一文了解塑料薄膜种类及用途，值得收藏

Xu许

近年来，全球对塑料薄膜的需求呈持续上涨的趋势，特别是包装形式不断由硬包装向软包装转变，这也是推动薄膜材料需求增长的主要因素。那么，塑料薄膜的种类及用途你都知道吗？

高阻隔性塑料包装材料

指塑料制品对小分子气体、液体、水蒸气、香味等的屏蔽能力，它对食品起到了保质、保鲜、保风味以及延长货架寿命的作用。在包装行业中，尤其是食品、医药包装中，越来越强调阻隔性软包装材料的使用，也因其功能性、质轻、便于加工运输，阻隔性塑料包装材料在近几年获得了快速发展。

普通单层膜的阻隔性能如下表：

单层膜的阻隔性能一般，对于大部分食品包装来说，需要进行复合等下一步处理。

随着市场包装功能的增加以及环境意识的提高，产品成本的性价比也越显重要。软塑包装已经由过去单层薄膜向多品种、多功效的复合包装膜发展。

食品包装用涂布膜

人们常常希望能看到包装内的食品，以放心地知道自己究竟买的是什么，这是个发展趋势。某些食品需要采用防光照和防紫外线的包装，以达到对食品的保护，这些对光很敏感的食品可以用镀铝及铝箔复合膜来包装，形成对氧气和潮气的阻隔。有些食品不需要光阻隔，为了促进产品的销售，生产厂家会尽量采用透明阻隔膜包装。

市场上透明阻隔食品包装膜最普遍 是使用涂布膜来实现，尤其是轻量食品包装市场如饼干、巧克力、奶酪等包装，全球的容量已经达到20万吨，且存在一直增长的趋势。

高阻隔涂布膜

涂布是在基材表面涂覆覆盖上一些有特殊功能的涂层的过程，通过涂布可赋予薄膜一些原基材不具备的或比较差的新功能如阻隔性能、保香性能、热封性能以及较好的印刷性能，同时可以满足包装上耐巴氏杀菌及耐蒸煮性等。

常用的基材有：BOPP、BOPET以及BOPA

目前市场上用量最大的阻隔涂布食品包装膜就是PVDC涂布膜（以下简称K膜），PVDC对氧气的高阻隔性使它非常适合包装肉类和鱼类产品；它对水蒸汽的阻隔性能使它在包装饼干类产品时，能保持食品的新鲜酥脆的特点；PVDC对气味的阻隔性能使食品口味不变，香味不变，延长货架寿命。且PVDC符合FDA法规，可直接接触食品。

PVDC涂布膜（K膜）可以和多种材料复合，根据包装物的要求，选择合适的材料：

涂布产品的结构

涂布产品生产工艺流程

对于一些轻量食品阻隔性包装，其热封强度只需要2-4N/15mm，如果复合热封层PE/CPP（>10N/15mm)进行包装，会造成包装浪费。可通过两面涂布膜达到既有阻隔性能又有热封性能，替代阻隔复合包装，节约成本。

由于涂布膜生产厂家都是卷膜，对于双面涂布膜，最大的问题就是运输过程中的双面高分子涂层的粘连问题，以及后续应用时走机不顺畅，所以在涂布过程中，会在涂料中添加爽滑剂以及抗粘连剂，这些助剂会慢慢析出到涂层表面，达到抗粘连以及走机顺畅的目的。

市场常规阻隔食品包装材料的阻隔性能如下表：

市场常规阻隔食品包装材料的优缺点如下表：

食品包装的趋势

1.透明

2.安全环保

3.满足食品货架期要求

所以对于包装材料，需要寻找环境友好型、功能更强、成本更适合的高阻隔材料。

环保高阻隔水性乳液---聚乙烯醇阻隔涂料

结构式：－[CH2CH(OH)]n－

优点：分子结构致密性高，其阻隔性能优于PVDC

缺点：由于含有大量羟基，在环境中PVOH涂层吸水性很强，限制其应用。

为了使得PVOH涂料可以直接应用于涂布，市场上已有技术通过助剂将其高分子链上的部分羟基屏蔽，然后在涂料中添加纳米材料，使其受环境湿度影响小，应用涂布技术制成涂布膜，然后PVOH 涂层上进行印刷复合，一般应用于高糖量、高油脂类以及坚果食品。

坚果市场常见包装结构对比如下表：

常见高阻隔材料

目前，高分子材料中常用的阻隔材料主要有以下几种：

1. 聚偏氯乙烯（PVDC）

PVDC对氧气和水蒸气具有优异的阻隔性。

PVDC的高结晶性、高密度以及疏水基的存在使得其透氧率和透水气率极低，从而使PVDC具有优异的气体阻隔性，与其他材料相比可以更好的延长包装物品的保质期，加之其印刷适应性好，易于热封，因而被广泛应用于食品与药品包装领域。

2. 乙烯－乙烯醇共聚物（EVOH）

EVOH是乙烯和乙烯醇的共聚物，具有非常好的阻隔性能。这是因为EVOH的分子链上含有羟基，而分子链上的羟基之间易生成氢键，使分子间作用力加强，分子链堆积更紧密，使EVOH的结晶度较高，从而具有优异的阻隔性能。

但是，EVOH结构中含有大量具有亲水性的羟基，使得EVOH易吸湿，从而使阻隔性能大大降低；另外，分子内与分子间具有较大的内聚力及高结晶度导致其热封性能较差。

3. 聚酰胺（PA）

一般而言，尼龙的阻气性好，但对水蒸汽的阻隔性较差，吸水性强，且随吸水量的增加而溶胀，使阻气、阻湿性能急剧下降，其强度和包装尺寸的稳定性也会受到影响。

此外，尼龙的机械性能优良，强韧耐磨，耐寒耐热性好，化学稳定性好，易加工，印刷性好，但热封性差。

PA树脂具有一定的阻隔特性，但吸湿率大，因而影响其阻隔性，所以一般也不能作外层。

4. 聚酯类（PET、PEN）

聚酯中最常见和应用最广泛的阻隔材料是PET。PET由于化学结构对称，分子链平面性较好，分子链堆砌紧密，容易结晶取向，这些特点使得其具有优异的阻隔性能。

而近年来应用发展迅速的还有PEN，它有着良好的耐水解性、耐化学药品性和耐紫外性。PEN的结构与PET相似，不同的是PET主链中含有苯环，而PEN主链中为萘环。

由于萘环比苯环具有更大的共轭效应，分子链刚性更高，结构更呈平面性，因而PEN具有比PET更优异的综合性能。

高阻隔材料的阻隔技术

为了提高阻隔材料的阻隔性能，目前常采用的技术手段主要有以下几种：

1. 多层复合

多层复合是指通过一定的工艺将两种或几种阻隔性能不同的薄膜复合到一起。这样一来，渗透分子要想到达包装内部就得通过几层膜，相当于延长了渗透路径，从而使阻隔性能得到提高。

该方法是综合了各种膜的优点而制备出的一种综合性能优异的复合薄膜，其工艺简单。

但是与本征型高阻隔材料相比，用此方法制备薄膜较厚，容易出现气泡或开裂褶皱等影响阻隔性能的问题，而且对设备要求相对复杂，成本较高。

2. 表面涂覆

表面涂覆即利用物理气象沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）、原子层沉积（ALD）、分子层沉积（MLD）、层层自组装（LBL）或磁控溅射沉积等技术在聚合物表面沉积金属氧化物或氮化物等材料，从而在薄膜表面形成致密且阻隔性能优异的涂层。

但是，这些方法存在过程费时、设备昂贵和工艺复杂等问题，而且涂层在服役过程中有可能产生针孔、裂纹等缺陷。

3. 纳米复合材料

纳米复合材料是利用不可渗透且具有大的长径比的片状纳米粒子通过插层复合法、原位聚合法或溶胶-凝胶法制备的纳米复合材料。片状纳米粒子的加入这不仅可以降低体系中聚合物基体的体积分数，以降低渗透分子的溶解度，而且还能够延长渗透分子的渗透路径，降低渗透分子的扩散速率，使阻隔性能得到改进。

4. 表面改性

聚合物表面由于经常与外界环境接触，容易对聚合物的表面吸附、阻隔性、印刷产生影响。

为了让聚合物能更好的应用于日常生活，通常对聚合物的表面进行处理。 主要包括：表面化学处理、表面接枝改性以及等离子体表面处理。

这类方法技术条件要求容易满足，设备较简单，一次性投资成本低，但达不到长期稳定的效果，一旦表面受到破坏，阻隔性能会受到严重影响。

5. 双向拉伸

通过双向拉伸可使聚合物薄膜在纵横两个方向上进行取向，使分子链排列的有序度提高，堆砌更紧密，从而使小分子更难通过，进而改善阻隔性能，这种方法使本征型高阻隔聚合物薄膜的制备工艺复杂化，且阻隔性能也难有得到显著提高。

通用塑料

1.PE

2.PP

3.PVC

4.PS

5.ABS

工程塑料

1.PC-聚碳酸酯（防弹胶）

2.PA聚酰胺

3.POM聚甲醛

4.饱和聚脂

5.聚苯醚

特种塑料

1.耐热型塑料

1）高温尼龙

2）聚苯硫醚-PPS

3）聚砜

4）聚酰亚胺

5）聚芳醚酮

6）液晶聚合物- LCP（沃特2015年国内投产）

阻隔塑料

耐腐蚀塑料

光电树脂

降解塑料

1.聚乳酸

2.聚烃基烷酸酯

3.聚脂肪族酯

4.聚己内酯

5.二氧化碳共聚物（APC）

化纤

1.聚酰胺类

2.聚酯类

3.聚丙烯腈

4.聚丙烯

5.聚氨酯

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