塑料包装材料的性能优秀课件

增塑机理
• 非极性增塑剂 机理 • 极性增塑剂 机理
溶剂对聚合物溶解能力的判定
• “极性相近”原则 • “内聚能密度(CED)或溶度参数相近”原则 • 溶剂化原则
稳定剂
热、光、抗氧稳定剂及其选用
光稳定剂的选用：
☺ 根据聚合物对紫外线的敏感波长，选用在 此波长范围内吸收能力尽可能高的光稳定 剂。
复合薄膜的阻隔性会大大提高（为什么？）。
主要是经过多层复合后，薄膜的针孔、晶点造 成的缺陷可以被弥补，同时从透过机理上分 析，薄膜层数的提高，使欲透过的气体的透 过路径变得复杂，相应也使得气体透过的阻 力加大，
• 普通薄膜与中等阻隔薄膜性能的复合
外层为普通薄膜，而内层为中等阻隔性能薄膜。
由于两种薄膜的相容性不太好，需加入粘合层，因 此若含粘合层时，总层数以三层和五层居多。
塑料包装材料的性能
（ 1） 助 剂 与 聚 合 物 要 有 良 好 的 相 容 性 ； （ 2） 助 剂 与 加 工 条 件 要 相 适 应 ； （ 3） 助 剂 要 有 良 好 的 耐 久 性 ； （ 4） 助 剂 要满足制品的性能要求和适应制品使用 的环境条件；
（ 5） 注 意 助 剂 配 合 中 的协同效应和对抗作用。
氢过氧化物分解剂 （辅助抗氧剂）
亚磷酸酯类 含硫化合物
使氢过氧化物分解成非自由基型 的稳定化合物，从而避免因氢过 氧化物分解成自由基而引起的一
系列降解反应。
金属钝化剂
能阻止金属催化氧化降解反应。
阻燃剂
（ 1）分类：
根据阻燃加工方法：
* 添加型： 使用方便，适应面广，但因用量大，常会 使制品机械性能降低。多用于热塑性塑料。
晶区
非晶区
• 分子定向 大分子定向程度越高，其阻隔性越好。P137
应用：塑料薄膜双向拉伸处理
• 分子亲水性 主要是PVA、PA等薄膜。 亲水性树脂由于其强的吸水性而使树脂溶
胀，分子间距增大而使阻隔性下降。
亲水性树脂的水蒸气扩散系数不是常数， 它随水蒸气的浓度增大而增大，从而导致 透湿系数的改变。
cm3˙cm/（cm2˙s˙pa） PET：77mL*25.4μm /(m2*24h)(23℃,0%RH)
塑料透过率越小，阻隔能力越高。
一.影响塑料包装材料性能的因素
1.分子极性 2.分子结晶性 3.分子定向 4.分子亲水性 5.环境温度与塑料树脂的阻隔性的关系
• 分子极性 阻气性随分子极性的提高而提高（为什么？） 如PET和PE对O2的透气率相差十分悬殊。
第三章 塑料包装材料的性能
第一节 塑料包装材料阻隔性能
什么是阻隔性？ 阻气、水蒸气、水分、香气 如何衡量？
塑料的阻隔性是指塑料包装材料或容器 防止小分子气体如O2、CO2、N2、水 蒸汽、香味及其它有机溶剂蒸汽等透过 的能力。
透过率表征塑料阻隔能力大小的指标， 即一定厚度的塑料制品在一定压力、温 度和湿度条件下，单位时间和单位面积 内透过小分子物质的体积或重量。 BOPET 薄膜透氧系数为2.25×10-15
提高阻隔性方法？
二.提高塑料包装材料阻隔性能的方法 1.复合改性 1）薄膜间的复合 2）普通薄膜与中等阻隔性薄膜的复合 PET/PE 3）普通薄膜与高阻隔性薄膜的复合 HDPE/ N /EVOH/N/PP 4）塑料薄膜与铝箔的复合 2.添加助剂改性 3.表面涂覆改性 4.化学处理改性
• 薄膜间的复合
增塑剂
定义：添加到聚合物中，能够增加其塑 性、改善成型时的流动性、赋予制品 柔韧性的物质。
稳定 高沸点 低挥发性 一定相容性
增塑剂
软化温度、熔融温度和玻璃化温度均降低 ；
熔体粘度减 小，流动性增 加，易于成型 加工；
增塑剂 作用
耐寒性、柔韧性、 抗冲击强度和伸长 率会提高。
阻隔性、耐热性、脆性、硬度、抗张 强度、弹性模量等均将下降；
？ 为什么PE是一种极好的防潮包装材料
分 子间作用力
范德华力
氢键
静电力 诱导力 色散力
诱导力 静电力
• 分子结晶性
• 气体和水蒸气透过结晶性聚合物的扩散能 量比非结晶性聚合物高，扩散系数小，故 结晶性聚合物表现出较好的阻气性。在其 余条件相同的情况下，树脂分子结晶度越 高，表现出越好的阻隔性能。
在有卤化物阻燃剂存在时，其分解产生的 HX稀 释了塑料分解产生的可燃气体 从而起到阻燃作用。
含卤素有机物产生的 HX是 OH自由基的捕获 体，从而使链锁反应终止。
由于阻燃剂分解产生较重的气体或沸点高的液 体，复盖在塑料表面而 隔断外界氧 的供给。
思考题
1. 塑料材料中为什么要加入助剂？ 2. 什么叫增塑剂？它是如何起增速作用 的？ 3.抗氧剂和光稳定剂的稳定机理。 4.阻燃剂怎样起阻燃作用？
☺ 光稳定剂与其它添加剂的相互配合作用。
☺ 光稳定剂的用量与其本身的效能和制品的 薄厚有关。
☺ 考虑光稳定剂的毒性。
分类（按抗氧剂的作用机理）：
链终止型抗氧剂 （主抗氧剂）
阻碍酚类 仲芳胺类
有不稳定的 H 原子，可与自由基 或增长链发生作用，阻止自由基 或增长链从聚合物中夺取 H 原
子，使氧化降解被终止。
非亲水性聚合物的透湿性几乎不受环境湿 度的影响。
• 环境温度与塑料树脂的阻隔性关系
温度对塑料树脂的分子结构有影响，温度升 高将使树脂的结晶度、定向度降低、分子 间距拉大，密度降低，这都使塑料薄膜的 阻隔性降低。
高阻隔材料： EVOH、PVDC、芳香尼龙MXD6
中等阻隔性材料： PA类、PET
EVOH、PVDC、PEN虽阻隔性十分优异，但或 加工性不好，或价格较高，或因性能不全 面，一般不单独使用，常用于共混、复合 及涂层改性。
* 反应型： 对使用性能影响较小，阻燃持久，但价 高。目前仅用于环氧树脂、聚酯、 ABS等中。
根据化学结构：
磷酸酯、含卤磷酸酯、有机卤化物、无机类三氧 化锑、其它金属化物阻燃剂。
阻燃剂
（ 2）作用机理：
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阻燃剂分解产物的脱水作用使有机物炭化， 生 成的炭皮膜 起到了阻燃作用。
阻燃剂的分解产物 形成不挥发保护膜 以阻燃。
复合材料中的普通薄膜树脂为LDPE、LLDPE、HDPE、PP 及PVC等，而中等阻隔性能薄膜树脂为PA、PET及EVA 等。其中普通树脂如PE、PP等还在复合薄膜的制 袋过程中起到热封层的作用。这方面复合的例子 有BOPP/EVA/PE、PA/PE、PET/PE。