2.4 塑料
塑料是可塑性高分子材料的简称,具有质轻、美观、耐腐蚀、力学性能高、易于加工和着色等特点,被广泛用于各类产品的包装。用塑料制得的软包装袋、瓶、桶、杯、盆等包装容器逐步取代了金属罐和玻璃瓶,使包装工业的面貌发生了很大变化。
随着我国工农业生产和科学技术的发展,塑料包装材料也得到了迅速的发展,无论在数量、质量、品种、规格等方面都有了很大的变化,如包装薄膜、复合包装材料、包装容器、钙塑箱、周转箱、编织袋、泡沫防震材料等都有了较快的发展。
2.4.1 塑料的基本性能与特点
① 物理性能优良。塑料具有一定的强度、弹性,抗拉,抗压,抗冲击,抗弯曲,耐折叠,耐摩擦,防潮,可阻隔气体等。
② 化学稳定性好。塑料耐酸碱、耐化学药剂、耐油脂、不锈蚀。
③ 塑料属于轻质材料。塑料密度约为金属的1/5、玻璃的1/2。
④ 塑料加工成型简单多样。塑料可制成薄膜、片材、管材、带材,还可以做编织布,用作发泡材料等,其成型方法有吹塑、挤压、注塑、铸塑、真空、发泡、吸塑、热收缩、拉伸等多种技术,可创造出适合不同产品需要的新型包装。
⑤ 塑料有优良的透明性和表面光泽,印刷和装饰性能良好,在传达和美化商品上能取得良好效果。
⑥ 塑料属于节能材料,价格上具有一定的竞争力。
塑料作为包装材料也有不足之处:强度不如钢铁;耐热性不及玻璃;在外界因素长期作用下易发生老化;有些塑料不是绝对不透气、不透光、不透湿;有些塑料还带有异味,其内部低分子物有可能渗入内装物;塑料还易产生静电,容易弄脏;有的塑料废物处理燃烧时会造成公害。
2.4.2 塑料的分类
塑料根据组分的性质可分为单组分塑料和多组分塑料。单组分塑料由合成树脂组成,仅含少量辅助物料。多组分塑料以合成树脂为基本成分,含有多种辅助物料。
塑料根据受热加工时的性能特点可分为热塑性塑料和热固性塑料两大类。前者多属软性材料,后者属刚性成型材料。
热塑性塑料加热时可以塑制成型,冷却后固化保持其形状。这种过程能反复进行,即可反复塑制。热塑性塑料的主要品种有聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酯等。包装用的塑料多属于热塑性塑料。
热固性塑料加热时可塑制成一定形状,一旦定型后即成为最终产品,再次加热时也不会软化,温度升高则会引起它的分解破坏,即不能反复塑制。热固性塑料的主要品种有酚醛塑料、脲醛塑料、蜜胺塑料等。
热塑性塑料和热固性塑料的主要特点比较见表2-4。
表2-4 热塑性塑料和热固性塑料性能比较
目前我国塑料制品主要有六大类:塑料编织袋,塑料周转箱、钙塑箱,塑料打包带、捆扎绳,塑料中空容器,塑料包装薄膜,泡沫塑料。
2.4.3 塑料包装材料的主要品种
塑料包装材料的主要品种见表2-5。
表2-5 塑料包装材料的品种
(1)聚乙烯(PE)
聚乙烯是乙烯的高分子聚合物的总称,在包装常用塑料中应用最普遍。聚乙烯质轻、柔软、抗水性好、耐低温、无味、无毒,按其性能又分为高密度聚乙烯(HDPE)、中密度聚乙烯(MDPE)和低密度聚乙烯(LDPE)三类,见表2-6。
表2-6 不同密度聚乙烯性能比较
通常高密度聚乙烯可用来制造重包装袋以及成型各种包装容器,如瓶、杯、盘、盒等;中密度聚乙烯和低密度聚乙烯多用来生产薄膜,并常与其他材料复合生产各种复合材料。
近年又发展了线性低密度聚乙烯(LLDPE),特别适宜制作包装薄膜,其厚度比低密聚乙烯减薄20%,是一种很有发展前途的塑料包装材料。聚乙烯塑料还可用来生产软管、泡沫塑料及涂层等包装材料。
(2)聚丙烯(PP)
聚丙烯质轻,无毒、无味、透明度高,力学性能、表面强度、抗摩擦性、防潮性能好,但易带静电、印刷性能欠佳。可用于制作盛装食品、化工产品、化妆品的各种瓶、杯、盘、盒等容器;还大量用于制造编织袋、打包带;双向拉伸聚丙烯薄膜可用来代替玻璃纸。
(3)聚氯乙烯(PVC)
聚氯乙烯塑料分为软质和硬质两类,软质薄膜多用来制作各种包装袋;硬质的可制成各种瓶、杯、盘、盒等包装容器。
(4)聚苯乙烯 (PS)
聚苯乙烯塑料属硬质塑料,特点是气密性、抗水性、热封性能好,印刷性良好,机械强度好,耐磨、耐压性能高,热稳定性能差,拉伸强度大和撕裂强度大,质地硬、延伸率小。常用改性聚苯乙烯注塑成各种深杯、盘、盒等容器,也用拉伸聚苯乙烯和泡沫聚乙烯制成浅杯、盒、盘等包装容器,还大量地用来制造包装用的泡沫缓冲材料。
(5)聚酯(PET)
聚酯塑料常用来吹塑成各种包装瓶,其力学性能优异,有很高的强度,抗压性、耐冲击性、稳定性好,耐酸碱腐蚀,透明度高,光泽性、光学特性好,无毒、无味。聚酯瓶是相当有发展前途的包装容器,聚酯薄膜经常与聚乙烯、聚丙烯等制成复合薄膜作为冷冻食品及需加热杀菌食品的包装材料。
(6)乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)
该塑料一般用作包装密封的薄膜材料,也常用来与其他材料共挤形成多层复合材料,如与高密聚乙烯复合可代替玻璃纸和蜡纸。
常用塑料薄膜的特性见表2-7。
表2-7 常用塑料薄膜的特性
常用的塑料还有聚酰胺、聚偏二氯乙烯、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚氨基甲酸酯、酚醛塑料、脲醛塑料、蜜胺塑料等。