3 討論與分析3.1 五層共擠薄膜中的EVOH樹脂層與高阻氧性能 EVOH是乙烯一乙烯醇的英文名稱。EVOH是乙烯和乙烯醇的無規(guī)共聚物,是一種具有鏈式分子結(jié)構(gòu)的晶體性聚合物,其分子結(jié)構(gòu)如下: —(CH2—CH2)m——(CH2—CHOH)n— EVOH樹脂具有透明性、耐油性、耐化學溶劑、機械強度高、易回收再生以及優(yōu)異的抗紫外性能,最為顯著的特點是氣體阻透性高,在包裝材料中,通過防止氧氣的滲入來提高保香性和延長貨架保質(zhì)期;通過透明性和抗紫外光性,可以讓消費者從外部清楚地看到包裝內(nèi)容物和確保超市貨架上的包裝食品色澤鮮艷穩(wěn)定,吸引消費者眼球,增強消費者購買欲望。 由于EVOH樹脂的分子結(jié)構(gòu)中存在著羥基,因此EVOH樹脂具有親水性和吸濕性。當吸附濕氣后,氣體的阻隔性能會受到影響。用五層共擠結(jié)構(gòu),將EVOH樹脂層放在中間,如將聚乙烯等阻濕性好的樹脂層把EVOH樹脂層包裹起來,就可以得到理想的高阻隔包裝材料。 一般來說,五層共擠結(jié)構(gòu)中EVOH樹脂層越厚,其阻氧性能越好,但達到一定厚度以后就會達到極限,再增加厚度后阻氧性能提高趨于穩(wěn)定(見表1)。同時阻氧性能還與EVOH樹脂的乙烯含量有關(guān),乙烯含量越低,其阻氧性能越高見表2,但乙烯的含量增加其易加工成型性增加。 因此根據(jù)包裝內(nèi)容物的不同,可對EVOH五層共擠膜中的EVOH樹脂層厚度調(diào)節(jié)以及EVOH樹脂品牌的選型以達到不同的氧氣透過量指標予之匹配。一般來說,高阻隔樹脂層厚度不小于20μm、選用乙烯含量不大于38%的EVOH樹脂如日本某公司ZT3803,阻氧值在1.0~1.5ml/m2.24h.23℃.50%RH以下,幾乎可與鋁箔復(fù)合材料阻隔性能相媲美。3.2 茂金屬聚乙烯樹脂與抗污染熱封性能 熱封強度對HB-2五層共擠高阻隔包裝復(fù)合膜來講是一個重要的指標,封口要有較高的強度才能承受一定重量內(nèi)容物的壓力,保證商品在流通過程中不開裂。 由于高阻隔包裝的內(nèi)容物一般是附加值較高的醬料、香料、名貴藥材等產(chǎn)品,而且絕大多數(shù)是在線自動包裝,所以要求熱封層的熱粘性好,抗污染性好,低溫熱封強度高。以往最常用的熱封層樹脂是LDPE,由于LDPE的拉伸強度差,封口強度較低,不能滿足包裝的要求。為此,在EVOH五層共擠膜熱封層中加入30%~40%茂金屬聚乙烯樹脂(M-LLDPE)。 M-LLDPE是用茂金屬作為催化劑合成的聚烯烴,與傳統(tǒng)的Ziegber-Natta催化劑得到的聚合物相比,M-LLDPE的鏈長均一,分子量分布窄,鏈間共聚單體分布均勻,因而其熱封性能、拉伸強度、抗污染性、熱粘性及封口強度等優(yōu)于LDPE和LLDPE。 同時,只需在EVOH五層共擠膜熱封層內(nèi)添加30%~40%M-LLDPE樹脂,與LDPE樹脂或LLDPE樹脂共混,讓其具有抗污染熱封性能,即在封邊處夾帶少量粉末、醬狀物情形下仍能封合完整、不會出現(xiàn)滲漏、開裂等現(xiàn)象。由于采用共擠吹膜技術(shù),讓價格較貴的M-LLDPE樹脂以最少用量達到相同抗污染熱封效果,實現(xiàn)性能與價格達至最佳組合。3.3 聚乙烯樹脂添加助劑與復(fù)合強度 通常包裝用樹脂都含有一定量的開口劑和爽滑劑等助劑,以改善加工性能和增加薄膜表面爽滑度,但這些助劑析出到薄膜表面后會和膠粘劑發(fā)生化學反應(yīng),引起剝離強度下降。表3是不同爽滑劑含量的PE薄膜復(fù)合后剝離強度的變化。 當前,很多生產(chǎn)廠家發(fā)現(xiàn)熱封基材越厚復(fù)合強度越差,這是因為熱封基材越厚,薄膜單位體積內(nèi)助劑含量就越高,遷移到薄膜表面的助劑就越多,助劑與膠粘劑的化學反應(yīng)就越廣泛,復(fù)合強度自然也就越容易下降。要想解決這個問題,采用五層共擠技術(shù),即在EVOH五層共擠膜的復(fù)合層使用含少量開口劑和爽滑劑類型樹脂,而熱封層仍采用含爽滑劑型樹脂,這既可避免了聚乙烯樹脂添加劑對HB-2五層共擠高阻隔包裝復(fù)合膜剝離強度的影響,又能為復(fù)合膜在上機包裝過程中提供必要的滑爽性。 4 項目技術(shù)先進性及其應(yīng)用前景 HB-2五層共擠高阻隔包裝復(fù)合膜綜合了EVOH樹脂五層共擠吹膜技術(shù)、凹版印刷技術(shù)、干法復(fù)合技術(shù)等多項先進技術(shù),使其技術(shù)指標具有先進性見表4;同時在配方、材質(zhì)和工藝上有創(chuàng)新性,既有高阻隔性,又具有透明性、耐紫外光性、高復(fù)合強度、抗污染熱封性好、生產(chǎn)工序少以及綠色環(huán)保等優(yōu)點。 5 結(jié) 語 HB-2五層共擠高阻隔包裝復(fù)合膜自從投產(chǎn)以來,被廣泛應(yīng)用于醬類食品、果汁飲料、水果果凍、油性食品、香料、名貴藥材等要求高阻隔透明包裝領(lǐng)域,并已取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。(文/陳玉勝 賀愛忠 王虹 徐莘)
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