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。
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酵共聚物(evoh)、聚偏二氯乙烯(pvdc)、聚丙烯
腈(pan)、聚酰腔(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:和selarpa,mxd6是由间二甲基二胺和乙二酸缩聚合成的一种半结
晶型聚既胺,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;selarpa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、食品包装及软盖材料
。
(3)改性聚酯selarpt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,故追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)硅氧化物徐复薄膜(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~l00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
薄膜名称气透过率水蒸气透过率
(25℃,100%rh,cc/m2·d·atm) (40℃,90%rh,g/m2·d)
pvdc涂复、pet膜2~82~10
evoh膜 1~330~100
pva膜 14 1100
铝蒸镀pet膜0.3~1.01.0~1.5
铝箔 0 0
硅氧化物涂复膜 1.0~1.51.0~1.5
无色透明硅氧化物涂复膜(a) 0.4~1.0 0.8~1.0
