在其它情況下,需要采用多層結構(層壓或共擠)以提高強度和阻隔性能。即使對于快餐食品等看似簡單的產品,其包裝也可以很復雜。這些多層結構往往含7層或以上的不同塑料層,各層具有不同的結構阻隔或粘合作用。
合成特種阻隔性樹脂,即聚偏二氯乙烯(PVDC)于50年代問世,經過60年代的發展,自此以來,塑料阻隔包裝經歷了巨大發展。不久,乙烯/乙烯醇(EVOH)更于70年代投入商業化應用。
阻隔包裝業自此不斷變化。由于不同的用途有著不同的要求,因此,理想的聚合物阻隔材料現在并不存在,或許永遠也不會出現。例如,在某些情況下,如氧氣阻隔特性并不優良的PVC薄膜,常用于超市中作為肉類包裝陳列,主要是因為PVC薄膜能使肉類保持紅色,在陳列時間內可吸引顧客。然而,若肉類需要長期運輸或存儲,則必須具有良好的氧氣阻隔性能,才能防止肉類變質。
目前,阻隔包裝塑料確實已能滿足所需。然而,問題仍然存在,制約了阻隔包裝塑料在許多用途中的應用和發展。這些問題主要包括:
(一)成本高昂,一般高于簡單單層塑料包裝,如:LDPE和LLDPE。
(二)接觸水分時,特別容易污染和降解。EVOH是最適宜解決此間題的材料,不過羥基在賦予優良阻隔特性的同時,又使該材料易于水解。因此,EVOH只能作為多層結構的內層。
(三)處理和回用問題。大多數多層結構的包裝均含多種塑料(例如HDPE和PET),因此,不易于摻合和回用。
(四)來自代用材料的挑戰。如玻璃等傳統材料和氧化硅玻璃貼面等新材料,均能提供優異的阻隔特性。
根據其氧氣和水分滲透率及透氣率,阻隔性樹脂應具有以下滲透特性:
1.氧氣:在大氣壓力下連續24小時內,透氧率(OTR)低于2ml/mil厚度/100平方英寸的樹脂。大多數透氧率的測定均在73℃的溫度及根據特定條件而確定的相對濕度下進行。許多傳統型樹脂的透氧率為5,而大多數新型樹脂則等于或低于1。例如標準金屬化PET薄膜的透氧率不超過0.3;透氧率低于0.1的材料列為高阻隔性材料,包括PVDC和EVOH。其它材料則列為中等阻隔性材料。
2.水蒸氣(濕氣):透濕氣率(WVTR)低于0.1的樹脂。我們按藥品泡罩包裝業的分類方式對濕氣阻隔聚合物結構進行定義和分類。也就是說,將透濕氣率高于0.1的薄膜列為超低阻隔性薄膜,由0.06~0.1的薄膜列為低阻隔性薄膜,0.03~0.06的薄膜列為中等阻隔性薄膜,等于或低于0.03的薄膜列為高阻隔性薄膜。
多種透濕氣率為1的樹脂薄膜已投放市場多年。PTCFE是目前最新最佳的防濕薄膜,其透濕氣率低于0.3,被認為是現時唯一的高防濕性薄膜樹脂。透濕氣率的測定一般在100℃溫度和90%相對濕度下進行。
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