第二章 塑料包装材料.

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1 第二章 塑料包装材料

2 概 述 第一节 塑料的组成与分类 第二节 塑料的成型与加工 第三节 聚合类塑料包装材料 第四节 缩聚类树脂 第五节 纤维素塑料

3 概 述 ①透明度好，内装物可以看清； ②具有一定的物理强度； ③防潮、防水性能好； ④耐药品、耐油脂性能好； ⑤耐热、耐寒性能良好；
概 述 塑料作为包装材料被广泛地应用，与纸、木材、金属等包装材料相比，具有以下优点： ①透明度好，内装物可以看清； ②具有一定的物理强度； ③防潮、防水性能好； ④耐药品、耐油脂性能好； ⑤耐热、耐寒性能良好； ⑥耐污染，包装物卫生； ⑦适宜于各种气候。

4 第一节 塑料的组成与分类 一 塑料的组成 塑料是以合成树脂为主要成分，加有其他添加剂，经一 定温度压力时间等塑制成型或制成薄膜。
一 塑料的组成 塑料是以合成树脂为主要成分，加有其他添加剂，经一 定温度压力时间等塑制成型或制成薄膜。 （一）合成树脂 1. 作用 1）起粘结作用； 2）成型。 2. 合成树脂加入量 一般在多组分塑料中，合成树脂占30～70%。

5 （二）填充剂（填料） 1. 作用 1）可改善塑料的性能（机械性能）； 2）扩大使用范围，降低成本。 2. 对填料的要求 1）易被树脂润湿；
2）性能稳定，来源丰富，价格便宜。 3. 种类 无机物：碳酸钙、硫酸钙、滑石粉、瓷土等； 有机物：木粉、棉纤维、木材等 4. 加入量 一般<40%

6 （三）增塑剂 1. 作用 降低塑料的软化温度和硬度，以提高塑料的柔性； 2. 增塑的方法 外增塑：加入一定量的增塑剂；
内增塑：在刚性大分子链上接枝其他聚合物。 3. 对增塑剂的要求 1）与树脂具有较好的相溶性； 2）挥发性小，不易从制品中挥发出去； 3）无色、无味、无毒； 4）对光、热较稳定。 4. 常用增塑剂 邻苯二甲酸酯类 癸二酸酯类 磷酸酯类 氯化石蜡等

7 （四）稳定剂 1. 作用 防止塑料在光、热或其他条件下过早老化，延长制品的使用寿命。 2. 对稳定剂的要求 1）耐水、耐油、耐化学药品；
2）与树脂相溶； 3）在加热过程中不分解。 3. 种类 1）热稳定剂； 2）光稳定剂（防紫外光）； 3）抗氧化剂 （抑制树脂氧化降解）。 4. 稳定剂的加入量 一般<10%

8 （五）润滑剂 （六）固化剂（硬化剂或交联剂） （七）抗静电剂 防止在成型的过程中，粘在模具或其他设备上，保持制品表面的光亮、美观。
常用的润滑剂一般为：硬脂酸及其盐类； 一般加入量<1% （六）固化剂（硬化剂或交联剂） 1. 作用：在树脂大分子链间产生横跨健，使分子链交联，变成网状（体型）的热稳定性塑料。 2. 固化剂的种类：根据树脂类型来选择 （七）抗静电剂 1. 作用：给与塑料导电性，防止静电积聚 2. 常用的抗静电剂：胺衍生物、季胺盐、磷酸盐等

9 二 塑料的分类 1）根据树脂在受热加工成制品时的性质来分： 热塑性塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等 热固性塑料：酚醛树脂、环氧树脂等
二 塑料的分类 1）根据树脂在受热加工成制品时的性质来分： 热塑性塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等 热固性塑料：酚醛树脂、环氧树脂等 2）按用途来分： 通用塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等 工程塑料 ：聚甲醛、尼龙、聚碳酸酯等 特种塑料：含氟塑料、有机硅等 3）按合成方法来分： 加聚类：聚氯乙烯、聚乙烯等 缩聚类：聚酰胺、聚碳酸酯等

10 第二节 塑料的成型与加工 塑料按其对水的亲疏程度可分为两类： 1）含有极性基团的聚合物：具有吸湿性，粘附水分的倾向，如：PVA等；
一 塑料的工艺性能 （一）吸湿性 塑料按其对水的亲疏程度可分为两类： 1）含有极性基团的聚合物：具有吸湿性，粘附水分的倾向，如：PVA等； 2）含有非极性或弱极性的聚合物：几乎不吸湿或不粘附水分，如：PE PP PS等。

11 塑料在一定温度压力作用下，能够充满模腔各部分的性能。
（二）流动性 塑料在一定温度压力作用下，能够充满模腔各部分的性能。 加工时，要求流动性适当，流动性一般采用“熔融指数”（“MI”）表示，即在一定温度压力下，在10分钟内通过一定尺寸导管流出的量（只有同类塑料进行比较，否则压力温度不同）。

12 （三）结晶性 （四）热敏性 注意选择加工工艺。如：冷速等。
塑料具有结晶现象的性质。一般情况，对于无定型塑料，具有透明性或半透明性；对于结晶型塑料，具有不透明性，例如：ABS，无定型，不透明。 注意选择加工工艺。如：冷速等。 （四）热敏性 聚合物在加工时，由于温度作用会发生解聚，产生分解或变色的性能。一般要加热稳定剂，例如：PVC, PVDC。

13 塑料在成型和冷却过程中，发生体积收缩的性 质，一般与成型方法、工艺条件、制品厚薄、添加剂类型有关。收缩性一般用收缩率来表示。
（五）收缩性 塑料在成型和冷却过程中，发生体积收缩的性 质，一般与成型方法、工艺条件、制品厚薄、添加剂类型有关。收缩性一般用收缩率来表示。 收缩率 式中， 为常温下模腔的实际尺寸； 为常温下制品的实际尺寸。

14 通过加热使塑料处于粘流态条件下，经过流动成型和冷却硬化（或交联固化）而制得各种形状塑料产品的方法。
二 塑料制品的成型 （一）塑料的一次成型 通过加热使塑料处于粘流态条件下，经过流动成型和冷却硬化（或交联固化）而制得各种形状塑料产品的方法。 一次成型的方法主要有： 挤出成型、注射成型、压缩模塑成型、压延成型、铸塑成型、模压烧结成型、传递模型、泡沫塑料成型等。

15 1. 挤出成型：又称为挤压模塑或挤塑，主要用于热塑性塑料，少量用于热固性塑料。
图2-17 单螺杆挤出机结构示意图 1一机座；2一电动机；3一传动装置；4一料斗；5一料斗冷却区；6一料筒；7一料筒加热器；8—热电偶控温点；9一螺杆；10一过滤网及多孔板；11一机头加热器；12一机头；13一挤出物

16 2. 注射成型：又称为注射模塑或注塑，主要用于热塑性塑料，少量用于热固性塑料。
图2-18 注塑成型示意图 1—注塑机；2一模具；3一制品

17 1一自动加料装置；2一料斗；3一上模板；4一阳模；5一压缩空气上、下吹管； 6一阴模；7一下模板；8一顶出杆；9一成品脱模装置
3. 压缩模塑成型：主要用于热固性塑料。 图2-19 热固性塑料模压成型过程示意图 1一自动加料装置；2一料斗；3一上模板；4一阳模；5一压缩空气上、下吹管； 6一阴模；7一下模板；8一顶出杆；9一成品脱模装置

18 4. 压延成型：主要用于制造薄膜和片材的主要方法。生产厚度为0. 05～0. 5mm范围内的软质聚氯乙烯薄膜和0. 25～0
4. 压延成型：主要用于制造薄膜和片材的主要方法。生产厚度为0.05～0.5mm范围内的软质聚氯乙烯薄膜和0.25～0.7mm范围内的硬质聚氯乙烯片材，当制品厚度大于这个范围时，一般采用挤出吹塑法或其他方法。

19 5. 铸塑成型：类似于金属的浇铸，特点是所使用的设备较为简单，成型时一般不需要加压，对制品的尺寸限制较小，多为小批量的大型制品。
浇铸液配制 过滤和除泡 浇铸 聚合 后处理和后加工

20 6.模压烧结成型：主要用于聚四氟乙烯和超高分子量聚乙烯等树脂的成型。
其方法是：将粉末状的聚四氟乙烯冷模压成密实的各种形状的预成型品（锭料），然后将预成型品加热到高于其结晶熔点（327℃）以上的温度，使树脂颗粒互相熔结，形成一密实的连续整体，最后冷却至室温得到产品。

21 7.传递模型：又称传递成型或注压成型，适用于硬化前流动性较好的树脂，如酚醛、三聚氰胺甲醛树脂和环氧树脂等。
图2-21 传递模塑成型示意图 1—注压活塞；2一加料套；3—阳模；4一阴模

22 8.泡沫塑料成型：泡沫塑料是以气体物质为分散相、以固体树脂为分散介质所组成的分散体，是一类带有许多气孔的塑料制品。现在不论热塑性塑料还是热固性塑料，都可以做成泡沫体。
制造泡沫塑料的方法可分为：机械法、物理法、化学法。 （1）机械法。用强烈的搅拌将空气卷入树脂液中，先使其成为均匀的泡沫物，而后再通过物理或化学变化使其稳定。这类泡沫塑料性脆、强度低，但价廉，通常用在消音隔热等非受力用途等方面。 （2）物理法。采用惰性气体或低沸点液体等混合于聚合物中，然后加压或加热，使其发泡。 （3）化学法。通过加热，使塑料当中的某些组分在发泡过程中产生化学分解，产生气体发泡。

23 （二）塑料的二次成型 将塑料片、板、棒等型材在加热至高弹态([Tg～Tf]玻璃态或皮革态) ，再次成型的方法，只用于热塑性塑料。
1.中空吹塑成型 中空吹塑成型是制造中空容器最重要的方法，将挤出或注射成型的塑料管坯（型坯）趁热于半溶融类橡胶状时，置于各种形状的模具中，并及时在管坯中通入压缩空气将其吹胀，使其紧贴于模腔壁上成型，经冷却脱模后即得中空制品。 凡熔融指数介于0.04～1.12之间的塑料都适用于中空吹塑成型。

24 2. 热成型 利用热塑性塑料的片材作为原料加热到热弹态，然后施以压力使之贴附于模具上成型来制造塑料制品的一种方法。 热成型的特点是制品厚度不大，片材厚度一般为1 ～2mm，而制品的厚度总是小于这一数值，但制品的表面积可以很大，而且都属于半壳形的，其深度有一定的限制。

25 图2-24 典型的热成型 工艺原理示意图

26 拉伸薄膜是将挤出得到的厚度为1 ～3mm的厚片或管坯，重新加热到Tg ～Tm（或Tf）温度范围进行大幅拉伸而形成制品。
3. 拉伸薄膜成型 拉伸薄膜是将挤出得到的厚度为1 ～3mm的厚片或管坯，重新加热到Tg ～Tm（或Tf）温度范围进行大幅拉伸而形成制品。 拉伸薄膜的优点： ①强度为未拉伸薄膜的3～5倍，透明度和表面光泽好，对气体和水蒸气的渗透性降低； ②随着厚度减小，宽度增大，平均面积增大，成本降低； ③耐热、耐寒性改善。

27 第三节 聚合类塑料包装材料 一 聚乙烯（PE） （一）PE的分子结构 1. 用二维平面表示

28 2. PE的实际结构 c H (CH2) x CH3 (CH2) y

29 支链的多少与长短与其生产工艺有关： 1）若以氧或过氧化物为引发剂，在压力为1500～2000个大气压，温度为200℃左右生成的PE，主链上含有较多而长的支链，分子量约为1.5～3.5万，相对密度为0.910～0.925，结晶度为56～65%。低密度（或高压）聚乙烯，用LDPE表示。 2）若以金属烷基化合物为催化剂，在压力为1～5个大气压，温度为40 ～ 60℃时生成的PE，主链上含有较少且较短的支链，分子量约为3.5万，相对密度为0.935～0.950，结晶度可达66～73%。中密度（或低压）聚乙烯，用MDPE表示。 3）若以金属氧化物为催化剂，在压力为30～40个大气压，温度为125 ～ 150℃时生成的PE，支链少且短，分子量>4万，相对密度为0.97～0.98，结晶度可达74～95%。高密度聚乙烯，用HDPE表示。

30 （二）PE的性能 1. 白色或淡灰色的固态物质，薄膜状的聚乙烯几乎透明，用手摸之很像石蜡，较柔韧。聚乙烯的性能主要由聚合物的分子结构及其链长来决定。 2.一般规律：分子量及密度提高时，PE的断裂强度、硬度、韧性、耐老化性、耐化学药品性、耐低温脆折性、熔融粘度、抗冲击强度等均提高；透气性、透湿性下降，断裂伸长率降低，易形成表面龟裂。 （见书本P71-77页图及表）

31 关于PE： 1）对于高压聚乙烯（LDPE），分子链中支链多而长，结晶度低，因此，软化温度较低（105℃左右），机械强度、耐溶性差，透气性、透湿性较大，而且伸长率、耐冲击性、柔软性、透明度较好。 2）对于中低压聚乙烯(HDPE)，主链上支链少而短，结晶度高，因此，软化温度较高（>120℃），耐寒性好，机械性能较好，耐油性好，具有优良的抗应力开裂性能，透气性、透湿性较小。

32 3） 对于线性低密度聚乙烯(LLDPE)，在有机金属催化剂作用下，乙烯与α-烯烃（丙烯、 丁烯等）进行共聚而制得，其密度为0. 917～0
3） 对于线性低密度聚乙烯(LLDPE)，在有机金属催化剂作用下，乙烯与α-烯烃（丙烯、 丁烯等）进行共聚而制得，其密度为0.917～0.935，结构与高密度聚乙烯相近，其结晶度比LDPE高10%，其性能比LDPE好，例如：熔点比LDPE高10～20%，脆化温度比LDPE低30～40℃，其机械性能在LDPE与HDPE之间，撕裂强度比LDPE高3～4倍，延伸性比LDPE与HDPE好，其透明性、硬度、加工性能介于LDPE与HDPE之间。

33 3. PE的老化性能 为了防止聚乙烯的老化，往往在其中加入防老化剂——阻氧化剂，阻止氧化，可以使老化过程缓慢。
聚乙烯在使用或加工过程中，因受热、紫外线作用及空气中的氧气的作用而发生老化，此时它的物理-机械性能降低，如伸长率和耐水性降低，则出现脆性，产生裂纹以致破裂。但聚乙烯若在常温下储存于室内阴暗处，则老化缓慢能够长期保持其使用性能。 为了防止聚乙烯的老化，往往在其中加入防老化剂——阻氧化剂，阻止氧化，可以使老化过程缓慢。

34 （三）PE的用途 1. LDPE(包括LLDPE ) （四） PE的改性 主要用于生产薄膜、合成纸等，作为一般包装袋。
（1）食品包装 （2）纤维制品包装 （3）日用品包装 （4） 药品包装 2.对于HDPE （1）中空容器 （2）制成薄膜，用于水产品、农产品、食品、药品等包装。 （四） PE的改性 1. 采用玻璃纤维增强； 2. 采用γ射线辐射，产生交链； 3.进行发泡，作为缓冲包装材料。EPE

35 二 聚丙烯（PP） （一）概述 聚丙烯是一种新型的热塑性聚合物，其原料来源丰富，成本低于聚乙烯。它的性能特点是透明性较好，耐热性高（超过100℃），机械强度高、坚韧而耐震，对化学药品有优良的抵抗能力，但它的耐冲击性能和耐低温性能不如聚乙烯，因此大大限制了它的用途。 nCH2=CH CH3 （ C—C ） H H H CH3 n

36 PP

37 （二）PP的分子结构 聚丙烯也是高结晶聚合物。结晶聚丙烯大分子为线型的，线型聚丙烯大分子链的甲基在空间排列的情况可分为三种： 1. 等规聚丙烯 线型聚丙烯分子链主链上的甲基只伸向一边，大分子主链段呈规则立体螺旋状。等规聚丙烯又称全同立构或等规立构聚丙烯，螺矩为0.68mm，相当于3个单位链节。 H CH3 H CH3 H CH3 H CH3 ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ —C—C——C——C——C——C——C——C— ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ H H H H H H H H 等规聚丙烯性能优良，其产品占聚丙烯的95%。

38 线型聚丙烯分子链的甲基交替地向主链两侧规则排列。等规和间规聚丙烯都是有规聚丙烯或称定向聚丙烯。
2. 间规聚丙烯。 线型聚丙烯分子链的甲基交替地向主链两侧规则排列。等规和间规聚丙烯都是有规聚丙烯或称定向聚丙烯。 H CH3 H H H CH3 H H ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ —C—C——C—C——C—C——C— C— ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ ∣ H H H CH3 H H H CH3 3.无规聚丙烯。 合成定向聚丙烯的副产物。线型聚丙烯分子主链上的甲基排列次序是无规律的，即任意取向。这种聚丙烯不能结晶，是一种胶状产物。只能作为防水纸涂层，以及粘合剂、石蜡、润滑油、沥青等材料的掺合剂，日本也将之热分解后作为燃料油。

39 （三）PP的性能 1. 物理机械性能 1）透明度好，结晶度高，表面光滑，吸水性低，气密性（阻隔性）比PE好。
聚丙烯与聚乙烯相似，是白色蜡状材料，但较聚乙烯轻，其相对密度为0.90，是最轻的塑料品种之一。聚丙烯易燃，其火焰上黄下蓝，有少量黑烟，并溶化滴落发出石蜡气味，但气味比聚乙烯弱。 1. 物理机械性能 1）透明度好，结晶度高，表面光滑，吸水性低，气密性（阻隔性）比PE好。 2）耐热性好，熔点在165～170℃之间 ，可在100～120℃中长期使用。 3）PP比PE硬而坚韧，抗张强度高于PE，延伸性、抗应力开裂性能也较PE好。

40 2. 化学性能 1）耐化学药品性能优良，耐酸碱性很好； 2）不溶于有机溶剂。 3. PP的老化性能 聚丙烯含有活泼的叔碳原子，易氧化老化。因此常常需加入抗氧剂、光稳定剂。 铜对聚丙烯老化有催化作用，会引起“铜害”，所以不宜与铜接触，有时要加入铜抑制剂。

41 聚丙烯薄膜有双向拉伸(BOPP)与未经拉伸(CPP)的两种薄膜：
大部分聚丙烯用于生产包装箱、容器、捆扎绳带以及医疗器械、机械零件。 聚丙烯薄膜有双向拉伸(BOPP)与未经拉伸(CPP)的两种薄膜： CPP：虽然光泽、耐寒性和机械强度差一些，但透明度、防潮性、耐划痕性等均良好。常用于点心、面包、水果、纤维制品等的包装。 CPP主要由于耐热包装，如蒸煮袋等。 缺点：1）易带静电； ）耐寒性较差； 3）透氧率过大； 4）印刷效果差。 BOPP：机械强度、耐寒性和光泽度等方面都有大幅度提高，防潮保鲜性能也有提高，常用于脆点心、冰淇淋、鲜花、糖果，尤其是香烟的包装。

42 聚丙烯薄膜的主要用途

43 （五）PP的改性 2. 发泡：PP泡沫塑料，加发泡剂，用作缓冲材料； 3. PP与其他薄膜复合。

44 聚苯乙烯是一种重要的热塑性树脂，它是由单体苯乙烯经加聚反应而制得。聚苯乙烯薄膜、薄片和泡沫塑料在包装工业中有着广泛的应用。
三 聚苯乙烯（PS ） （一）概述 聚苯乙烯是一种重要的热塑性树脂，它是由单体苯乙烯经加聚反应而制得。聚苯乙烯薄膜、薄片和泡沫塑料在包装工业中有着广泛的应用。 C H = C H C H = C H n ( ) n

45 PS

46 （二）PS的分子结构 1. 聚苯乙烯的分子链呈“头尾”结构，如图所示； 2. PS具有不对称性，使得大分子具有弱极性；
1. 聚苯乙烯的分子链呈“头尾”结构，如图所示； 2. PS具有不对称性，使得大分子具有弱极性； 3. 具有线型不定型结构，支链少而短，拉伸定向比较困难。

47 （2）马丁耐热性不低于80℃，玻璃化温度是80-82℃，温度对性能的影响较大，最高工作温度为70-75℃；
（三）PS的性能 1. 物理机械性能 （1）无色、无味、无臭、表面光滑、透明，不易燃，敲打会发出金属声，相对分子量为5~20万之间； （2）马丁耐热性不低于80℃，玻璃化温度是80-82℃，温度对性能的影响较大，最高工作温度为70-75℃； （3）吸水性小，抗水性强，但水蒸气透过率大；

48 （4） PS的抗弯强度大，冲击强度低，表面硬度小，易划痕，不耐磨，易产生应力开裂，脆化温度为30℃；
图2-12 温度对聚苯乙烯抗压强度的影响 （4） PS的抗弯强度大，冲击强度低，表面硬度小，易划痕，不耐磨，易产生应力开裂，脆化温度为30℃； （5）机械性能取决于PS的分子量，随着分子量的增大，抗张强度增大，脆性降低，软化点降低，但到一定值后，机械性能基本稳定。

49 叔碳原子上的氢能参与某些化学反应，如氧化等，使其产生部分裂解和变脆。
2. 化学性能 1）PS能溶于非极性溶剂，不溶于脂肪烃类溶剂，其溶解能力随分子量的增大而下降； 2）PS能耐除浓硝酸和氧化剂以外的碱和酸。 3. PS的老化性能 叔碳原子上的氢能参与某些化学反应，如氧化等，使其产生部分裂解和变脆。 防止老化的方法： （1）加防老化剂； （2）要求PS的纯度高。

50 （1）抗冲性聚苯乙烯（HIPS） ，与合成橡胶共混或共聚；
（1）加工成薄膜，用于水果、蔬菜的呼吸性包装； （2）加工成透明的包装容器，如容器盖、小盘等； （3）由于纯度高，适用于真空镀铝的基材。 （五）PS的改性 （1）抗冲性聚苯乙烯（HIPS） ，与合成橡胶共混或共聚； （2）ABS塑料。ABS树脂是由苯乙烯、丁二烯、丙烯腈三组 元组成，其中A代表丙烯腈，B代表丁二烯，S代表苯乙烯 。 （3）PS泡沫塑料。 可发性PS泡沫塑料，用于电视机，冰箱等缓冲包装； PS泡沫塑料。

51 四 聚氯乙烯（PVC） （一）概述 聚氯乙烯是一种较重要的热塑性树脂，第二次世界大战以前就开始生产聚氯乙烯薄膜，然而直至50年代，聚氯乙烯薄膜才开始应用于商业包装，目前，世界上聚氯乙烯的产量仅次于聚乙烯。 nCH2=CH Cl （ C—C ） H H H Cl n 引发 聚合

52 PVC

53 （二）PVC的分子结构 （1）大分子链为“头尾”相连； （2）大分子为线型无定型结构。

54 （三）PVC的性能 淡褐色、透明、坚韧的树脂，其密度为 。升温 到70～80℃开始软化，约在180℃熔融，但在150 ℃很快分解
淡褐色、透明、坚韧的树脂，其密度为 。升温 到70～80℃开始软化，约在180℃熔融，但在150 ℃很快分解 出氯化氢，颜色变深，性能变差，一般都需加入配料： 稳定剂：中和热加工时或使用时由于分解所放出的氯化氢。 增塑剂：降低聚合物的软化温度，使制品可在较低温度下加工。 填料：常用的有硅藻土、粘土、氧化硅等。 硬质PVC (增塑剂含量<10%) 半硬PVC (增塑剂含量介于10～30%) 软PVC (增塑剂含量>30%) 按增塑剂的含量分为

55 1. 硬质PVC的性质 2. 软质PVC的性质 具有较高的机械强度和弹性； 不为氧及臭氧所作用；
耐化学药品佳，但在氯化烃类、硝基溶剂及酮类溶剂中不够稳定； 热稳定性差，线膨胀系数大。 2. 软质PVC的性质 具有高弹性； 随着增塑剂的增多，可塑性、柔软性、伸长率、耐寒性、吸水性增大；而密度、硬度、脆性、耐热性及机械强度降低； 化学稳定性较好，但要注意：增塑剂与内包装物品的作用。

56 （四）用途 2）不含增塑剂的PVC（采用接枝，即内增塑），可用于收缩包装、医药品包装、冷冻食品、点心等的包装；
3）半硬质薄片，可制成杯状容器包装冰淇淋、果冻、酱菜、西餐点心等。 4）硬质PVC可制成各种瓶子，装化学药品等。

57 五 聚偏二氯乙烯（PVDC） (一)概述 用密度很大，有特殊气味的低沸点液体——偏二氯乙烯合成的聚偏二氯乙烯均聚物，其熔点范围很窄，质硬，软化点高而且软化点与分解温度接近，不易加工。常常将偏二氯乙烯与氯乙烯（含量约15%～25%）的共聚物，称为聚偏二氯乙烯。 n CH2 = CCl2 +mCH2 =CHCl (CH2 –CHCl) m ( CH2 –CCl2 ) n

58 PVDC

59 （二）性质及用途 1. 性质 ①柔软，具有极佳的阻隔性 ；②具有很高的抗张强度；③耐强酸、强碱、化学药品、油脂等，难燃，有自熄性；④具有自粘性，收缩性大；⑤热封温度范围宽（在120～160℃ ），易粘连；⑥薄膜结晶性强，易开裂，穿孔，耐老化性差。 2.用途 ①制成薄膜，或与其他材料复合，用于烘烤食品、肉质食品包装；②用于涂布材料，例如与玻璃纸表面涂布。

60 六 聚乙烯醇（PVA) （一）概述 聚乙烯醇并不是由乙烯醇合成的，而是由聚醋酸乙烯酯醇解后制成的。 合成原理为：

61

62 聚乙烯醇

63 （二）性质 （三）用途 透明度高，柔软，不带静电，印刷性能好； 机械性能与耐蚀性能均比pp好； 抗应力开裂性、抗老化性、耐热性优良；
气密性优良，且无毒无味 缺点：在水中易溶胀或溶解，可溶于醇类、乙酸、苯酚等极性溶剂中 （三）用途 制成的薄膜80%以上用于纤维制品包装，还可与其他材料复合用于食品包装； 洗涤剂、漂白粉、染料、农药等的包装。

64 七 乙烯共聚物 （一）乙烯—醋酸乙烯共聚物（EVA） 1. 分子结构 [ CH2—CH2 ] [ CH2—CH ] OCOCH3
七 乙烯共聚物 （一）乙烯—醋酸乙烯共聚物（EVA） 1. 分子结构 [ CH2—CH ] [ CH2—CH2 ] OCOCH3 m n 醋酸乙烯含量一般为5%～10%。当醋酸乙烯的量<5%时，EVA性能与LDPE接近，随醋酸乙烯酯的增多，柔性、弹性、透明性、粘合性、溶解性、耐应力开裂性、热封性能等提高，而刚性、软化温度、耐磨性、电绝缘性则降低。含15～20%乙烯—醋酸乙烯共聚物的性能接近于软质PVC。

65 2. 性能 3. 用途 ② 弹性突出、柔软； ③ 气密性比PE好，具有一定的抗水性； ④ 耐老化性、粘合性均优于PE。
① 透明、光泽好； ② 弹性突出、柔软； ③ 气密性比PE好，具有一定的抗水性； ④ 耐老化性、粘合性均优于PE。 3. 用途 ① 制成缠绕薄膜，作为收缩包装和食品包装 ; ② 吹塑成中空容器作为药品和食品包装 。

66 （二）乙烯—乙烯醇共聚物（EVAL或EVOH） 1. 分子结构
将乙烯—醋酸乙烯共聚物进行皂化分解，即可得到乙烯—乙烯醇共聚物。 2. 性能 刚性、强度较好； 具有高度的阻隔、保香性； 耐酸、耐油性好。 3. 用途(同EVA) 制成薄膜或复合薄膜，用于收缩包装； 制成中空容器，作为药品、食品、饮料包装 。 (CH2 –CH2) m ( CH2 –CH ) n OH

67 （三）乙烯—丙烯酸乙酯共聚物（EEA） 1. 分子结构 2. 性能 3. 用途 [ CH2—CH2 ] [ CH2—CH ] OCOC2H5
m n 2. 性能 结晶度较低，弹性大，柔软，且压缩后永久变形小； 耐高低温性能好，有优良的抗冲击性能； 耐应力开裂性、老化性均比PE好。 3. 用途 适用于中空容器、包装薄膜等，用于药品、食品等包装。

68 （四）离子型聚合物 1. 分子结构 乙烯和丙烯酸盐的共聚物 —CH2—CR—CH2—CH2—CH— COOM COOM
+ —CH2—CH2—CH2—CR—CH2— COOM + M=Na Zn Ca Mg + 2+

69 2. 性能：介于弹性体和聚烯烃之间 3. 用途 机械性能优良，耐撕裂性好，抗应力开裂性能、弹性较PE好；
耐冲击、耐化学药品性能好，尤其耐碱、耐矿物油性好，但烃类溶剂对其有一定的溶胀作用。 耐低温性能好(Tb=-106oC)，在高温下稳定(300oC)，热封性好，但软化点低(65oC)。 缺点：耐无机酸差，吸水性较大。 3. 用途 离子键聚合物可采用注塑或吹塑成型制成各种器具或中空容器，也可采用挤出成型法制成薄膜，其薄膜透明、光泽均较聚乙烯为佳，无毒、气密性好，柔软耐折，耐穿刺，封口性好，用于收缩包装制成复合薄膜及涂布材料。

70 （五）乙烯/丙烯共聚 以丙烯和乙烯为单体在阴离子配位催化剂作用下，进行嵌段聚合所获得的晶型相同而化学组分不同的高结晶特殊共聚物。 乙/丙塑料可制成瓶子等包装容器，用于食品、药品的包装或消毒容器；其薄膜可制成热收缩薄膜，也可与其他塑料（如PET、PA等）制成复合薄膜，用于冷冻食品包装或蒸发袋，尤其是与铝箔复合的薄膜在食品和药物包装中应用较广。

71 第四节 缩聚类树脂 一 聚酰胺（PA）——尼龙 （一）概述 聚酰胺通称为尼龙，它是具有许多重复酰胺基团( )的线性热塑性树脂的总称。
聚酰胺通称为尼龙，它是具有许多重复酰胺基团( )的线性热塑性树脂的总称。 1. 制造方法 1）由氨基酸（或氨基酸衍生物）脱水制成内酰胺再聚合制得，其结构为 C－N O H [ NH(CH2)n-1—CO ] x PAn 尼龙n n为氨基酸中碳原子的个数 例如：氨基已酸均缩聚，得到聚酰胺6（尼龙6） nH2N(CH2)5COOH H [ NH(CH2)5—CO ] OH + (n-1)H2O n

72 氨基已酸 聚酰胺6（尼龙6）

73 2）由二元胺与二元酸脱水缩聚而制得，其分子结构为：
[ NH(CH2)m—NHCO—(CH2)——CO ] n-2 x PAmn 聚酰胺mn mn 为二元胺与二元酸中的碳原子个数。 例如：由已二胺和已二酸缩聚而制得尼龙66 nH2N(CH2)6NH2 + nHOOC(CH2)4COOH [ NH(CH2)6—NHCO—(CH2)——CO ] 4 n + (2n-1)H2O

74 已二酸 已二胺 尼龙66

75 2 聚酰胺的一般命名方法 1）若由氨基酸（或氨基酸衍生物）脱水制成内酰胺再聚合制得 ，用其链节中的碳原子数来表示，即尼龙n。 2）若由二元胺与二元酸脱水缩聚而制得，用两个数字表示，前一个数字表示链节中二元胺部分的碳原子数，后一个数字表示链节中二元酸部分的碳原子数，即尼龙mn。

76 （二）聚酰胺的结构与性能 1. 结构特点：聚酰胺按酰胺基团在分子链上的排列方向有两种情况：
第一种类型：由氨基酸（或氨基酸衍生物）脱水制成内酰胺再聚合制得的尼龙n，其结构为： · · · CO—NH · · · CO—NH · · · CO—NH · · · 第二种类型：若由二元胺与二元酸脱水缩聚而制得的尼龙mn，其结构为： · · · CO—NH · · · NHCO · · · CO—NH · · · NHCO · · · 由于酰胺基团的存在，使得大分子之间产生氢键，分子间作用力变大，使结晶度增加，强度提高，熔点升高。

77 2. 性能 1）白色或淡黄色的不透明固体，制成的薄膜透明、伸长率大、气密性好、机械性能优异，耐穿刺强度高，耐低温，可在-40～100℃内使用。 2）尼龙一般都能耐卤代烷、硫醇、酯类、酮类、烃类等有机溶剂，油酯、燃烧油和醛类（甲醛除外），但不耐水、醇类等极性溶剂。苯酚和甲酸是其特效溶剂。浓碱对之也有破坏作用。 3）吸水吸湿性强，且随链段中酰胺基团的增多而增高，在高于100℃的热水中，易水解；若长期日晒，易老化降解。 4）易加工成型，不产生静电，印刷性能好。

78 （三）主要尼龙类品种及用途 1. 尼龙66 半透明的乳白色树脂。相对密度为1.14～1.15。其熔点、刚性、硬度，抗蠕变性能，抗张强度均为尼龙之冠。由于吸水性高（为1.5％），尺寸稳定性较差。 2.尼龙6 学名为聚已内酰胺。以已内酰胺（又称环酰胺）为单体，以碱、酸、水引发开环聚合。半透明乳白色树脂，其抗张强度和抗弯强度在尼龙中仅次于尼龙66，熔点较低，热流动性好。易于加工，吸水性较其他尼龙高。经过双向拉伸的尼龙6薄膜耐穿孔，耐冲击性能好，可在-60～130℃使用。气密性好，有良好的粘接性能。

79 二 聚酯树脂 （一）聚酯（PET），聚对苯二甲酸乙二（醇）酯 1. PET的分子结构 由对苯二甲酸甲酯与乙二醇反 应 O O
二 聚酯树脂 （一）聚酯（PET），聚对苯二甲酸乙二（醇）酯 1. PET的分子结构 由对苯二甲酸甲酯与乙二醇反 应 H [ OCH2CH2—O—C— —C ]n OCH2CH2OH O O

80 2. PET的性能 1）物理化学性能 白色或淡黄色的透明物质，有玻璃的外观， 无臭无味无毒。相对密度为1.34（非晶态）和1.385（高结晶态），平衡吸水率为0.4%； 熔点为 ℃，软化温度220℃，长期使用温度可达120℃，耐低温性能也很好； 成型收缩率低，气密性良好； 具有良好的化学稳定性， 不耐盐酸、硫酸、硝酸、强碱，可溶解于邻一氯苯酚、四氯乙烷、甲酚的混合液中。

81 3） PET的用途 2）机械性能 制成薄膜或双向拉伸薄膜，与其他塑料薄膜复合，包装食品； PET/LDPE作冷冻包装
在热塑性塑料中，机械性能堪称最佳，抗张强度为80MPa，与铝相近。其硬度、耐磨性、耐折性、抗蠕变性均属上乘，但随着温度的升高而迅速下降。 缺点：易带静电，印刷困难，热封也较困难。 3） PET的用途 制成薄膜或双向拉伸薄膜，与其他塑料薄膜复合，包装食品； PET/LDPE作冷冻包装 PET/CPP作蒸煮包装 PET/AL/CPP作蒸煮包装，三原熏鸡 制成中空容器，代替玻璃瓶（轻） PET/PP/PET 作酒瓶

82 （二）聚碳酸酯（PC） 1. PC的分子结构 聚碳酸酯是由双酚A和光气（碳酰氯）反应而生成的聚酯类热塑性树脂，其结构为： CH3 O
[ O— —C— —C—O ]n CH3

83 2. PC的性能 1）物理性能 ①透明，呈轻微淡黄色；②尺寸稳定性高，成型收缩率小（0.5～0.8%）；③吸水吸潮性小；④不带静电，易染色。 2）机械性能 ①耐冲击性能和延展性突出；②抗拉强度及弯曲强度与尼龙相近；③弹性模量较高，不受温度的影响； ④易产生内应力，有应力开裂倾向。 3）热性能 ①具有良好的耐热性，热变形温度达到130～140℃； ②具有良好的耐寒性，在-180℃不脆裂。

84 ①制成薄膜，做成复合材料，用于蒸煮或冷冻包装；
4）化学性能 ①在室温下，对稀酸、氧化剂、还原剂、 盐、 油、脂肪烃等性能好； ②易受碱、胺、酮、 酯、 芳香烃的侵蚀，能溶于三氯甲烷、 三氯乙烷等溶剂； ③长期浸在沸水中会发生水解或破裂； ④易受紫外线的作用而失去光泽。 3 用途 ①制成薄膜，做成复合材料，用于蒸煮或冷冻包装； ②制成容器，用于食品、药品包装。

85 三 聚氨酯（PU） （一）概述 聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称，其结构特征与聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯等的结构特征有部分相似。
—N—C— —C—O— —O—C—O— —N—C—O— H O O O H O 聚酰胺 聚酯 聚碳酸酯 聚氨酯

86 （四） 酚醛树脂 1）合成 酚醛树脂是由酚类化合物与醛类化合物在酸性或碱性催化剂作用下缩聚而成的树脂。其中以苯酚与甲醛缩聚的酚醛树脂应用得最多，也最重要。酚醛树脂及其塑料是缩聚类树脂中应用最早、生产量最大的一种材料。 酚醛树脂可分为热塑性酚醛树脂和热固性酚醛树脂。

87 在酸作催化剂，苯酚过量时，得到的是线性酚醛树脂，热塑性的
以碱作催化剂时，且甲醛过量时，得到的是体型酚醛树脂，即热固性的

88 苯酚过量 热塑性材料

89 甲醛过量 热固性材料

90 酚醛树脂在包装工业中多用作瓶盖、箱盒等。
2）性能 酚醛树脂具有较高的机械强度和硬度，耐磨性能好，比重较聚酯小， 有很高的热强度、耐油脂、耐酸、耐化学腐蚀性强；吸水性低；尺寸稳定、电绝缘性能好，容易成型加工、价格便宜。 缺点是性脆、不耐碱、冲击强度较低、颜色较深、模制生产率低。所以目前又生产了用环氧、PVC、聚酰胺、聚乙烯醇等改性的酚醛树脂。 3）应用 酚醛树脂在包装工业中多用作瓶盖、箱盒等。

91 （五）脲醛树脂(UF) 1）制备 脲醛树脂是由尿素 与过量甲醛水溶液在稳定剂六次甲基四胺作用下，并将pH值调至7～8，然后加入草酸等固化剂反应，可得到脲醛树脂，其分子结构式为：

92 2）性能 脲醛树脂表面硬度高、无臭、无味、无毒、耐油、耐溶剂性能好，可在70℃下长期使用，可制成色彩鲜艳的各种制品，价格也十分便宜，但耐水、耐酸性较差，强度也不太理想，易吸水变形， 3）应用 在包装工业中主要用作箱盒、瓶盖、衬垫以及人造三合板的粘结剂等。

93 三聚氰胺一甲醛树脂是由三聚氰胺与甲醛缩聚反应而得。其分子结构式为：
（六）三聚氰胺一甲醛树脂(MF) 三聚氰胺一甲醛树脂是由三聚氰胺与甲醛缩聚反应而得。其分子结构式为： 三聚氰胺一甲醛树脂可制成色彩如彩陶的热固性塑料制品。与脲醛树脂相比，它具有优良的耐水性，可长期耐沸水。加入矿物填料，耐温达200℃。无毒、无味、无臭，适合于制造日用器皿、食具等。例水杯、餐具等。其它用途大致与脲醛树脂相仿。 [ CH2—NH—C C—NH—CH2 ] N N N NH—CH2— C

94 （二）性能 透明，光泽好； 机械性能较高（低于PET），耐热性好； 耐折性、耐候性、耐久性好；
能耐稀酸、矿物油、植物油，但耐水性差（8%），也不耐碱； 不易带静电，易粘合，印刷性能好； 薄膜透气透湿性大，而且不耐有机溶剂，耐寒性较差。

95 （三）用途 1. 二醋酸纤维素 二醋酸纤维素用于真空成型轻量容器，也可做透明窗、贴体包装。利用其透气、透湿性好的特点可作蔬菜、水果等呼吸型包装；或制成复合薄膜，醋酸纤维素的典型复合膜有：醋酸纤维素/铝箔/聚乙烯。 2. 三醋酸纤维素 三醋酸纤维素制成薄膜或复合薄膜用于药品、咖啡、化妆品等的包装。较厚的可作为有窗包装以及泡罩包装及吸塑包装等。

96 乙基纤维素是由碱式纤维素与氯乙烷相互反应而制成的纤维素醚。所用纤维素原料是提净的短棉或木质素的纸浆，其分子结构为：
三 乙基纤维素（EC） （一）概述 乙基纤维素是由碱式纤维素与氯乙烷相互反应而制成的纤维素醚。所用纤维素原料是提净的短棉或木质素的纸浆，其分子结构为： [C6H7O2(OH)2(OC2H5)]n

97 （二）性质 1. 白色或浅琥珀色，比重为1.14，不易燃烧； 2. 软化温度为116~130℃，熔点为165~185℃，它柔软而具有弹性，综合机械性能是纤维素类塑料中较好的； 3.能耐强碱、弱碱和稀酸， 但不耐有机溶剂； 4.具有优良的耐寒性，吸水性较低（<0.8%） ，其适用温度范围为-60~80℃。 （三）用途 1.可制成薄膜，用于食品包装、冷冻食品包装、化学药品、化妆品包装等； 2.可用作油墨及涂料（溶解性好，不耐有机溶剂）。

98 The end!