新型包装材料一览表(关于几种新型包装材料)

新型包装材料一览表(关于几种新型包装材料)(1)

1. 聚乳酸

聚乳酸(PLA)是以有机酸乳酸为原料生产的新型聚酯材料,性能胜于现有塑料聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙 烯等材料,被产业界定为新世纪最有发展前途的新型包装材料,是环保包装材料的一颗明星,在未来将有 望代替聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料用于塑料制品,应用前景广阔。

聚乳酸的优点主要有以下几方面:

(1)生物可降解性良好。聚乳酸使用后能被自然界中微生物完全降解,最终生成二氧化碳和水,不污染环境,对保护环境非常有利。

(2) 机械性能及物理性能良好。聚乳酸适用于吹塑、 热塑等各种加工方法, 加工方便, 应用十分广泛。可用于加工从工业到民用的各种塑料制品、包装食品、快餐饭盒、无纺布、工业及民用布。进而加工成农 用织物、保健织物、抹布、卫生用品、室外防紫外线织物、帐篷布、地垫面等等,市场前景十分看好。

(3)相容性与可降解性良好。聚乳酸在医药领域应用也非常广泛,如可生产一次性输液用具、免拆型手术缝合线等,低分子聚乳酸作药物缓释包装剂等。

聚乳酸生产是以乳酸为原料,传统的乳酸发酵大多用淀粉质原料,目前美、法、日等国家已开发利用 农副产品为原料发酵生产乳酸,进而生产聚乳酸。

美国 LLC公司生产聚乳酸工艺为:玉米淀粉经水解为葡萄糖,再用乳酸杆菌厌氧发酵,发酵过程用液碱中和生成乳酸,发酵液经净化后,用电渗析工艺,制成纯度达99.5%的 L-乳酸。由乳酸制PLA 生产工艺有:(1)直接缩聚法,在真空下使用溶剂使脱水缩聚。(2)非溶剂法,使乳酸生成环状二聚体丙交酯,在开环缩聚成 PLA。

美国一家研究所研制成功把制乳酪后的废弃土豆转化为葡萄糖糖浆,再用细菌发酵成含乳酸酵液,经 电渗析分离、加热使水分蒸发,得到可制薄膜与涂层的聚乳酸,可作保鲜袋及代替有聚乙烯和防水蜡的包装材料。

法国埃尔斯坦糖厂与一所大学研制出用甜菜为原料,先分解成单糖,发酵生产乳酸,再用化学方法将 乳酸聚合为聚乳酸,也可利用工业制糖工序的下脚料贫糖液来生产聚乳酸,生产成本大幅度下降。

日本钟纺公司以玉米为原料发酵生产聚乳酸,利用聚乳酸制成生物降解性发泡材料。其过程是在聚乳酸中混入一种特殊添加剂,对其分子结构进行控制,使之变为易发泡的微粒,再加入用碳水化合物制成有 机化合物发泡剂,在成型机中成型、经高压水蒸气加热成发泡材料。该材料的强度压缩应力、缓冲性、耐 药性等与聚苯乙烯塑料相同,经焚烧后不污染环境,还可肥田。

2. 树脂基复合材料

以树脂为基体假如各种纤维、粒状或薄膜进行复合的高分子复合材料种类繁多。诸如加入导电性纤维 复合成导电功能材料、吸波功能材料,加入陶瓷、玻纤和碳纤复合增强材料,或者不同树脂薄膜多层复合 成为复合材料等等,其应用领域十分广泛;增强纤维复合型中就有30 多种纤维常用。在包装中已获得广泛 应用的主要有机层复合、共挤复合、混合复合等类型的复合材料。

树脂基复合材料的发展趋势:一是改善复合工艺、提高复合材料性能和功能;二是选择适当的材料和 最佳工艺以降低复合材料成本;三是研制开发新品种,如正在研制的结构化材料、功能化材料、分子复合 材料、生态复合材料等等。

3. 金属基复合材料

金属基复合材料具有比较高的强度、模量高、高温性能好,导电导热性能好,特别适用于航空与其他 工业部门。金属基复合技术进步很快,方法多种。因此用于复合的金属主要是 Ti、Ni、Cu、Pb、Ag,特别是轻金属基 Al、Mg、Ti 等。复合材料有金属、非金属及其他化合物等。

4. 生物高分子材料

生物高分子材料已进入实验性阶段,如人造血管、人造心脏、人造瓣膜、人工肺、人工腮、人造骨骼 等等。生物高分子材料在包装中的应用日益扩大,例如微生物(细菌)塑料,生物降解塑料、生光双解型塑料都是当今包装世界的热门话题。

5. 有机硅及氟系材料

硅系高分子材料是 21 世纪的新材料。目前在分子设计与分子结构控制的基础上探讨脱氟缩合、 氢化硅烷甲基化合等合成反应,开发分子多元化功能材料,研制高档复合膜化设备的光电子功能材料。(有机硅是一种性能优秀的生态材料(Ecomaterials) ,主要用于航空航天、汽车、建筑、生物工程和其他高技术领域。下阶段目标是提高分子设计和合成技术,实现有机硅功能化、高分子合成及材料制备技术的最佳化。

氟系材料在包装中应用有良好的进展。例如:PTFE 的高强度、功能化、高稳定性, PEA 的热稳定性,PVDF 的功能薄膜。此外,压电性、防静电性、耐辐射、耐磨性好的氟系高分子已问世。

6. 新型塑料及塑料合金

在中国主要开发了聚砜、聚苯硫醚、聚醚酯、聚酸压胺和聚芳酯等工程塑料,应用较好。国外聚碳 酸酯、聚酯、聚酰胺、聚甲醛仍占主流。其中聚碳酸酯发展最快。工程塑料主要研究改性和应用,合金化 技术、复合技术和加工技术。塑料合金主要研究合金化技术中的互穿网络、接枝共聚与嵌段共聚,分子复 合技术,反应挤出、相互共混合物理混炼。

在国外, PBT、PET 合金发展最快,特别在汽车与自动化设备以及电子方面应用日益广泛。主要有 PBT/ABS、PBT/PC、PBT/有机硅、 PBT/PPE、PBT/PET、PBT 塑料合金用于制造特种高强度包装容器的报道,而美国的 PET 合金(LCP10%)性能优于 PET 许多,也在包装中开始应用。

7. 金属箔材及异型材

由于薄化技术的发展,金属箔材种类大有增加,主要品种有金箔、铜箔、铝箔、 Be 箔、 Ta 箔、 Ag 箔、Zn箔、铁箔,以及 Ni-CR 等各种合金箔材。金属箔材的发展方向有三种:超长、超级薄、超级极薄;多孔穴化;复合化。

异型材发展也很迅速,各种异型(如复杂的蜂窝型)材均可生产,异型材正向薄型化、轻量化、功能 化方向发展。异型材特别是纸质蜂窝型材料,在包装领域中也有少量应用,且前景看好。

8. 功能性高分子材料

功能性高分子材料的新品种主要有几大类:1)电功能高分子如导电材料 2)光功能分子如光导材料、 梯度折射率高分子 3)化学功能如催化材料、吸附材料 4)磁功能如磁性高分子材料 5)机械功能如传质功能材料中的分离膜、 富氧膜高分子材料 6)生物功能如生物医用高分子材料、 生物降解材料(热收缩薄膜) 、耐热高分子材料、热敏变色材料 7)智能高分子材料(如聚砒咯、聚暧吩、聚苯胺)等等。

9. 表面改性材料

现代改性材料种类繁多,有金属的、非金属的、陶瓷的、塑料的及多元复合物。包装工业使用的表面 改性新材料要相对多一些。例如,为了改善包装塑料薄膜的缩合性能,采用真空气相沉积(PVD)技术在塑料表面"涂镀"一层极薄的铝膜,以及硅氧化物膜等;利用激光扫描对塑料薄膜进行处理;采用咯酸监钝化 技术对电解铁箔进行表面改性,强化材料性能等等。而这两种趋势还将继续下去。

10. 有机光电子材料

光电子有机高分子材料新研制的品种有:有机光色高分子材料、非线性光学材料、光敏折变材料、偏 光高分子材料、选择透光、选择透光高分子材料、光电转化功能材料,压电功能高分子材料等等。非线性 光学聚合物(NLO),梯度折射率高分子(如甲基苯烯酸酯类,苯甲酸乙烯酯类等)亦有长足的进展。因此有机光电子材料在特种包装中的应用很有潜力。

11. 纳米包装材料

纳米包装材料是近年来比较热的研究方向,是一种新兴的包装材料,主要有纳米复包装材料、聚合物 基复合包装材料、纳米型抗菌包装材料。目前,研究最多的纳米复合包装材料是聚合物基纳米复合材料 (PNMC) ,它的可塑性、 耐磨性、 硬强度等性能都有明显的提高和增强;在聚合物基纳米复合包装材料中,聚合物层状无机纳米复合包装材料,由于扦层技术的突破而获得了迅速发展,部分研究成果已经开始进入

产业化或因有极大产业化应用前景而备受关注;对于纳米无机抗菌包装材料,它具有明显的特点:抗菌能 力长效、抗菌性能广谱、杀抑率优异、抗云剂对人畜安全、抗菌制品理化性能稳定、抗菌剂成本低等。

12. 新型食品包装材料:

食品包装是食品生产的一个重要组成部分。绝大多数的食品,只有经过包装后,才算完成它的生产过 程,才能进入流通和消费领域。食品包装是实现食品的商品价值和实用价值并增加商品价值的一种手段。(来源于包装技术创新与应用)

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