共挤复合薄膜的制作与功能特性分析

阻隔性薄膜或片材中常采用复合结构材料，如由内层为高阻隔性聚合物和外层为普通聚合物组成多层复合材料，这种结构可以充分发挥内外层材料的优点，克服其缺点，组成综合性能良好的高阻隔性材料，如内层用高阻隔性EVOH。但其防水性、热封焊性差，价格高，而外层用BOPP其防潮性好，价格便宜，热封焊性好，但阻隔性稍低，因此两种材料组成复合材料后即可成为高阻隔、防潮、易热封焊，价格便宜的理想高阻隔性材料。因此用这种方法，可设计各种阻隔特性的材料，如强度及耐穿刺性好，热封性好，粘结性强，还可配制具有防雾性、防滑、抗静电和着色性好的各种特色材料。

复合膜主要生产工艺有涂布法、层合法、共挤吹塑、共挤流涎法、共挤出双向拉伸法等。前两种工艺用于将阻隔材料与普通塑料粘合或层压成复合膜，工艺简单，但内外层粘接强度低，材料性能受损，不利于制作多层材料，一般用于复合不宜用高温加工的材料。共挤法是常用的方法，其复合层粘结强度高，材料性能好，有利于制作多层复合材料（如九层复合膜等），但复合材料间应具有相容性好，且热膨胀及收缩率接近，加工温度及成膜性，热稳定性均要互相匹配，才能制成综合性能优良的复合材料。共挤法中以共挤吹塑法应用较广，共挤流涎法及双向拉伸法用于制作纯度高及强度等性能要求较高的复合材料。

共挤复合材料层数可达九层之多，目前常用为3～5层，但不管多少层，总体结构均由内外表层、内层及粘结层组成。

内层为阻隔层（又称为功能层）常采用PA6、MXD6、EVOH、PVDC、EVAPET、聚丙烯腈共聚物、PVA、PEN等阻隔塑料，应具有阻气、阻水、保香等功能。一般要求在25℃、65%RH下透氧系数<4cm³·mm/（m²·24h·MPa），在40℃、90%RH下透湿气系数<40g·mm/（m²·24h·MPa），且易加工，阻香味渗透性好。其中EVOH阻隔性最好，透氧系数<2cm³·mm/（m²·24h·MPa），加工性好，透明、耐油、卫生、耐溶剂、保香性均好，热稳定性也好（优于PAN）。但耐热、耐热封焊、防潮性差，需采用表层材料来补缺。PA6也是常用的一种功能层料，其成膜性好，耐穿刺，使用温度高（-60～121℃），透明，价位适中，常用作一般阻隔性要求材料，可作蒸煮包装，真空包装、置换气体包装、除氧包装。另外，当功能层还要求耐热、软柔、耐挤压、抗冲击等特殊要求时，则可选用适当树脂与阻隔料配合使用，组成复合功能层。

表层是指包覆功能层的内外表面层料，又称基材，可根据不同功能选料。常选用成型性好，有一定强度、耐磨、易印刷、价格便宜、热封性好、防潮性好的热塑性塑料，如PE、PP、PVC、PC、PET、EVA等。其中，PE防潮和阻水渗透性好，价廉，易成型，有一定的强度。HDPE可作强度和刚性要求较高的阻水性容器，LDPE、PVC和EVA可作柔性容器。PC、PP可作耐高温高刚性容器。PVCPC、PET可作透明性要求较高的容器，还可采用着色料阻隔紫外线等。

粘合层是介于内外表层与功能层之间的粘合性树脂，防止层间产生剥离现象。但也有无粘合层的复合膜，其阻隔性不理想，在阻隔性要求不高的场合中用量较大。常用的粘合性树脂有两类，一类是接枝极性聚烯烃（PE或PP），另一类为直接合成的共聚物。第一类树脂应用较多，常用品种有EVA、EAA、离子型聚合物，以及LDPE、HDPE、PP等具有粘合性的品种。最好是粘合性树脂与基材树脂种类相同，如PP与PA共挤料则应选用PP类的粘合性树脂。此外，粘合树脂也应满足使用性能及成型要求，如透明性、耐热性、耐寒性、热封焊性等。在以PA6、EVOH为内层，以PE为表层时常用锌离子型聚合物或改性PE（如马来酸酐或丙烯酸接枝改性PE）为粘合树脂。当用PP为表层时，则用马来酸酐或丙烯酸按枝改性PP为粘合树脂。当以PVDC、PVC为内层时，可用EVA作粘合层。如采用PVDC与离子型聚合物共挤，则可用丁苯共聚树脂作粘合剂。市场上供应的品种很多，需酌情配选。

总之，按制品的要求可选用不同品种的表层、功能层及粘合层树脂组成复合料，但三种材料的物性及成型性必须匹配才能达到理想的效果。几种复合材料的性能见表16-25～表16-27。

表16-25 共挤复合薄膜的结构以及特性与用途(www.xing528.com)

注：表中AD表示粘合层

表16-26 共挤出复合薄膜的主要性能

表16-27 含PVDC共挤出热收缩薄膜的性能

①纵向/横向。