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HB2五层共挤高阻隔复合膜性能研制及应用续

2021年07月09日 常德机械设备网

HB-2五层共挤高阻隔复合膜性能研制及应用续

3 讨论与分析

3.1 五层共挤薄膜中的EVOH树脂层与高阻氧性能

EVOH是乙烯一乙烯醇的英文名称。EVOH是乙烯和乙烯醇的无规共聚物,是一种具有链式分子结构的晶体性聚合物,其分子结构如下:

—(CH2—CH2)m——(CH2—CHOH)n—

EVOH树脂具有透明性、耐油性、耐化学溶剂、机械强度高、易回收再生以及优异的抗紫外性能,最为显著的特点是气体阻透性高,在包装材料中,通过防止氧气的渗入来提高保香性和延长货架保质期;通过透明性和抗紫外光性,可以让消费者从外部清楚地看到包装内容物和确保超市货架上的包装食品色泽鲜艳稳定,吸引消费者眼球,增强消费者购买欲望。

由于EVOH树脂的分子结构中存在着羟基,因此EVOH树脂具有亲水性和吸湿性。当吸附湿气后,气体的阻隔性能会受到影响。用五层共挤结构,将EVOH树脂层放在中间,如将聚乙烯等阻湿性好的树脂层把EVOH树脂层包裹起来,就可以得到理想的高阻隔包装材料。

一般来说,五层共挤结构中EVOH树脂层越厚,其阻氧性能越好,但达到一定厚度以后就会达到极限,再增加厚度后阻氧性能提高趋于稳定(见表1)。同时阻氧性能还与EVOH树脂的乙烯含量有关,乙烯含量越低,其阻氧性能越高见表2,但乙烯的含量增加其易加工成型性增加。

因此根据包装内容物的不同,可对EVOH五层共挤膜中的EVOH树脂层厚度调节以及EVOH树脂品牌的选型以达到不同的氧气透过量指标予之匹配。一般来说,高阻隔树脂层厚度不小于20μm、选用乙烯含量不大于38%的EVOH树脂如日本某公司ZT3803,阻氧值在1.0~1.5ml/m2.24h.23℃.50%RH以下,几乎可与铝箔复合材料阻隔性能相媲美。

3.2 茂金属聚乙烯树脂与抗污染热封性能

热封强度对HB-2五层共挤高阻隔包装复合膜来讲是一个重要的指标,封口要有较高的强度才能承受一定重量内容物的压力,保证商品在流通过程中不开裂。

由于高阻隔包装的内容物一般是附加值较高的酱料、香料、名贵药材等产品,而且绝大多数是在线自动包装,所以要求热封层的热粘性好,抗污染性好,低温热封强度高。以往最常用的热封层树脂是LDPE,由于LDPE的拉伸强度差,封口强度较低,不能满足包装的要求。为此,在EVOH五层共挤膜热封层中加入30%~40%茂金属聚乙烯树脂(M-LLDPE)。

M-LLDPE是用茂金属作为催化剂合成的聚烯烃,与传统的Ziegber-Natta催化剂得到的聚合物相比,M-LLDPE的链长均一,分子量分布窄,链间共聚单体分布均匀,因而其热封性能、拉伸强度、抗污染性、热粘性及封口强度等优于LDPE和LLDPE。

同时,只需在EVOH五层共挤膜热封层内添加30%~40%M-LLDPE树脂,与LDPE树脂或LLDPE树脂共混,让其具有抗污染热封性能,即在封边处夹带少量粉末、酱状物情形下仍能封合完整、不会出现渗漏、开裂等现象。由于采用共挤吹膜技术,让价格较贵的M-LLDPE树脂以最少用量达到相同抗污染热封效果,实现性能与价格达至最佳组合。

3.3 聚乙烯树脂添加助剂与复合强度

通常包装用树脂都含有一定量的开口剂和爽滑剂等助剂,以改善加工性能和增加薄膜表面爽滑度,但这些助剂析出到薄膜表面后会和胶粘剂发生化学反应,引起剥离强度下降。表3是不同爽滑剂含量的PE薄膜复合后剥离强度的变化。

当前,很多生产厂家发现热封基材越厚复合强度越差,这是因为热封基材越厚,薄膜单位体积内助剂含量就越高,迁移到薄膜表面的助剂就越多,助剂与胶粘剂的化学反应就越广泛,复合强度自然也就越容易下降。要想解决这个问题,采用五层共挤技术,即在EVOH五层共挤膜的复合层使用含少量开口剂和爽滑剂类型树脂,而热封层仍采用含爽滑剂型树脂,这既可避免了聚乙烯树脂添加剂对HB-2五层共挤高阻隔包装复合膜剥离强度的影响,又能为复合膜在上机包装过程中提供必要的滑爽性。

4 项目技术先进性及其应用前景

HB-2五层共挤高阻隔包装复合膜综合了EVOH树脂五层共挤吹膜技术、凹版印刷技术、干法复合技术等多项先进技术,使其技术指标具有先进性见表4;同时在配方、材质和工艺上有创新性,既有高阻隔性,又具有透明性、耐紫外光性、高复合强度、抗污染热封性好、生产工序少以及绿色环保等优点。

5 结 语

HB-2五层共挤高阻隔包装复合膜自从投产以来,被广泛应用于酱类食品、果汁饮料、水果果冻、油性食品、香料、名贵药材等要求高阻隔透明包装领域,并已取得了良好的经济效益和社会效益。(文/陈玉胜 贺爱忠 王虹 徐莘)

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