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     飲料工業(yè)作為我國的國民經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)，飲料包裝有著前景廣闊的市場，不容忽視。 　　隨著技術(shù)工藝的不斷發(fā)展，經(jīng)過改性后的各種PET瓶具有卓越的阻隔屏蔽二氧化碳、氧、水，以及芳香的性能，兼具高抗沖擊性、高強(qiáng)度、耐熱性、高抗壓強(qiáng)度、高透明度、高藝術(shù)性、高純度、高潔凈度、良好機(jī)械加工性、良好成型性、良好尺寸穩(wěn)定性、抗化學(xué)性、抗吸潮性及輕質(zhì)性等優(yōu)點(diǎn)，成本低廉。因此，在飲料包裝中得到了廣泛的應(yīng)用?！　∫弧⑻岣咦柰感?耐熱性的納米技術(shù) 　　德國KruppCorpoplast、日本ToyoSeikan和美國PlasticSolutionsMolding等公司開發(fā)了各自的分別名為“MonoTherm”、“S-Cosmos”和“Cr-yopak”的納米熱定形技術(shù)，可顯著提高PET瓶的結(jié)晶度和耐熱性，例如分別從20%和85℃左右提高到39%～42%和120℃，使之適于灌裝后進(jìn)行巴氏滅菌啤酒的包裝，而無需設(shè)計(jì)采用加強(qiáng)筋和加強(qiáng)板。這些熱定形技術(shù)尚需與阻透涂覆技術(shù)結(jié)合使用，使飲料能達(dá)到滿足要求的貨架期。 　　我國中科院化學(xué)所和物理所另辟蹊徑，進(jìn)行PET/蒙脫土納米復(fù)合材料及其應(yīng)用的探索研究，已用之制成半透明的啤酒瓶樣品，阻透性比PET瓶高3～4倍，耐熱性也有所改善。 　　聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）主要用于纖維、瓶材和薄膜，工程塑料用量只占其總產(chǎn)量的很小一部分。作為工程塑料，PET樹脂的性能十分誘人，但其熔體強(qiáng)度差、結(jié)晶速度慢、尺寸穩(wěn)定性差，難以滿足工業(yè)上快速成型的需要。世界上各大公司紛紛投入大量人力物力，開發(fā)出了各種快速結(jié)晶成核劑，從而提高了PET的結(jié)晶速率，但由于這些成核劑價(jià)格昂貴，制約了PET工程塑料的大規(guī)模應(yīng)用。中科院化學(xué)所發(fā)明的PET聚合插層復(fù)合技術(shù)，將有機(jī)蒙脫石與PET單體一起加入到聚合釜中，成功地制備了PET納米塑料（NPET）。NPET的熔體粘度和結(jié)晶速度顯著提高，克服了普通PET樹脂加工中常見的“流淌”弊端，改善了材料的加工性能及制品性能。與普通PET相比，NPET的阻燃性能也得到了很大改善，而且具有自熄滅性。結(jié)合NPET開發(fā)出的增強(qiáng)阻燃型NPET工程塑料，經(jīng)權(quán)威部門測試，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或超過了國內(nèi)外PET工程塑料產(chǎn)品，可以制作各種電器部件，代替價(jià)格昂貴的聚對苯二甲酸丁二醇酯（PBT）樹脂。NPET的阻隔性比純PET有了很大改善，符合食品包裝要求，可直接用來吹制啤酒、飲料、農(nóng)藥和化妝品的包裝瓶?！　《⒛猃埣{米復(fù)合材料用于PET容器 　　據(jù)英國《歐洲化學(xué)新聞》報(bào)道，伊士曼化學(xué)公司與納諾科爾公司共同研制成功用于制造多層PET容器和尼龍納米復(fù)合材料，該材料阻隔性高，加工性與PET相似，并且可與PET粘接，現(xiàn)已開始試銷。這種阻隔性高的PET容器的應(yīng)用范圍包括啤酒包裝、碳酸鹽軟飲料、果料和用番茄加工制成的食品包裝。用含納米復(fù)合材料制成的產(chǎn)品可在現(xiàn)有的設(shè)備，如預(yù)成型注塑機(jī)和拉伸吹塑機(jī)上加工。 　　正在開發(fā)的尼龍納米復(fù)合材料的氧氣阻隔性有很大的改進(jìn)，含10%～30%（重量）陶土的尼龍納米復(fù)合材料與一般阻隔性尼龍的瓶子相比，前者的阻隔性要好得多，而且阻隔層的厚度大大減少。這種材料的濁度為15%～30%，完全可以制造琥珀色的容器。然而，需要降低濁度，以便使這種材料可用于制造透明包裝容器。納米復(fù)合材料的成本與性能比非常具有競爭力，陶土對于回收加工工藝沒有影響，因此納米復(fù)合材料有著廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域?！　∽鳛樗芰掀【破吭系哪猃埣{米復(fù)合材料AegisOX、PAMXD6/納米粘土復(fù)合材料M9和聚乙烯醇（PVA）膜材料是最有應(yīng)用前景的三種高性能阻隔材料。 　　目前，美國霍尼韋爾公司正致力于開發(fā)一種阻隔性能高而成本與玻璃一樣低的尼龍納米復(fù)合材料AegisOX，這是一種活化/鈍化阻隔材料，其中納米粘土為鈍化阻隔層，與適宜的吸氧劑作為活化劑起協(xié)同作用。據(jù)稱，該材料能使PA6的氧透過率（OTR）降低100倍，氧的摻入量幾乎為零。一些大PET瓶廠正在將AegisOX作為三層結(jié)構(gòu)啤酒瓶的芯層，其貨價(jià)壽命可達(dá)180天。 　　Eastman化學(xué)公司還與美國納米粘土生產(chǎn)商N(yùn)anocor公司合作，開發(fā)了一種尼龍納米復(fù)合阻透材料PAMXD6/納米粘土阻隔材料M9，名為Imperm。Imperm的氧阻透性據(jù)說比PET大50～100倍。該納米級粘土粒子還能增加熔體強(qiáng)度和瓶子剛性。比標(biāo)準(zhǔn)PAMXD6對二氧化碳和氧的阻隔率分別提高50%～70%，透明性和抗剝離性與標(biāo)準(zhǔn)PAMXD6相同。該公司測試了25種29g重的PET/Imperm/PET 3層瓶，其阻透層分別構(gòu)成瓶壁的4%和10%。前者的氧阻透性比PET瓶高3～5倍，霧化物少8%，后者的氧阻透性高6～11倍，霧化物少15%。這些高阻透性PTE瓶的用途包括啤酒、碳酸軟飲料和果汁等。三層結(jié)構(gòu)（PET/M9/PET）啤酒瓶可達(dá)到美國（110天）和歐洲（180天）的啤酒保質(zhì)期。 　　三、共混摻合納米材料 　　納米材料就是用晶粒尺寸為1～100nm的晶體構(gòu)成的材料，由于晶粒尺寸比常規(guī)材料的晶粒細(xì)微得多，因而在其晶界面上原子數(shù)多于晶粒內(nèi)部的原子數(shù)，這樣就賦予納米材料以許多特殊的優(yōu)異性能，如蒙脫土（montmorilloniteclay）填充，由于微細(xì)晶粒融入到聚合物晶格陣內(nèi)部，其中片狀硅酸鹽層就會阻礙在材料擴(kuò)散通道中散布分子的流動，從而提高材料的阻隔性。 　　聚合物/粘土型納米復(fù)合材料可以用常規(guī)的熱塑性塑料加工設(shè)備來進(jìn)行處理，由于天然蒙脫土是一種親水材料，與大多數(shù)有機(jī)高分子材料不相容，通過利用有機(jī)陽離子替代中間層空間中的鈉或鈣的離子，就有可能獲得親合有機(jī)物分子的蒙脫土。這種有機(jī)離子與銨離子或含磷離子的交叉反應(yīng)可以形成親有機(jī)物的表面。乙醇銨能降低無機(jī)基質(zhì)材料的表面能量，改善表面的潤濕性，有利于聚合物與粘土材料之間界面的結(jié)合。 　　納米復(fù)合物材料的結(jié)構(gòu)可以分為兩類：夾層型和片層型。其前者，通過把單一伸展的高分子鏈插入硅酸鹽各基層中間，即可獲得排列整齊的多層相夾結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，在片層或分層型復(fù)合材料中，各層之間迭合是可分開的，并且單一硅酸鹽層在聚合物基體內(nèi)是分散存在的。聚合物/硅酸鹽納米復(fù)合材料可以由多種聚合物材料來制造，如聚苯乙烯、聚丙烯、聚酰胺、環(huán)氧樹脂和有機(jī)玻璃。 　　少量的納米材料就可獲得很高的阻隔性，2%蒙脫土就可使聚酰亞胺滲透性降低一半。在尼龍-6中摻入一定比例的片晶硅酸鹽后，也能賦予尼龍優(yōu)異的氧氣阻隔性能和力學(xué)性能。這種材料比傳統(tǒng)的尼龍-6具有更均勻的阻氧層，不透氣性更好，阻氧效率提高一倍，氧氣的滲透率（OTR）減少一半，而其他性能幾乎保持不變。 這類納米材料制作的包裝容器也可廣泛用于飲料包裝?！　∷摹⒓{米聚酯類復(fù)合包裝材料　　為了提高聚酯類包裝材料的性能和應(yīng)用范圍，歐洲、美國和澳大利亞開展了聚酯類復(fù)合材料試制工作。1997年下半年開始PET、PEN和液晶聚合物（LCP）的復(fù)合試驗(yàn)。美國Superex聚合物公司首先在世界上采用PET/AD/LCP的三層結(jié)構(gòu)（AD為粘接層）制作330～600ml啤酒瓶，正在與日本某酒廠聯(lián)合推廣應(yīng)用。1997年底，德國HoechstTrevira公司，已開始對PEN復(fù)合啤酒瓶進(jìn)行試驗(yàn)，以證實(shí)該啤酒瓶的市場競爭力。澳大利亞Aslp公司正在開發(fā)一種聚酯類多層結(jié)構(gòu)的包裝容器，以延長貯存期。1997年日本開始生產(chǎn)無色納米透明型陶瓷膜/聚酯類高級包裝材料。日本東洋鋼板公司則投資40億日元，開發(fā)了鋼板或鋁板兩面粘合聚酯薄膜的復(fù)合包裝材料，大大提高了包裝罐的防護(hù)性能和生產(chǎn)效率。  　　對聚酯薄膜生產(chǎn)企業(yè)而言，希望將納米技術(shù)引入到聚酯薄膜的生產(chǎn)，解決阻隔性問題。生產(chǎn)塑料擠吹機(jī)械裝備的企業(yè)就需要解決在現(xiàn)場將納米蒙脫土與PP、PE結(jié)合，然后用擠吹技術(shù)制瓶，并且提高包裝用瓶的阻隔性問題。   轉(zhuǎn)載自：廣東包裝-2006年4期