新型包装材料产生的原因(新型包装材料：多层共挤膜)

Posted 2023-05-28

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新型包装材料产生的原因(新型包装材料：多层共挤膜)

为了延长食品、药品等物质保质期，现在的食品、药品包装材料很多都采用多层共挤复合薄膜，目前有二层、三层、五层、七层、九层，甚至十一层复合包装材料。多层共挤膜是将多种塑料原料分许多流道同时从一个模口一起挤出成形的薄膜，这样的可以发挥不同材料的优点。

多层共挤复合薄膜多以聚烯烃组合为主，目前应用较多的结构有：聚乙烯/聚乙烯、聚乙烯烯/乙烯烯-醋酸乙烯共聚物/聚丙烯、LDPE/粘合层/EVOH/粘合层/LDPE 、LDPE/粘合层/EVOH/ EVOH/ EVOH/粘合层/LDPE。各层的厚度可以通过挤出工艺进行调整，通过调整阻隔层的厚度及多种阻隔材料的搭配使用，灵活设计出不同阻隔性能的薄膜，还可灵活更换调配热封层材料，满足不同包装的需求，这种共挤复合的多层化、多功能化是今后包装薄膜材料发展的主流方向。

01 多层共挤复合膜结构

多层共挤复合膜无论层数有多少，依据薄膜各层的作用，一般分为基层、功能层、粘合层。

基层

一般是复合膜的内外层，要具有良好的物理机械性能、成型加工性能、热封层。还要具有良好的热封性能和热焊接性能，其成本相对低廉，对功能层具有良好的支撑和保持作用，在复合膜中占比最高，决定了复合膜的整体刚性。基层材料以PE、PP、EVA、PET、PS为主。

功能层

包装膜的共挤出功能层多为阻隔层，一般是多层复合膜的中间，主要选用EVOH 、PVDC、PVA、PA、PET等阻隔树脂，其中最常用的高阻隔性材料是EVOH和PVDC，常见的PA与PET的阻隔性相近,属于中阻隔性材料。

EVOH（乙烯-乙烯醇共聚物）

乙烯-乙烯醇共聚物是一种集乙烯聚合物的加工性和乙烯醇聚合物的气体阻隔性于一体的高分子材料，它高度透明，具有很好的光泽性。EVOH对气体和油具有极好的阻隔性，它的机械强度、伸缩性、耐磨性、耐寒性和表面强度都非常优异，有极好加工性能。EVOH的阻隔性能取决于乙烯的含量，当乙烯含量增加时候，气体阻隔性下降，但阻湿性能增加，而且易于加工。

含有EVOH材料包装的产品有：调味品、奶制品、肉产品、乳酪制品等。

PVDC(聚偏二氯乙烯)

聚偏二氯乙烯是偏二氯乙烯（1 ,1-二氯乙烯）的聚合物，均聚的聚偏二氯乙烯分解温度低于其熔点，所以它很难进行熔融加工，因此作为包装材料的PVDC是偏二氯乙烯与氯乙烯的共聚物,具有气密性好、耐腐蚀、良好的印刷和热封等特性。

初期主要用于军品包装， 50年代开始作为食品保鲜膜，尤其是随着现代化包装技术和现代人生活节拍的加快而大量发展起来的速冻保鲜包装，微波炉的炊具革命，食品、药品货架寿命的延长，使PVDC的应用更加普及，PVDC可以做成极薄的薄膜，从而减少了原料的用量，降低了包装成本，直至今日仍盛行不衰。

粘合层

由于一些基层树脂与功能层树脂的亲合力不好，需要在这两层之间放置一些粘合层，起到胶水的作用，以便形成“一体化”的复合膜。粘合层使用粘合树脂，常用的有马来酸酐接枝的聚烯烃、乙烯-醋酸乙烯酯共聚物（EVA）。

马来酸酐接枝的聚烯烃

马来酸酐接枝聚烯烃是聚烯经反应挤出接枝马来酸酐制得，在非极性链上引入极性基团侧基，它是极性材料与非极性材料的粘接剂，常用在聚丙烯等聚烯烃与尼龙的复合膜中。

图1 马来酸酐接枝聚丙烯的结构式

EVA（乙烯－醋酸乙烯共聚物）

EVA在分子链中引入了乙酸乙烯单体，降低了聚乙烯的结晶度，提高了填料相溶性和热密封性能。材料中乙烯与醋酸乙烯含量的不同，其应用也不同：

①乙酸乙烯含量在5%以下的EVA主要产品是胶粘剂、薄膜、电线电缆等；

②乙酸乙烯含量在5%~10%的EVA主要产品是弹性薄膜等；

③乙酸乙烯含量在20%~28%的EVA主要产品是热熔粘合剂和涂层制品；

④乙酸乙烯含量在5%~45%的EVA主要产品是薄膜（包括农用薄膜）和片材，注塑、模塑制品，发泡制品等。

02多层共挤膜特性

高阻隔性

运用多层聚合物代替单层聚合，可大大提高薄膜阻隔性能，达到对氧气、水、二氧化碳、气味等高阻隔的效果。特别是选用EVOH和PVDC作为阻隔材料时，其氧气透过量、水蒸气透过量都明显非常低。

功能强

由于多层薄膜在材料的应用上有广泛的选择性，可根据用处材料的应用选用多种树脂，充分体现不同层次的功能，使得共挤薄膜的功能性加强，如耐油、耐潮湿、耐高温蒸煮，耐低温冷冻。可用于真空包装、无菌包装、充气包装。

成本低

相对玻璃包装、铝箔包装及其他塑料包装，要达到的同样的阻隔效果，共挤薄膜在成本上具有较大的优势，比如要达到同样的阻隔效果，七层共挤薄膜比五层共挤在成本上具有较大的优势。由于做工简单，所生产的薄膜产品成本与干式复合薄膜和其他复合薄膜成本相比可以减少10-20%。

结构设计灵活

采用不同的结构设计，来满足不同产品的保质需求。