中等阻隔性塑料的种类及应用

在普通塑料中有许多品种具有一定的阻隔性，常用作阻隔性塑料薄膜或中空包装。这些塑料的基本性能都在前面的章节中已作了详细介绍，这里只简单介绍可作阻隔包装的塑料品种的阻隔性及应用情况。

1.阻隔性塑料薄膜

（1）PA薄膜 PA薄膜对O₂、CO₂气体阻隔性中等，耐穿刺性优异，力学性能高，使用温度范围广，无毒、无味、安全卫生，价格适中，但吸湿性强，高湿条件下阻隔性下降，常用作肉类加工食品的真空包装、除氧包装、换气包装和蒸煮包装等。

常用品种有PA6和PA66膜及其双向拉伸膜、干法复合膜、PA6共挤复合膜。

BOPA力学性能极佳，拉伸强度、抗冲击性、抗穿刺性、抗撕裂性为包装膜中的最佳，其柔软，使用温度为-60～150℃，可作冷冻包装、蒸煮包装，真空包装，且耐油脂，气隔性好，可作肉、鱼、油、海产品防氧化防腐、保香及蔬菜保鲜包装。

BOPA/LDPE耐寒，耐热，对O₂阻隔性中等（但低于BOPA），对水蒸气阻隔性良好（优于BO-PA），且保留了BOPA的力学性能。可作蒸煮包装、除氧包装和气体置换包装，用于包装精米、冷冻蔬菜、烤鱼片、牛肉干、火腿、酱菜、流体汤料，也可包装电子元件，集成电路、化妆品、洗液和香波等。

BOPA还可与铝箔、CPP等组成复合膜，BOPA/CPP可用于包装蒸煮米饭、肉丸子；PET/Al/BOPA/CPP有阻隔和遮光性，可包装咖啡、榨菜、烧鸡、酱肉、排骨等炖焖食品。

（2）PET薄膜 一般用BOPET作包装材料，强度高（高于BOHDPE，低于BOPA），使用温度范围广（-30～150℃），可作冷冻和蒸煮包装，对O₂、CO₂和H₂O有中等阻隔性，耐油、保香、卫生，但热封合性差，需与热封层薄膜并用（如BOPET/PE）。但国外已开发了低熔点共聚PET为表层，BOPET为功能层的可热封PET。

PET还可与其他树脂组成高阻隔性薄膜，举例介绍如下：

1）PET/Al/CPP可作高阻隔蒸煮包装，且遮光性好，有罐头功能，又称软罐头。

2）PET/CPP复合膜可作蒸煮包装、真空包装、除氧包装、换气包装，效果略逊于PET/Al/CPP膜，但价格便宜。

3）高阻隔膜还有K-PET、PET/深SiO₂、BOPET/Al等，它们对O₂、H₂O的阻隔性大，与BOPA6相似。

（3）PS包装膜 常用BOPS膜作阻隔包装，其透明性和光泽性好，对O₂、H₂O透过性好，有防雾性、无毒、耐油、保香和热封焊性好等功能，可用于鱼肉、芦笋、菠菜、草莓、番茄、花卉等的包装及糖果扭结膜。

（4）PVC包装膜 食品包装用的HPVC、SPVC膜有中等的阻隔性，对O₂、CO₂的阻隔性接近PA及PET，其耐油、高透明、光泽性好。SPVC缠绕膜，柔软性好，且有适度的透氧性及透CO₂性，可包装牛羊肉，作冰箱保鲜膜等。PVC玻璃纸膜可作糖果和香烟的扭结包装。

（5）PP包装膜 PP薄膜可分为双向拉伸膜及非拉伸膜，且各自都有平膜（单层）及管膜（双层）两种结构（平膜的质量及成本比管膜高）。拉伸膜的O₂、CO₂、H2O阻隔性好，耐热性、耐低温性、强度及光学性能等都比非拉伸膜好，但热封焊性不及非拉伸膜，所以目前大多数单双向拉伸膜用作复合膜基材，非拉伸膜用作复合膜的热封层。作阻隔性包装膜用的PP膜有下列几种：

1）单层BOPP膜，可作封焊要求不高的包装膜，或组成BOPP/LDPE复合膜，具有较好的阻水防潮及热封焊性，常用于包装方便面、加工食品、化妆品、医药品和小百货等商品。

2）可热封焊膜是由共聚PP/均聚PP/共聚PP组成的双向拉伸复合膜。因共聚PP熔点低，故可作热封层。这种膜阻隔性、透光性、力学性能、热封焊性、印刷性好，且成本低。其加工方法有共挤法和涂布法，共挤法的综合效果好。

可热封膜还有PP（均聚）/PP（均聚）/EVA膜（可作蒸煮包装），PP（均聚）/PP（均聚）/PP（共聚）膜（可作饼干、面包等烘烤食品包装）等。

3）PP热收缩膜具有较好的防潮性，它无毒，受热收缩，有利于商品包装，常用于包装坚果、糕点、饼干和药品等。

4）CPP薄膜是用流延法制作的非拉伸膜，其耐热及耐热封焊性好。

（6）EVA及离子型聚合物薄膜 EVA薄膜柔软，低温热封性好，耐低温，阻隔性中等，含VA5%～7%的EVA膜可作冷冻食品包装。

离子型聚合物耐低温，耐穿刺，耐磨损，且低温热封焊性好，可作热封层、粘合层，还可作贴体包装薄膜。

（7）PE薄膜 聚乙烯薄膜有LDPE、LLDPE和HDPE三种，它们各有不同的特点，LDPE强度低，对O₂、CO₂和H₂O阻隔性差，耐热性差，透明性好，柔软，耐撕裂，耐低温，热封焊性好；HDPE强度高，对气体和水气阻隔性好，耐热、耐油、透明，柔软性差；LLDPE其强度接近HDPE，它耐穿刺、耐撕裂、耐热及耐环境应力开裂性好，可经高温灭菌处理，热封焊性好。这三种材料均为无毒、卫生、安全的品种，有防潮性好、耐低温性好、透明性好（LDPE最好）等特点。几种聚乙烯薄膜的性能比较见表16-28。

为了弥补不同品种PE膜的缺点，达到性能互补的目的，常采用不同PE品种共挤法制作复合膜，如HDPE/LDPE/HDPE膜等。

表16-28 几种聚乙烯薄膜的性能比较

常见PE膜及复合膜品种简介如下：

1）LDPE膜可作冷冻和冷藏食品、服装、纺织品及小商品的包装膜或热封层。

2）HDPE膜可作冷冻和冷藏食品包装、高温灭菌处理包装、防潮包装及耐油包装等。

3）LLDPE膜可作复合膜的热封层。

4）单向拉伸HDPE膜可作糖果、香烟、糕点和药品等的防潮扭结包装。

5）PE自粘保鲜膜可作水果、蔬菜、肉类等食品的保鲜膜，又称冰箱保鲜膜。

6）专用蔬菜保鲜膜，如LDPE/EVA膜、PE微孔膜、XG系列保鲜膜等可作黄瓜、番茄、青椒、香菇和青笋等蔬菜的保鲜包装。

7）PE复合膜的主要品种有以下一些：

①HDPE/LDPE/HDPE膜强度高，柔软、耐热性好，可作高温灭菌消毒包装。

②LLDPE/HDPE/LDPE膜，低温和热封焊性能好。

③LDPE/LLDPE/LDPE膜可作肉和蔬菜的冷冻包装。

④LLDPE/LLDPE/EVA膜可作托盘包装膜。

⑤PE/EVA或辛烯型LLDPE或mLLDPE（作热封层）组成热封性基材。

⑥POF薄膜由（75%（质量分数）LDPE+25%（质量分数）LLDPE）/LLDPE/（50%（质量分数）LLDPE+mLDPE）组成三层复合膜，光学性能、耐热性和热封性好，耐寒性和卫生安全性优良，且无毒无害，易回收利用，无污染，环保性好，可作耐低温、耐高温热收缩包装膜。

⑦LDPE/LLDPE膜可作豆奶、牛奶、酱油和饮料等流体食品的包装。

⑧几种包装膜部分性能汇总。上述中等阻隔性塑料膜的部分性能见表16-29～表16-41。

表16-29 液体包装薄膜的物理及力学性能

表16-30 PE自粘保鲜膜的力学性能

表16-31 Surlyn吹塑薄膜的性能

表16-32 热封型双向拉伸聚丙烯薄膜的物理及力学性能

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表16-33 HDPE/LDPE/HDPE复合薄膜与单膜的性能

注：1.HDPE的密度为0.952g/cm³，熔体指数为0.06g/10min。

2.LDPE的密度为0.923g/cm³，熔体指数为0.5g/10min。

3.HDPE薄膜使用的极限厚度为0.09mm（柔软性差），因此只列出0.089mm以下厚度的试样性能指标值。

2.中空容器用阻隔性塑料

中空容器常用于包装液体材料及部分固体物质，如饮料、牛奶、油脂、酱料、药剂和药片等。容器选用的塑料按各包装物的包装要求需持有不同的阻隔性，这里仅就常用中空容器塑料的阻隔性及应用进行简单的介绍。

大多数中等或高阻隔性薄膜所用塑料都可配制吹塑级品种用于吹塑中空容器，有些品种也配制滚塑级用料用于滚制中空容器。目前，主要用作中空容器的塑料有：中等阻隔性塑料PE（LDPE、HDPE、LL-DPE）、PP、PVC、PET、PA、PC、UHMWPE、EVA等，高阻隔性塑料有PEN、EVOA、PVDC、EVOH及复合膜或改性阻隔性塑料等。

表16-34 LLDPE/HDPE/LLDPE与HDPE薄膜的性能

①HDPE的密度为0.954g/cm³，熔体指数为1.20g/10min。

②LLDPE的密度为0.922g/cm³，熔体指数为2.48g/10min。

③LLDPE的密度为0.935g/cm³，熔体指数为2.53g/10min，它是乙烯与4-甲基戊烯的共聚物。

表16-35 几种具代表性的软质PVC包装薄膜的性能

表16-36 BOPS薄膜的主要性能

表16-37 PET薄膜的主要物理及力学性能

表16-38 PET/Al/CPP复合薄膜及袋的性能

表16-39 双向拉伸薄膜性能比较（透过性）

表16-40 BOPA、BOPP、BOPET薄膜性能比较

表16-41 BOPA/LDPE复合薄膜和袋的性能

阻隔性包装塑料膜与中空容器所用的树脂基本特性及阻隔性基本相似，仅成型性能有所不同，故这里主要介绍中空容器用塑料的应用情况。

（1）PE塑料 主要包括LDPE、HDPE和LLD-PE等。

1）LDPE主要用作强度及刚性要求不高的小型容器，也可作使用时会受挤压的包装、可折叠包装、纸塑或钢塑包装容器内衬，或用其配制改性塑料，主要用于食品、化妆品、药品、小商品、非危险化工品等要求防湿、防潮、耐低温、无毒、无味的包装。不宜作耐高温、阻隔O₂、CO₂、有机溶剂（尤其是极性化合物，如洗涤剂、植物油、苯甲醛，硝基苯等）、油脂、卤代烃类等易引发应力开裂物质的包装。

2）HDPE可作大、中型容器，可作热罐装、蒸煮容器，可作各种酸、碱、盐溶液及有机溶剂包装容器，可作耐低温、耐油脂、防潮包装，不宜作气阻包装。可用于牛奶、饮料、化妆品、药品、润滑剂、植物油和酒等液体的包装。

3）LLDPE一般用作桶衬及大型吹塑件（改性LLDPE），如交通隔离栅等，但一般不单独用作中空容器，常与其他烯烃树脂共混或复合后制作中空容器，可改善制品性能，如LDPE/LLDPE可提高容器的穿刺、冲击强度，HDPE/LLDPE可降低制品壁厚，提高抗穿刺、抗撕裂及抗环境应力开裂性的能力。

4）UHMWPE主要用于要求强度，刚性、耐应力开裂性及冲击性好的大型和复杂形状中空制品，可作250L货运包装容器，400L垃圾载运箱、汽油燃油箱、除草剂和农药包装及喷雾器药剂罐、1250L工业用集装桶及储罐（槽）。

5）高阻隔性PE是指经改性处理后达到高阻隔性能的PE，如各种表面处理PE、多层复合PE（如HDPE/PA/HDPE/HOPE/EVOH/HDPE）等。主要用于汽油等燃油及其他油料包装及储罐（箱），其汽油泄漏量<1g/h。

（2）PP塑料 可分为均聚、共聚、改性、双向拉伸等品种。均聚PP的强度、耐热性优于共聚PP；改性及双向拉伸料的性能更好，且有耐低温性，PP的综合性能及阻隔性优于普通PE，但耐低温性不及PE，对O₂及H₂O阻隔性好（优于PE，不及PVC及PET），对CO₂阻隔性差。可用作要求力学性能高的薄壁制品（如强度、刚性、抗冲击性、抗疲劳性、抗蠕变等），可作耐高温（100℃）及热灌装制品。BOPP可作耐低温（-30℃）制品，熔体流延性差不宜作大型制品，可作隔O₂、防潮液体包装，不宜作碳酸饮料包装及耐老化要求包装。目前，主要用于食品（如番茄酱、调味品）、药品（止咳糖浆、无菌液体）、化妆品、洗涤剂、化学试剂、热灌装饮料、电热水器内胆（高分子PP）及腐蚀性介质包装等。

（3）PVC塑料 常用硬质PVC作包装材料，可分为通用型、抗冲击型、无毒型及通用型PVC，可作力学性能高、透明展示性好、抗冲击的包装，用于盛装如化妆品、洗涤剂、腐蚀介质等。抗冲击型PVC可制作高抗冲击性制品，用途与通用型PVC相似。无毒型PVC用于食品、药品包装，其对H₂O的阻隔性略优于PET，对O₂、CO₂阻隔性与PET相当。齐鲁石化、上海天源等公司生产的包装各种食品专用PVC料，主要用于包装矿泉水、食用油、化妆品、饮料（不充气）、药品和洗涤剂等，通常，包装制品的使用温度<70℃，改性PVC也可作较大型容器。

（4）PET塑料 可制作高强度、高刚性。薄壁小型（如眼药瓶）、大型（30L）制品；可作耐腐蚀、防潮、隔氧、耐油、保香、高透明（展示性好）、卫生性好（食品、药物）包装制品，如用作可乐等饮料包装；香料、咖啡粉、可可粉、红茶、腌火腿、调味品，柠檬香料等的保香包装及食用油和酒的包装；化妆品、医药品、化学品的包装等；还可作抗冲击、耐腐蚀的农药包装等。耐热性PET可作热灌装包装；改性高阻隔PET，如PET/PEN、PET/PAR/PET、PET/EVOH/PET、PET/MXD/PET、表面涂刷PET（蒸镀碳、SiO₂、EP等）掺混改性、表面涂刷改性，多层共挤（注）吹改性料等，可组成高阻隔性材料，用于包装啤酒、葡萄酒、可口可乐、复合维生素、番茄酱、色拉酱等要求高阻隔性的包装。

（5）EVA塑料 可作耐低温、可折叠、冷藏包装容器及耐腐蚀、耐应力开裂的化学危险品包装桶及复合材料粘结层、容器内衬等。

（6）PC塑料 PC具有高强度、高刚性、高阻隔性、耐高温及低温、价格高等特性，主要用作高温消毒、热灌装、抗冲击包装，如婴儿奶瓶，矿泉水和纯净水周转桶、耐热旅行水瓶等。

（7）PA塑料 PA6、PA66、PA11、PA12等品种可作高强度及刚性、耐热及耐低温、耐油、高阻隔容器，以及高温、高湿条件使用的容器（此时阻隔性优于EVOH、PVDC）。目前，主要用作汽油容器、储油桶（箱）及作复合材料阻隔层等。

（8）高阻隔性塑料 高阻隔性塑料有PEN、EVOH、PVDC、EVOA、MDX6等，其性能好，但价格高，故常用作复合材料阻隔层。

1）PEN塑料综合性能及阻隔性均优于PET，但价格高，可作高强度、高刚性、耐热、耐寒、高阻隔、抗紫外线、耐化学药品的包装，如高温热灌装、啤酒包装（多层化或涂覆改性PEN）、耐各种化学溶剂包装等。

2）MDX6塑料综合性能优于PA6和PET，阻隔性与EVOH和PVDC相当，但其耐热、耐湿阻隔性优异，可作高强度、耐高温耐高湿阻隔包装，耐油包装食品饮料包装及复合材料阻隔层。

3）EVOH塑料可作高阻气性包装或与PE、PA、PET、PP等组成复合材料。

4）PVDC塑料可作保香、防水防潮、耐油包装及复合材料、表面涂覆材料。

（9）多层复合塑料 用普通的聚烯烃或其他中等阻隔性但价格便宜的料为基材与EVOH、PA、PVDC、PEN、MDX6等高阻隔性塑料为阻隔层，可组成高性能、高阻隔性塑料，且可降低成本，是目前常用的方法。复合层一般至少三层以上，多的可达6～7层。40L六层共挤出汽车油箱的结构及其与单层HDPE油箱的性能比较见表16-42。

表16-42 40L六层共挤出汽车油箱的结构（总厚5mm）及其与单层HDPE油箱的性能比较