塑編市場多層復(fù)合阻隔技術(shù)詳解.doc

塑編市場多層復(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，業(yè)界一方面在研究開發(fā)新型高阻隔性塑料，另一方面則是對現(xiàn)有的塑料編織袋材料進行改性。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，可以通過濕式復(fù)合、干式復(fù)合、共擠出復(fù)合等方法進行生產(chǎn)加工。1、多層干式復(fù)合干式復(fù)合又稱干法復(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)過復(fù)合機烘道使溶劑揮發(fā)而干燥，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、強度、耐老化性突出，在較寬的溫度和濕度范圍內(nèi)長期應(yīng)用不產(chǎn)生剝離，有良好的耐熱性和耐化學(xué)介質(zhì)性，對蒸煮、加熱殺菌、熱成型和熱封合均有出色的耐受性，對各種材料又具有優(yōu)良的粘接力，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聚烯烴和鋁箔等極性材料進行復(fù)合。溶劑型和分散型膠黏劑的共同點是在涂布機中涂布時為液體，涂布后必須消耗大量的能量以除去水分或溶劑，容易帶來空氣污染，且成本較高，因此，無溶劑膠黏劑是今后的發(fā)展趨勢。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、無灰塵、無油污，對非極性、表面致密光滑的聚烯烴材料還要事先進行電暈處理。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、原材料可多樣化、適應(yīng)環(huán)保要求、不用有毒膠黏劑等優(yōu)點，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Bass公司和美國的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)期可達到69個月。共擠出復(fù)合工藝是采用兩臺或數(shù)臺擠出機將各種不同功能的樹脂分別熔融擠出，通過各自的流道在模頭內(nèi)或模頭外匯合，再經(jīng)吹脹、冷卻復(fù)合在一起。該工藝不僅大大簡化了生產(chǎn)工序，而且用料少，同時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，用Bynel樹脂，使用3臺擠出機共用一個復(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HDPE、LDPE、LLDPE、CPP等，可剝離層為PP等。相鄰層之間如樹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五層對稱結(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個功能。通過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PVDC類為中間阻隔層的共擠復(fù)合膜發(fā)展最快，產(chǎn)量最大，這是因為DCI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，從而能對產(chǎn)物污染進行有效的控制。阻隔樹脂要求有較好的加工性能，以適應(yīng)共擠復(fù)合機頭要求有良好流動性的需要。流動性太差或幾種樹脂之間流動性相差太大，都會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)擠出機轉(zhuǎn)速來控制，由于擠出機速度控制并不十分精確，往往造成共擠復(fù)合膜的厚度也不好控制，需要較高的工人素質(zhì)和較為精密的機器設(shè)備。另外機頭設(shè)計也十分關(guān)鍵，一般說來，按ABCBA五層及ABCDCBA七層結(jié)構(gòu)設(shè)計的機頭所成型的包裝膜的阻隔性及復(fù)合強度最好，主要原因是對稱結(jié)構(gòu)的物料流動更易形成層流。共擠復(fù)合的缺點是擠出機轉(zhuǎn)速不同會產(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年代末開發(fā)成功的塑料包裝材料。近年來，隨著多層共擠流延膜的問世，其阻隔性、保香性、防潮性、耐油性、可蒸煮性和熱封性能達到進一步提高，可廣泛應(yīng)用于肉類冷凍制品、蒸煮肉類食品、方便食品、水產(chǎn)品、水果和乳制品、食用油、酒類、醬油類等包裝，大大延長商品的貨架壽命。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)合材料和粘接樹脂經(jīng)一次擠出成型的，其原材料可分為3大類，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，而材料中的水分對生產(chǎn)影響很大，水分本身在加熱過程中可產(chǎn)生降解作用，而含水分過高在熔融擠出時會產(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，故對高阻隔材料的水分含量要求很高，一般不能超過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，并在運輸過程中要確保包裝的完好；有條件的廠家可安裝干燥器，對購入的原材料實施干燥后再使用。根據(jù)用途復(fù)合材料可采用蒸煮級CPP粒料、復(fù)合級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)力強的黏結(jié)樹脂，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，即對稱結(jié)構(gòu)A/B/C/B/A和非對稱結(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。例如常用的對稱結(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；常用的非對稱結(jié)構(gòu)