塑編市場(chǎng)多層復(fù)合阻隔技術(shù)詳解

1、塑編市場(chǎng)多層復(fù)合阻隔技術(shù)詳解為了提高塑料編織袋的阻隔性能，近年來(lái)，業(yè)界一方面在研究開(kāi)發(fā)新型高阻隔性塑料，另一方面則是對(duì)現(xiàn)有的塑料編織袋材料進(jìn)行改性。由于多層復(fù)合、共混、表面鍍覆、表面涂布和拉伸取向等阻隔技術(shù)的迅速推廣，使塑料包裝材料的阻隔性能得到了很大的提高。其中，復(fù)合包裝膜就是塑料包裝中最有活力、發(fā)展最快的一類(lèi)包裝材料，代表著當(dāng)今塑料包裝材料的發(fā)展方向。由于多層復(fù)合結(jié)構(gòu)中的各組分均為連續(xù)相，可以通過(guò)濕式復(fù)合、干式復(fù)合、共擠出復(fù)合等方法進(jìn)行生產(chǎn)加工。1、多層干式復(fù)合干式復(fù)合又稱(chēng)干法復(fù)合。即在pp薄膜上涂布一層溶劑型膠黏劑（分單組分熱熔型膠黏劑和雙組分反應(yīng)型膠黏劑），經(jīng)過(guò)復(fù)合機(jī)烘道使溶劑揮發(fā)而干

2、燥，再在熱壓狀態(tài)下與其他復(fù)合材料黏結(jié)，形成平滑的復(fù)合材料。目前幾乎所有的薄膜均可用干式復(fù)合進(jìn)行生產(chǎn)加工。復(fù)合薄膜綜合了各層膜的優(yōu)良性能，如防潮性、阻隔性、耐熱性及熱封性等，從而可滿足各種商品的包裝需要。在干式復(fù)合生產(chǎn)工藝中，膠黏劑是影響復(fù)合薄膜質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。干式復(fù)合所使用的膠黏劑大都為溶劑型，如聚氨酯、改性聚酯、環(huán)氧樹(shù)脂、聚醋酸乙烯酯和天然橡膠等膠黏劑。其中聚氨酯型膠黏劑具有優(yōu)良的綜合性能，其彈性好，耐低溫、耐煮沸，柔韌性、強(qiáng)度、耐老化性突出，在較寬的溫度和濕度范圍內(nèi)長(zhǎng)期應(yīng)用不產(chǎn)生剝離，有良好的耐熱性和耐化學(xué)介質(zhì)性，對(duì)蒸煮、加熱殺菌、熱成型和熱封合均有出色的耐受性，對(duì)各種材料又具有優(yōu)良的

3、粘接力，是復(fù)合薄膜生產(chǎn)所使用的主要膠種，且一般都采用雙組分溶劑型膠黏劑。選擇膠黏劑要根據(jù)被包裝物的性質(zhì)（如冷凍還是蒸煮，食品還是非食品等條件）來(lái)決定。在復(fù)合前，首先將膠黏劑溶液均勻地涂布于薄膜表面，然后送入熱烘道除去溶劑，再經(jīng)復(fù)合輥在一定溫度和一定壓力下與另一層薄膜復(fù)合。目前，也流行分散型膠黏劑，如將改性聚烯烴在溶劑中的懸浮液對(duì)聚烯烴和鋁箔等極性材料進(jìn)行復(fù)合。溶劑型和分散型膠黏劑的共同點(diǎn)是在涂布機(jī)中涂布時(shí)為液體，涂布后必須消耗大量的能量以除去水分或溶劑，容易帶來(lái)空氣污染，且成本較高，因此，無(wú)溶劑膠黏劑是今后的發(fā)展趨勢(shì)。多層干式復(fù)合最早用于生產(chǎn)阻隔包裝，是利用具有高阻隔性能材料與低廉的其他包裝材

4、料復(fù)合，該工藝可利用傳統(tǒng)的阻隔材料鋁箔，除鋁箔之外阻隔材料還可選擇鍍膜、涂膜或其他中高阻隔性薄膜（如pdvc膜、pa膜、evoh膜）。其結(jié)構(gòu)常常是外層bopp、bopet，中阻隔層可為pa、pdvc、evoh或鋁箔，內(nèi)熱封層為cpp，若不需要耐高溫也可用pe，相互之間用膠黏劑黏合。干式復(fù)合膜的阻隔性能與用膜、膠黏劑有關(guān)。復(fù)合的基膜表面必須清潔、干燥、平整、無(wú)灰塵、無(wú)油污，對(duì)非極性、表面致密光滑的聚烯烴材料還要事先進(jìn)行電暈處理。而鋁箔作為復(fù)合基材，要求針孔要少，且針孔孔徑盡可能小，在復(fù)合前還往往要清除鋁箔加工中殘留的油脂。2、多層共擠復(fù)合多層共擠復(fù)合與干式復(fù)合相比起步較晚，但其有節(jié)省原材料、原材

5、料可多樣化、適應(yīng)環(huán)保要求、不用有毒膠黏劑等優(yōu)點(diǎn)，而且阻透效果十分理想，并隨著層數(shù)的增加效果越好，各層間聚合物結(jié)合良好。目前復(fù)合層數(shù)已發(fā)展到十幾層以上，在包裝膜、中空容器上都有應(yīng)用。pvdc與ps、hips、pp等樹(shù)脂的多層共擠出物，可用于奶制品、果醬等的真空包裝；pvdc與pe、pvc的復(fù)合片材適用于崩解快、易潮解、易揮發(fā)藥品的包裝。英國(guó)bass公司和美國(guó)的miller公司利用多層共擠出方法制得的pet/evoh/pet包裝材料用于啤酒的包裝，其阻隔性能良好，啤酒的保質(zhì)期可達(dá)到69個(gè)月。共擠出復(fù)合工藝是采用兩臺(tái)或數(shù)臺(tái)擠出機(jī)將各種不同功能的樹(shù)脂分別熔融擠出，通過(guò)各自的流道在模頭內(nèi)或模頭外匯合，再

6、經(jīng)吹脹、冷卻復(fù)合在一起。該工藝不僅大大簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序，而且用料少，同時(shí)可降低原料消耗和生產(chǎn)成本；采用此工藝生產(chǎn)相同結(jié)構(gòu)的復(fù)合包裝材料比其他工藝可以節(jié)省30%的生產(chǎn)成本。共擠復(fù)合是把兩種以上的材料在熔融狀態(tài)下在一個(gè)模頭內(nèi)復(fù)合熔接在一起，由于阻隔材料和熱封材料相容性一般都很差，因此必須首先考慮選擇好溶劑。如在共擠復(fù)合尼龍-6同低密度聚乙烯的復(fù)合膜時(shí)，用bynel樹(shù)脂，使用3臺(tái)擠出機(jī)共用一個(gè)復(fù)合模頭，便可擠出尼龍/bynel/ldpe三層結(jié)構(gòu)復(fù)合膜。目前典型的復(fù)合膜結(jié)構(gòu)為：主要受力層/阻隔層/熱封層/可剝離層。主要受力層為ps、hips、pp、pet等，阻隔層為evoh、pa、pvdc等，熱封層為h

7、dpe、ldpe、lldpe、cpp等，可剝離層為pp等。相鄰層之間如樹(shù)脂相容性差需加粘接層。根據(jù)不同用途，用不同的材質(zhì)制成不同結(jié)構(gòu)的復(fù)合膜，常用的有以下幾種：pet/pvdc/pe，opp/pvdc/eva，pvdc/pet/pe，evoh/pvdc/eva，pvc/pvdc/eva，ny/eva/pvdc/eva等。多層共擠出復(fù)合膜多采用abcba五層對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)，以pa或evoh為阻隔層，pe為熱封層。從其功能組合上看，主要有阻隔、熱封以及黏結(jié)3個(gè)功能。通過(guò)不同聚合物的組合滿足包裝物質(zhì)防氧、防濕的要求，通常由4種聚合物組成，但市場(chǎng)上也已出現(xiàn)了七層、九層、十一層甚至更多層的共擠出復(fù)合膜。其中以

8、pvdc類(lèi)為中間阻隔層的共擠復(fù)合膜發(fā)展最快，產(chǎn)量最大，這是因?yàn)閐ci的洗脫技術(shù)已研制成功并應(yīng)用于新型噴霧干燥洗脫塔，從而能對(duì)產(chǎn)物污染進(jìn)行有效的控制。阻隔樹(shù)脂要求有較好的加工性能，以適應(yīng)共擠復(fù)合機(jī)頭要求有良好流動(dòng)性的需要。流動(dòng)性太差或幾種樹(shù)脂之間流動(dòng)性相差太大，都會(huì)由于層流形成受到影響而降低復(fù)合膜的阻隔性能。主要的結(jié)構(gòu)有pe/膠黏劑/尼龍/evoh/尼龍/pe，該結(jié)構(gòu)對(duì)食品香味泄露率從5%降到1%。其他結(jié)構(gòu)還有hdpe（pp）/膠黏劑/evoh/膠黏劑/hdpe（pp），pp/膠黏劑/pvdc/膠黏劑/hdpe等。共擠復(fù)合膜中，各層的厚度靠調(diào)節(jié)擠出機(jī)轉(zhuǎn)速來(lái)控制，由于擠出機(jī)速度控制并不十分精確，往

9、往造成共擠復(fù)合膜的厚度也不好控制，需要較高的工人素質(zhì)和較為精密的機(jī)器設(shè)備。另外機(jī)頭設(shè)計(jì)也十分關(guān)鍵，一般說(shuō)來(lái)，按abcba五層及abcdcba七層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的機(jī)頭所成型的包裝膜的阻隔性及復(fù)合強(qiáng)度最好，主要原因是對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)的物料流動(dòng)更易形成層流。共擠復(fù)合的缺點(diǎn)是擠出機(jī)轉(zhuǎn)速不同會(huì)產(chǎn)生料與料之間混淆，而且也只能表面印刷。3、多層共擠流延高阻隔性共擠流延薄膜是上世紀(jì)80年代末開(kāi)發(fā)成功的塑料包裝材料。近年來(lái)，隨著多層共擠流延膜的問(wèn)世，其阻隔性、保香性、防潮性、耐油性、可蒸煮性和熱封性能達(dá)到進(jìn)一步提高，可廣泛應(yīng)用于肉類(lèi)冷凍制品、蒸煮肉類(lèi)食品、方便食品、水產(chǎn)品、水果和乳制品、食用油、酒類(lèi)、醬油類(lèi)等包裝，大大延長(zhǎng)商

10、品的貨架壽命。高阻隔性多層共擠流延膜是以高阻隔材料為主要材料，配合其他復(fù)合材料和粘接樹(shù)脂經(jīng)一次擠出成型的，其原材料可分為3大類(lèi)，即高阻隔材料、復(fù)合材料和黏結(jié)材料。高阻隔材料的性能直接影響共擠流延膜的高阻隔性。目前，常用的高阻隔材料包括pa、evoh和pvdc三種，由于這些材料均是極性材料，吸濕力很強(qiáng)，而材料中的水分對(duì)生產(chǎn)影響很大，水分本身在加熱過(guò)程中可產(chǎn)生降解作用，而含水分過(guò)高在熔融擠出時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣泡，使高阻隔材料形成斷層，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量，故對(duì)高阻隔材料的水分含量要求很高，一般不能超過(guò)0.06%。因此，為防止原材料的吸濕，要求采用防潮的紙鋁復(fù)合包裝，并在運(yùn)輸過(guò)程中要確保包裝的完好；有條件的廠

11、家可安裝干燥器，對(duì)購(gòu)入的原材料實(shí)施干燥后再使用。根據(jù)用途復(fù)合材料可采用蒸煮級(jí)cpp粒料、復(fù)合級(jí)cpp粒料、ldpe、lldpe、茂金屬lldpe，要求mi值在28范圍，熔融擠出性能良好，熱封性能良好。黏結(jié)強(qiáng)度的大小直接影響共擠膜的質(zhì)量。因此，根據(jù)不同的高阻隔材料和復(fù)合材料而選用黏結(jié)力強(qiáng)的黏結(jié)樹(shù)脂，其mi值在26之間。在原材料質(zhì)量保證的前提下，生產(chǎn)工藝是控制產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，主要包括溫度、生產(chǎn)線速度、厚度控制、分層分流控制、表面處理等。高阻隔多層共擠流延膜從結(jié)構(gòu)上可分兩大類(lèi)，即對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)a/b/c/b/a和非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)c/b/a。a為復(fù)合材料，b為黏結(jié)材料，c為高阻隔材料。例如常用的對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)有pe/tie/pa/tie/pe，pp/tie/pa/tie/pp，pe/tie/evoh/tie/pe，pe/tie/pvdc/tie/pe等；常用的非對(duì)稱(chēng)結(jié)構(gòu)