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構的晶體性聚合物,其分子結構如下: —(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樹脂的分子結構中存在著羥基,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。用五層共擠結構,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,五層共擠結構中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,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。 因此根據包裝內容物的不同,可對EVOH五層共擠膜中的EVOH樹脂層厚度調節(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容物一般是附加值較高的醬料、香料、名貴藥材等產品,而且絕大多數是在線自動包裝,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、不會出現滲漏、開裂等現象。由于采用共擠吹膜技術,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,實現性能與價格達至最佳組合。3.3 聚乙烯樹脂添加助劑與復合強度 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,引起剝離強度下降。表3是不同爽滑劑含量的PE薄膜復合后剝離強度的變化。 當前,很多生產廠家發(fā)現熱封基材越厚復合強度越差,這是因為熱封基材越厚,薄膜單位體積內助劑含量就越高,遷移到薄膜表面的助劑就越多,助劑與膠粘劑的化學反應就越廣泛,復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,即在EVOH五層共擠膜的復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合膜剝離強度的影響,又能為復合膜在上機包裝過程中提供必要的滑爽性。 4 項目技術先進性及其應用前景 HB-2五層共擠高阻隔包裝復合膜綜合了EVOH樹脂五層共擠吹膜技術、凹版印刷技術、干法復合技術等多項先進技術,使其技術指標具有先進性見表4;同時在配方、材質和工藝上有創(chuàng)新性,既有高阻隔性,又具有透明性、耐紫外光性、高復合強度、抗污染熱封性好、生產工序少以及綠色環(huán)保等優(yōu)點。 5 結 語 HB-2五層共擠高阻隔包裝復合膜自從投產以來,被廣泛應用于醬類食品、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域,并已取得了良好的經濟效益和社會效益。(文/陳玉勝 賀愛忠 王虹 徐莘)
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