一半以上是包装用塑料。

据中国国际联合包装展资料,1997年中国包装总产量为1830万吨,其中纸类占52.6%,塑料14.6%,金属8.6%,玻璃24.2%。据预测到2000年包装总产量将达到2425万吨,其中纸类占37.9%,塑料占13.4%,金属占9.5%,玻璃占38.8%。2000年塑料包装产量预测325万吨,比1993年增加25%。

根据上述美、日、中三个大国的发展和预测,可以明显看出进入21世纪初,塑料包装材料仍然持续稳步增长,在包装材料领域中将仍然充满勃勃生机,在保护商品、提高商品的价值方面继续发挥积极的作用。

二、21世纪初塑料包装材料发展趋向与展望

21世纪是环保世纪、环境问题日显重要,资源、能源更趋紧张,塑料包装材料将迎来新的机遇,也将经受严峻的挑战。为适应新时代的要求,塑料包装材料除要求能满足市场包装质量和效率等日益提高的要求外,进一步要求其发展必须以节省资源、节约能源、用后易回收利用或易被环境降解为技术开发的出发点,为此塑料包装材料正向高机能、多功能性,环保适性,采用新型原材料、新工艺、新设备及拓宽广用领域等方向发展。

㈠塑料包装材料向高性能、多功能性方向发展

20世纪末,高机能、多功能性塑料包装材料成为许多国家热点开发的包装材料。并已有部分产品投入了工业化生产。这类材料包括高阻渗性、多功能保鲜性、选择透过性、耐热性、无菌(抗菌)性以及防锈、除臭、形状记忆、能2013年1月再封、易开封性等塑料包装材料,其中以高阻渗性,多功能保鲜性、无菌包装材料等发展更为迅速,将成为21世纪初发展的重点。另外近年来正在研究开发的纳米复合包装材料,将受到更大的瞩目。

1. 高阻渗性塑料包装材料

高阻渗透性塑料包装材料近十多年来随着食品工业的迅速发展,要求提供保质、保鲜、保风味以及延长货架寿命的高阻渗包装材料和阻渗技术,它在包装工业特别在食品包装工业方面才获得了迅速发展和广泛应用。

高用这类方法炼出的钢阻渗塑料包装材料通常指对气液渗透物具有高阻尼作用的材料,即防止氧的侵入以免商品氧化变质,防止水或水蒸汽的渗透以免商品受潮霉变,防止香气、香味和二氧化碳外逸,以免商品变味和变质等。但实际中要求既具有优异的阻气性能,又要求具有很好的防水性能,单一和单层材料是很难实现的,因此近年来多元复合、多层复合、共混、合金化、真空蒸镀、等离子技术蒸镀以及高阻渗聚合物发展极为迅速。展望21年代初,高阻渗包装材料如含乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)、聚偏二氯乙烯(PVDC)、聚丙烯腈(PAN)、聚酰胺(PA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的多层复合材料及硅氧化合物蒸镀薄膜等将会获得进一步发展,其中尤以下列产品更为引人注目。

(1)高阻渗性聚酰胺包装材料:MXD6和SELAR PA,MXD6是由间二甲基二胺和乙二酸缩聚合成的一种半结晶型聚酰胺,具有优良的气体阻渗性(氧的透过性为0.03ce·20um/m2·d·atm),分别为聚酰胺6和66的10倍和20倍,耐穿刺性、透明性、耐热以及环境适性;与聚酰胺6(PA6)共挤多层延伸薄膜或共混无延伸薄膜,可用于肉食、果品、蒸煮袋及奶酪等包装;SELAR PA是由六甲撑二胺和间苯二甲酸缩聚而成的无定型聚酰胺,其优点是在高湿条件下,其阻气性大大超过聚酰胺6,且其水分透过性很低,适应于包装油炸脆性的小吃食品,其热变形温度达127℃,还适于用作热灌装及蒸煮灭菌作业中的包装材料。

(2)取向超阻渗和取向高阻渗膜,是由Oxyshield PA和EVOH共挤牵伸而得,其特点是在高的相对湿度情况下,仍然保持优良的阻氧性(在23℃,65RH%下,透氧量为0.2CC/645cm2d,而在93RH%时,其透氧量为0.4CC/645cm2/d)可取代铝箔及BOEVOH和PVDC涂复PET膜。用于香烟试样两端面的横向变形遭到实验机承垫间的磨擦力影响、食品包装及软盖材料。

(3)改性聚酯SELAR PT包装材料,其优点是不仅具备聚酯所有的物理性能和氧及香气的阻渗性能,而且具有很强的韧性,抗溶剂性及防潮性。其抗烯烃类溶剂性比HDPE大100倍。特别适用于包装汽车防护产品、涂料、胶粘剂等工业用途。

(4)聚苯二甲酸乙二醇酯PEN,它是由PET中的苯环置换成萘环而制得的聚酯,其力学性能如断裂强度、弹性模量、延伸率及耐酸、耐碱等化学性能等方面均优于PET,有利于实现包装瓶的薄壁化,而且其耐热性较PET高,PEN瓶可与玻璃瓶一样用85℃碱液洗涤,故适用于多次重复使用的矿泉水瓶和啤酒瓶。PEN的阻气性在各种树脂中也是较好之一,故它用作阻渗包装材料引人注目。特别是PEN与PET共混或共挤容器,不仅可改进PET的耐热性,还可提高阻气性。适用于制造食品用广口容器、化妆品瓶及耐热瓶等。

(5)硅氧化物涂复薄膜(又称软玻璃)

提高包装的阻渗性能,同时减少材料用量并有利于回收利用的技术是近年来包装材料创新焦点之一,其中以硅氧化物涂复塑料薄膜是当前最引人重视的高阻渗材料,日本、美国、西欧发展十分迅速。该产品采用的涂复材料主要有氧化硅、二氧化硅、有机硅氧化物(HMDS)、硅烷(SIH4)等。涂复技术有物理蒸镀(PVD)、真空蒸镀、电子束蒸镀、化学蒸镀(CVD):高周波法、低温等离子化、电磁波法以及PVD和CVD共蒸镀技术等。薄膜基材包括PE、PP、PS、PET、PA、PVDC和PC薄膜及拉伸薄膜等。硅氧化物涂复薄膜的特点是阻渗性十分优异,涂层很薄,仅40~100纳米,但可起玻璃层的阻渗作用,而且保持高度的抗折断性,易于回收,环保适性好。

广泛用于食品、液体或高含湿量食品、医用浸剂、化妆品、洗涤剂、化学制剂及工业用品的小袋;糖果及医药用热封或冷封外包装;各种食品用软盖以及牙膏、调味品、药品和各种化学及工业用品用的复合软管。特别是二氧化硅涂复PET膜,由于耐热性高,在蒸煮袋、微波炉加热肉类方面将可获得更广泛的应用,其涂复瓶和容器,可替代玻璃瓶,减轻重量,减少破损率。近年来日本开发出有机硅氧化物和二氧化硅低温等离子化的二层蒸镀技术,其蒸镀薄膜对氧及水蒸汽的阻渗性比单层膜提高3倍以上。另还开发出阻渗性更高的无色透明硅氧物涂复膜,以及以它作为阻渗层的多层复合膜,其阻渗性能明显优于其它阻渗薄膜。

几种高阻渗性薄膜阻渗性比较

薄膜名称 氧气透过率(25℃,100%RH,CC/m2·d·atm) 水蒸气透过率(40℃,90%RH,g/m2·d) PVDC涂复PET膜 2~8 2~10 EVOH膜 1~3 30~100 PVA膜 14 1100 铝蒸镀PET膜 0.3~1.0 1.0~1.5 铝箔 0 0 硅氧化物涂复膜 1.0~1.5 1.0~1.5

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