常用塑料包装材料性能简介.doc

常用塑料包装材料 一、聚乙烯（PE）（一） 性能及用途 聚乙烯是典型的热塑性塑料，为无臭、无味、无毒的可燃性白色粉末。成型用的聚乙烯树脂均为经挤出造粒的蜡状颗粒料，外观呈乳白色。 聚乙烯的分子量在1万100万之间，分子量超过100万的为超高分子量聚乙烯。分子量越高，其物理力学性能越好，但随着分子量的增高，加工性能降低。因此，要根据使用情况选择适当的分子量和加工条件。高分子量聚乙烯是个加工结构材料和负荷材料，而低分子量聚乙烯只适合作涂覆、上光剂、润滑剂和软化剂等。 聚乙烯的力学性在很大程度上取决于复合物的分子量、支化度和结晶度。高密度聚乙烯的拉伸强度为2025MPa，而低密度聚乙烯的拉伸强度只有1012MPa。聚乙烯的伸长率主要取决于密度，密度大，结晶度高，其蔓延性就差。 聚乙烯的电绝缘性能优异。因为它是非绝缘材料，其介电常教及介电损耗几乎与温度、频率无关；高频性能很好，适于制造各种高频电缆和海底电缆的绝缘层。（二） 品种1 低密度聚乙烯（LDPE）(1) 性能低密度聚乙烯的密度范围为0.9100.925g/cm。分子结构为主链上带有长、短不同支链的支链型分子。在主链上每1000个碳原子中约带有50个以下的乙基、丁基或更长的支链。与高密度和中密度聚乙烯相比，它具有较低的结晶度（55%65%），较低的软化点（108C126C）以及较宽的熔体指数（0.280g/10min）。由于低密度聚乙烯的化学结构与石蜡烃类似，不含极性基团，所以具有良好的化学稳定性，对酸、碱和盐类水溶液具有耐腐蚀作用。它的电性能及好，具有导电率低、介电常数低、介电损耗低以及介电强度高等特性。但低密度聚乙烯的耐热性能较差，也不耐氧和光老化。因此，为了提高其耐老化性能，通常要在树脂中加入抗氧剂和紫外线吸收剂等。低密度聚乙烯具有良好的柔软性、延伸性和透明性，但机械强度低于高密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯。（2）用途 低密度聚乙烯主要用于制造薄膜。薄膜制品约占地密度聚乙烯制品总产量的一半以上，用于农用薄膜及各种食品、纺织品和工业品的包装。低密度聚乙烯电绝缘性能优良，常用作电线电缆的包覆材料。注射成型制品有各种玩具、盖盒、容器等。与高密度聚乙烯掺混后经注射成型和中空成型可制管道及容器等。2高密度聚乙烯（HDPE）（1）性能 高密度聚乙烯的高密度为0.9410.965g/cm。分子结构为线型结构，支链少，平均每1000个碳原子仅含有几个支链。与低密度聚乙烯相比，高密度聚乙烯结晶度达80%90% ，密度大，使用温度较高，硬度和机械强大较大，耐化学性能好。（2）用途 高密度聚乙烯的用途与低密度聚乙烯不同。低密度聚乙烯约50%70%用于制造薄膜；而高密度聚乙烯则主要用于制造中空硬制品，约占总消费量的40%65% 。具体用途有：吹塑法制造各种瓶、罐及各种工业用槽、桶等容器；注射成型制造各种盆、桶、蓝、篓、筐等日用成器、日用杂品和家具等；挤出成型制造各种管材、捆扎带以及纤维、单丝等。此外，还可用于制造电线电缆的包覆材料和合成纸；加入大量无机钙盐以后，还可以制造钙塑包装箱和家具、门窗等。最近，高密度聚乙烯用于制造高强度超薄薄膜，做食品、农副产品和纺织品的包装材料发展很快。3中密度聚乙烯(MDPE)（1）性能 密度为0.9260.940g/cm，分子结构为支链数介于高密度聚乙烯和低密度乙烯之间的线型高分子。结晶度为70%75%，软化温度为110C115C，除兼有高、低密度聚乙烯的性能外，还具有优良的抗应力开裂性、刚性及耐热性。（2）用途 最适宜于高速吹塑成型制造瓶类，高速自动包裹用薄膜以及各种注射成型制品和旋转成型制品，如桶、罐等。还可用于电线电缆包覆层。4线型低度密度聚乙烯(LLDPE)（1）性能 线型低密度聚乙烯的密度为0.9100.925g/cm。 由于线型低密度聚乙烯分子侧链为短支链，分子结构介于线型高密度聚乙烯和带有长支链的高压法低密度聚乙烯之间，所以其物理机械性能优于普通低密度聚乙烯。 在机械性能方面，线型低密度聚乙烯的拉伸强度比普通低密度与乙烯高50%70%，伸长率高50%以上，耐冲击强度、穿刺强度及耐低温冲击性能均比低密度聚乙烯好。 在物理性能方面，在相同密度情况下，线型低密度聚乙烯的熔点比低密度聚乙烯高，使用温度范围宽，允许使用温度比低密度聚乙烯高10C15C。（2）用途 线型低密度聚乙烯可代替低密度聚乙烯制造薄膜、管材、注射成型制品、中空吹塑容器、旋转成型制品及电线电缆包覆材料等。制得的产品的机械性能比低密度聚乙烯好。所以，制造相同强度的制品时，线型低密度聚乙烯制品可减薄。二、聚丙烯(PP)（一）性能 聚丙烯重量轻，密度为0.900.91g/cm，是通用塑料中最轻的一种。 聚丙烯具有优良的耐热性，长期使用的温度可达100C120C，无载荷时使用温度可达150C，聚丙烯是通用塑料中唯一能在水中煮沸，并能经受135C的消毒温度的品种，因此可制造输送热水的管道。聚丙烯的耐低温性能不如聚乙烯，催化温度为-10C-13C（聚乙烯为-60C)。低温甚至室温下的抗冲击性能不佳，低温下易脆裂是聚丙烯的主要缺点。聚丙烯是一种非极性所料，具有优良的化学稳定性，并且结晶度越高，化学稳定性越好。除强化性酸（如发烟硫酸、硝酸）对他有腐蚀作用外，室温下还没有一种溶剂能使聚丙烯溶解，只是低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃对它有软化或溶胀作用。它的吸水性很小，吸水率还不到0.01%。聚丙烯在成型和使用中易受光、热、氧的作用而老化。聚丙烯在大气中12天就老化变脆，室内放置4个月就会变质，通常需添加紫外线吸收剂、抗氧剂、炭黑和氧化锌等来提高聚丙烯制品的耐候性。聚丙烯的力学强度、刚性和耐应力开裂都超过高密度聚乙烯，而且有突出的延伸性和抗弯曲疲劳性能，用它制成的活动铰链经过7000万次弯曲试验，竟无损坏痕迹。聚丙烯的电绝缘性能优良，特别是高频绝缘性很好，击穿电压强度也高，加上吸水率低，可用于120C使用的无线电、电视的耐热绝缘材料。（二）用途 聚丙烯综合性能优良，可以用注射成型、挤出成型、中空成型制成各种制品。在这些用途中用于注射成型制品居首位，包括日用器具、娱乐和体育用品、玩具等；汽车部件，如蓄电池壳体、空调零件、散热器叶片等；硬包装，如医疗洗涤器、盖罩、化妆品盒；机械零件，如洗衣机洗槽、搅拌器、空气管。挤出成型制品包括电线、电缆、薄膜、片材、管材等。薄膜主要用于包装服装、针织品、食品、香烟等。中空成型制品包括容器、瓶类。聚丙烯纤维分长丝（单丝、复丝、膨体纱）、短纤丝。纤维可代替棉、麻、丝、毛等天然纤维。主要用于生产机织和针织，如地毯、沙发布、捆扎材料、绳索和编织袋等。三、聚氯乙烯(PVC)（一）性能 聚氯乙烯是无毒、无臭的白色粉末，密度为1.40g/cm，加入增塑剂和填料的聚氯乙烯塑料的密度为1.152.00g/cm。聚氯乙烯的力学性能取决于聚合物的分子量、增塑剂和填料的含量。聚合物的分子量越大，力学性能、耐寒性、热稳定性越高，但成型加工比较困难；分子量低则相反。增塑剂的加入，它不但能提高聚氯乙烯的流动性，降低塑化温度，而且使其变软。通常，在100份聚氯乙烯树脂中增塑剂量大于25份即变成软质塑料，伸长率增加，而拉伸强度、刚度、硬度等力学性能均降低；增塑剂加入量小于25份时为硬质或半硬质塑料，具有较高的力学强度。聚氯乙烯是无定型聚合物，它的玻璃化温度（Tg）为80C左右，在此温度下即开始软化，随着温度的升高，力学性能逐渐丧失。显然，Tg是聚氯乙烯理论使用温度的上限。但在实际应用中，聚氯乙烯的长期使用温度不宜超过65C。聚氯乙烯的耐寒性较差，尽管齐催化温度低于-50C，但低温下即使软质聚氯乙烯制品也会变硬、变脆。由于聚氯乙烯含氯量达65%，因而具有阻燃性和自熄性。聚氯乙烯的热稳定性差，无论受热或日光都能引起变色，从黄色、橙色、棕色直到黑色，并伴随着力学性能和化学性能的降低。聚氯乙烯具有较好的典型能，其电绝缘性可与硬橡胶媲美。（二）用途 聚氯乙烯的应用比较广泛。在包装材料方面，它可制造包装薄膜、收缩薄膜、复合薄膜和透明片材，还可制作集装箱和周转箱以及包装涂层。四、聚苯乙烯（PS）（一）性能 聚苯乙烯是质硬、脆、透明、无定型的热塑性塑料。没有气味，燃烧时冒黑烟。密度为1.041.09g/com，易于染色和加工，吸湿性低，尺寸稳定性、电绝缘和热绝缘性能极好。聚苯乙烯的力学性能同制造方法、分子量大小、取向度以及所含杂质有关。分子量大的强度高，分子量在5万以下的拉伸强度很低，10万以上的其拉伸强度的改善就不明显了。分子量高时成型困难，通常分子量控制在520万。聚苯乙烯可溶解于许多溶剂中，如苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、邻二氯苯等。聚苯乙烯的透光率为87%92%，其透光性仅次于有机玻璃。折光指数为1.591.60。受光照射或长期存放，会出现面混浊和发黄现象。聚苯乙烯毒性极低，属于卫生安全的塑料品种。（二）用途 聚苯乙烯由于具有高透明度、廉价、刚性、绝缘、印刷性好、易成型等优点，使它在青工制品，装潢和包装等方面有一定的使用价值。五、聚对苯二甲酸乙二醇脂 (PET)(一)性能聚对苯二甲酸乙二醇脂系结晶型聚合物，密度为1.301.38g/cm，熔点为255C260C，在热塑性塑料中具有最大的强韧性，其薄膜拉伸强度可与铝箔相匹敌，为聚乙烯的9倍，聚碳酸酯和尼龙的3倍。聚对苯二甲酸乙二醇脂在较宽的温度范围内，保持其优良的物理机械性能，-2080C内温度的影响很小，长期使用温度可达120C，能在150C使用一段时间。聚对苯二甲酸乙二醇脂在较高温度下，也能耐氟氢酸、磷酸、乙酸、乙二酸，但盐酸、硫酸、硝酸能使它受到不同程度的破坏，如拉伸强度下降。强碱尤其是高温下的碱，能使它的表面发生水解，其中以氨水的作用更剧。（二）用途聚对苯二甲酸乙二醇脂除了大量用于抽丝做纤维外，多用于制造薄膜，大量用于电影片基、X光片基、录音音像带基。由于电性能好，在电气、电子工业中可做B级（130C）绝缘材料。此外，还大量用于吹塑瓶子，如用于调味品、食用油、饮料、化妆用品瓶子。注射制品坚韧耐磨，吸湿性小，尺寸稳定，弹性模量高，并具有优良的电性能和耐化学性，主要用于机械、电气电子精密结构件，如线圈骨架、配电开关、继电器原件等。六、聚酰胺（PA）（一）性能聚酰胺是乳白色或微黄色不透明粒状或粉状物，密度为1.021.15g/cm，吸水率为0.3%9.0%，随着链节中碳原数的增加，密度和吸水率趋于降低。聚酰胺的结构可以看作是聚乙烯分子链中每间隔一定距离嵌入一个聚酰胺基团。这中间隔随链节中碳原子数的增加而增大，其性能受聚酰胺基团的影响变小，作为聚乙烯的性质增加。例如，聚酰胺的拉伸强度弯曲强度、熔点和吸水率等都随着链节中碳原子数的增加而降低。但由于聚酰胺基团的存在，聚酰胺类聚合物都显示出耐磨、易吸水的共性。与金属比，聚酰胺的刚性比较低，表面硬度和耐蠕变性也较差，但它的比强度高于金属，比压缩强度与金属相当。聚酰胺的拉伸强度、弯曲强度和硬度随温度和吸水率的增大而降低。而冲击强度则随温度和吸水率的增大而明显提高。聚酰胺居于有优良的耐磨性，各种聚酰胺的摩擦系数差别不大，通常在0.10.3之间。如果在聚酰胺中添加二流化钼、石墨等填料或聚四氟乙烯粉末，可进一步提高其耐磨性。聚酰胺的熔点温度范围窄，通常在180C280C之间，长期使用温度一般不宜超过100C。若在100C以上的温度下长期与氧接触，会使制品逐渐呈现褐色，丧失使用性能。大多数聚酰胺具有自燃性，少数品种具有可燃性，但对火焰的传播速度很慢。聚酰胺在室温下耐稀酸、弱碱和大多数盐类，但强酸、较高浓度的酸及强氧化剂会使其明显受到侵蚀，在较高温度下发生破坏。聚酰胺的耐溶剂性优良。能耐烃类、油类及一般溶剂，如四氧化碳、乙酸甲脂、苯、四氢呋喃等。它对矿物油、植物油均呈惰性，但水和醇及其类似的化合物能使聚酰胺溶胀，在常温下可溶于极性的酚类化合物和氯化钙的甲醇溶液。各种聚酰胺的电性能在干态时基本相同，具有较高的电阻值，但随着温度和吸水率的增加有明显的降低；介电常数与此相反，虽吸水率的增加而增大。（二）用途 聚酰胺在工业上主要用于制造各种机械、汽车、化工、电子和电器装置的零部件，特别用于高强度或耐磨制件，如各种齿轮、滑轮、轴承、泵体中叶轮、风箱叶片、高压密封圈、阀座、垫片、各种壳体、工具手柄、支撑架、汽车灯照等。在电子仪器设备、继电器等电器设备中制作零件、电梯导轨、建筑装饰用扶手等。在包装上可制成薄膜，与铝箔制成复合材料，用于罐头、食品和饮料的包装。七、聚偏二氯乙烯 (PVDC)（一）性能聚偏二氯乙烯是硬币、韧性、半透明至透明材料，带有不同程度的黄色。经紫光照射后发暗橙道淡紫色荧光。密度为1.701.75g/cm，吸水性0.1% 。与其他塑料相比，聚偏二氯乙烯对很多气体和溶液具有很低的透过率，故广泛用作包装材料。纯聚偏二氯乙烯由于难以制得适当的测试样品，因而很少获知其机械性能。主要是测定共聚物的强度。聚偏二氯乙烯的机械性能与结晶的种类、数量和定向程度有关。拉伸强度随结晶度升高，而韧性和伸长率则随之而下降。聚偏二氯乙烯在热、紫外线、离子辐射、碱性试剂、催化金属或盐类作用下容易分解，分解反应的共同特点是有氯或氢释放出来。（二）用途聚偏二氯乙烯除作纤维用外，主要用作包装薄膜。此外还可作为防湿的涂料和粘合剂。八、聚乙烯醇 (PVA)(一)性能 聚乙烯醇的密度为1.261.29g/cm，折射率为1.52，紫外线照射后发蓝白色荧光。吸水性大，浸入水中能溶解。对纤维的含水率可达30%50%，在65%RH、25C环境下的湿率也可达4.5% 。能透过水蒸气，但难透过醇蒸汽，更不能透过有机溶剂蒸汽、惰性气体和氢气。聚乙烯醇薄膜的阻气性甚至优于聚偏二氯乙烯薄膜。聚乙烯醇的弹性模数为44005400MPa，拉伸强度为35MPa，伸长率取决于含湿量，平均可达450%；纤维的湿强度是干强度的55%60%；薄膜的硬度随分子量的增加而增加。聚乙烯醇虽为结晶性高聚物，但熔点不敏锐，融熔温度范围为220C240C。玻璃化温度为85C。聚乙烯醇受热软化，稳定使用温度为120C140C。在250C，有氧存在分解时，产生自然。由于聚乙烯醇在一般气候条件下都会吸湿，故不宜在电绝缘方面应用。（二）用途 由于聚乙烯醇具有良好的透明性、五静电性、韧性、印刷性，极好的阻气性和良好的耐化学性，作为水溶性的包装材料是个分适宜的。九、乙烯-醋酸乙烯脂共聚物(EVA)（一）性能EVA共聚物是高分子的热塑性聚合物，是典型的无规共聚体。EVA由于在乙烯支链中引入由极性的醋酸集团所组成的短支链，打乱了原来的结晶状态，从而降低了支链上乙烯的结晶度，同时还增加了聚合物链之间的距离。这就使EVA比聚乙烯更富有柔韧性和弹性。EVA的熔体指数（MI）的大小与聚合工艺条件有关，亦与VA含量有关，在同一聚合条件下，VA含量逾高，其MI亦逾高。EVA的介电常数、介电损耗角正切值与共聚物中VA含量呈线性的函数关系，即VA含量越高，其介电常数也就越大。