正文 第一節 塑料的基本概念、組成及包裝性能(1 / 3)

本章學習目標

1.掌握塑料的基本概念、組成及主要包裝性能和衛生安全性;

2.掌握食品包裝常用的塑料樹脂及主要包裝性能和適用場合;

3.了解塑料薄膜的成型加工方法,掌握常用食品包裝塑料薄膜和複合軟包裝材料的包裝性能和適用場合;

4.熟悉常用塑料包裝容器的種類及其選用方法。塑料是一種以高分子聚合物——樹脂為基本成分,再加入一些用來改善其性能的各種添加劑製成的高分子有機材料。塑料用作包裝材料是現代包裝技術發展的重要標誌,因其原材料來源豐富、成本低廉、性能優良,成為近40年來世界上發展最快、用量巨大的包裝材料。塑料包裝材料廣泛應用於食品包裝,並逐步取代了玻璃、金屬、紙類等傳統包裝材料,使食品包裝的麵貌發生了巨大的改變,體現了現代食品包裝形式的豐富多樣、流通使用方便的特點,成為食品銷售包裝中最主要的包裝材料之一。盡管塑料包裝材料用於食品包裝還存在著某些衛生安全方麵的問題及包裝廢棄物的回收處理對環境的汙染等問題,但塑料包裝材料仍是21世紀需求增長最快的食品包裝材料之一。

一、塑料的組成和分類

(一)高分子聚合物的基本概念

高分子聚合物是一類相對分子質量通常在104~106以上的大分子物質,其分子所含原子數通常有幾萬、幾十萬甚至高達幾百萬個。由於高分子聚合物由巨大的分子組成,且大分子又有特殊的結構,從而使高分子聚合物具有一係列低分子化合物所不具有的特殊性能,如化學惰性、難溶、強韌性好等。高分子聚合物的相對分子質量雖然很大,但它們的化學組成並不複雜,通常由C、H、O、N等構成,往往由一種或幾種簡單的低分子化合物(也稱單體)以某種形式重複連接而成。如聚乙烯由若幹乙烯組成,可用下式表示:nCH2=CH2H-CH2-……-CH2-H,簡寫為[CH2-CH2]n。高分子聚合物大分子是由一些基本單元結構重複連接而成,這一單元結構稱為鏈節,如聚乙烯分子的鏈節是[CH2-CH2]。大分子中重複鏈節的數目n為鏈節數,也稱作聚合度。顯然,高分子聚合物大分子的相對分子質量M及分子鏈的長度與聚合度有關。M=m·n式中m——基本單位的相對分子質量

n——大分子的聚合度

同一種高分子聚合物中,各大分子所含鏈節的數目是不同的,即聚合度不同。因此,某種高分子聚合物的聚合度和相對分子質量是指其平均聚合度和平均相對分子質量。

(二)塑料的組成

塑料是一種以高分子聚合物——樹脂為基本成分,再加入一些用來改善性能的各種添加劑而製成的高分子材料,其中樹脂是最基本、最主要的組分,也是決定塑料類型、性能和用途的根本因素。

1.聚合物樹脂

塑料中聚合物樹脂占40%~100%。塑料的性能主要取決於樹脂的種類、性質及在塑料中所占的比例,各類添加劑也能改變塑料的性質,但所用樹脂種類仍是決定塑料性能和用途的根本因素。目前生產上常用樹脂有兩大類:一類為加聚樹脂,如聚乙烯、聚丙烯、聚氯烯、聚乙烯醇、聚苯乙烯等,這是構成食品包裝用樹脂的主體;另一類是縮聚樹脂,如酚醛、環氧、氨基酸脂等,在食品包裝上應用較少。

2.常用添加劑

常用的添加劑有增塑劑、穩定劑、填充劑、抗氧化劑等。

(1)增塑劑這是一類提高樹脂可塑性和柔軟性的添加劑,通常是一些有機低分子物質。聚合物分子間夾有低分子物質後,加大了分子間距,降低了其分子間作用力,從而增加了大分子的柔順性和相對滑移流動能力。因此,樹脂中加入一定量增塑劑後,其Tg(玻璃化溫度)、Tm(黏流溫度)降低,在黏流態時黏度降低,流動塑變能力增高,從而改善了塑料成型加工性能。

(2)穩定劑穩定劑用於防止或延緩高分子材料的老化變質。塑料老化變質的因素很多,主要有氧氣、光和熱等。穩定劑主要有三類:第一類為抗氧劑,有胺類抗氧劑和酚類抗氧劑,酚類抗氧劑其抗氧能力雖不及胺類,但因具有毒性低、不易汙染的特點而被大量應用。第二類為穩定劑,用於反射或吸收紫外光,防止塑料樹脂老化,延長其使用壽命,效果顯著且用量極少;光穩定劑品種繁多,用於食品包裝應選用無毒或低毒的品種。第三類為熱穩定劑,可防止塑料在加工和使用過程中因受熱而引起降解,是塑料等高分子材料加工時不可缺少的一類助劑,目前應用最多的是用於聚氯乙烯的熱穩定劑,其中鉛穩定劑和金屬皂類熱穩定劑因含重金屬而毒性大,因此,用於食品包裝應選用有機錫穩定劑等低毒性產品。