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塑料包装新材料及发展趋势
发布者:铝箔包装  发布时间:2012-8-10 20:01:16  阅读:718次 【字体:

在世界塑料工业中,用量最大的是包装用塑料,一般占塑料总用量的25%~40%。以塑料工业发达的日 本为例,包装用塑料占其塑料总消费的份额达到32.8%。据统计,近年来中国包装用塑料已超过400万吨,已占到塑料制品总产量的20%以上,塑料制品市场消费异常活跃,其中包装用塑料制品是消费量最大的品种,年消费量达到700万吨以上。有关方面预计,到2005年,我国在包装材料领域将消耗塑料550万吨,占总消费量的22%。   一、包装塑料新产品开发情况   下面介绍的是三种在塑料包装市场将举足轻重的新型包装塑料:   1、水溶性塑料包装薄膜   水溶性塑料包装薄膜作为一种新颖的绿色包装材料。主要原料是低醇解度的聚乙烯醇,利用聚乙烯醇成膜性、水溶性及降解性,添加各种助剂,如表面活性剂、增塑剂、防粘剂等。水溶性薄膜产品属于绿色环保包装材料,在欧美、日 本等国均得到国家环保部门的认可。目前,国内外主要把生物耗氧量(BOD)及化学耗氧量(COD)作为环保的指标。日 本有关部门测定聚乙烯醇生物耗氧量(BOD)比淀粉小得多,美国空气产品公司把Airvol公司的PVA产品生物降解5天后可测得BOD的量低于最初BOD总量的1%。经过生物试验证明聚乙烯醇既无毒,也不会阻止微生物的生长繁殖,对废水处理和环境卫生没有影响。有关部门微生物分解试验研究也表明聚乙烯醇几乎完全被分解,使COD降得很低。  就降解机理而言,聚乙烯醇具有水和生物两种降解特性,首先溶于水形成胶液渗入土壤中,增加土壤的团粘化、透气性和保水性,特别适合于沙土改造。在土壤中的PVA可被土壤中分离的细菌——甲单细胞(Pseudomonas)的菌株分解。至少两种细菌组成的共生体系可降解聚乙烯醇:一种菌是聚乙烯醇的活性菌,另一种是产生PVA活性菌所需物质的菌。仲醇的氧化反应酶催化聚乙烯醇,然后水解酶切断被氧化的PVA主链,进一步降解,最终可降解为CO2和H2O。   目前,国外主要有日 本、美国、法国等生产销售此类产品,像美国的WTP公司和CCIP公司,法国的GREENSOL公司以及日 本的合成化学公司等,其用户也是一些著名的大公司,例如Bayet(拜耳)、Henkel(汉高)、Shell(壳牌)、Agr.Eva(艾格福)等大公司都已开始使用水溶性薄膜包装其产品。国内株洲工学院与广东肇庆方兴包装材料公司在中国包装总公司科技部的支持下,联合研制开发了水溶性薄膜及生产设备已通过省部级鉴定,目前已投入生产,其产品正在走向市场。   在国内,水溶性薄膜市场正在兴起。据有关资料统计,我国每年需要水溶性包装薄膜占塑料制品的20%,约达309万吨,即便按占有市场5%计,则每年需求量也达15万吨。目前PVA薄膜市场售价:美国产品为13~17万元/吨,日 本产品为20~25万元/吨,国内产品销售价仅为美国的40%,平均售价为6万元/吨,因而在价格上具有很强的竞争力,应用前景一定十分广阔。  2、气相防锈塑料  凡金属制品都面临着腐蚀问题,人们一直在为防腐而奋斗,也找到了各种防腐方法,如电镀、浸涂、真空包装、油漆、涂油等。但是,有些金属产品不宜用上述方法,所以人们研究采用气相防锈方法,对此,美国、日 本、前苏联已研究20多年。气相防锈塑料包装在世界商品化流行则是近五年的事情。但国内研究成功并形成商品化生产的非常少。  气相防锈塑料包装是一门新兴技术,它将取代防锈油脂、防锈纸,用途非常广泛。如武器的封存、精密仪器、电子仪表、电子器件、汽车部件、五金工具、轴承、灯具等,可能告别了涂油时代。它的原理是气相防锈剂能在常温常压下直接气化(升华),在封闭的环境中达到饱和蒸气状态,其分子吸附到金属表面形成致密而透明的保护膜,防止金属被腐蚀,而且防腐剂分子是气体,无孔不入,不管金属制品外形多么复杂,处处可得到防锈效果。  气相防锈塑料薄膜是气相防锈剂与塑料结合的产物。在形容过程中,发现气相防锈剂品种很多,且对不同的金属有针对性的效果。在筛选过程中回避了有毒品种和亚硝酸盐药品,既高效又无毒。因市场上金属产品多为金属组件,因此要把对多种金属有效防锈效果的药品复配好是关键,并让其能与塑料很好的熔合,使气相防锈剂缓慢释放,延长防锈期限。采用复合方法制成的塑料袋,外层高阻隔尼龙料使气相防锈剂只能向袋内释放而极少向袋外扩散,防止了散失。   3、聚丙烯发泡塑料  聚丙烯(PP)树脂具有原料来源丰富、质量轻、性能/价格比优越以及优良的耐热性、耐化学腐蚀性、易于回收等特点,是世界上应用最广、产量增长最快的树脂之一。PD泡沫塑料主要品种有聚氨酯(PU)、聚苯乙烯(PS)和聚烯烃泡沫塑料三大类。PU发泡材料在发泡过程中存在对人体有害的异氰酸酯残留物,且发泡材料无法回收利用;PS发泡制品由于不腐烂、难回收,对周围环境造成“白色污染”。联合国环保组织已决定2005年在全世界范围内停止生产和使用发泡PS。而发泡PP制品因其良好的热稳定性(最高使用温度达130℃)和高温下制品的尺寸稳定性,较高的韧性、拉伸强度和冲击强度,适宜和柔顺的表面,优异的微波适应性以及可降解性、环保性而倍受重视,成为PS的良好替代品。   目前美国、日 本、德国一些发达国家正在大力发展它,作为替代发泡PS的绿色包装材料。美国威斯康星大学去年底成功地研究出一种新型弹性聚丙烯发泡塑料。它不仅具有发泡聚苯乙烯的诸多优点,还解决了聚苯乙烯的一些不足。这种弹性聚丙烯发泡塑料的生产方法是,先在丙烯分子聚合反应时加入金属催化剂,使产生的聚丙烯分子以硬质和弹性两种类型交替出现,形成嵌段聚合物,然后加入特殊的发泡剂进行发泡,从而得到具有弹性的聚丙烯发泡塑料。其硬质的分子链使材料具有一定的强度和稳定性,而弹性分子链则赋予材料坚韧和可挠曲的性能。  包装材料和加工方面的发展以及新型包装设计,都有推行“轻量化”的趋势,发泡塑料则更有助于塑料包装的轻量化。现在微波炉和微波食品已进入人们的家庭生活,而交联发泡PP片材热成型的食品包装容器的耐热性高达130℃(而发泡PS仅为80℃),可以在微波炉中使用,而且耐沸水,高温稳定性好,表面感觉舒适而且柔软;其热成型的盘子、碗等在低温性能优于PE及PS,故作一次性包装具有明显的优势。据不完全统计,我国目前每年消耗的一次性餐具约180亿个。作为替代发泡PS的纸制餐具由于消耗大量木材必将带来更大的环境危害。而PP在光、热和氧的作用下很容易降解;在PP制品的制造过程中,如不加入抗氧剂等添加剂,PP制品会在阳光下15天左右老化降解碎化成粉粒状。利用PP这一固有的特性,采用发泡PP片材制作的一次性餐具是比较理想的环保餐具。   目前超级市场用各种果品、熟食品、半成品、净菜托盘等预计需100亿个。若这些一次性餐具和托盘有一半采用交联PP发泡材料替代,则需要PP发泡片材15万吨以上。此外,PP发泡片材也可用作计算机、照相机、玻璃器皿、精密制件以及易损件等物品的贴身包装。由于可直接回收、质地柔软不会损伤被包装物表面,PP发泡材料在电器包装领域中可以取代PS发泡材料。  尽管发泡PS具有广阔的市场前景,但发泡PP的生产及开发一直是世界各国研究的热点。但由于PP的结晶化特性,发泡PP片材的生产技术难度较大,目前只有美国、日 本、德国等国家能生产,而我国发泡PP的工业化生产仍处于空白。因此尽快研究开发出适应市场的发泡PP材料,实现其工业化生产,是当务之急。
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