包裝，尤其是塑料包裝，在現(xiàn)代社會中隨處可見。包裝工業(yè)得以快速發(fā)展，是由于其長時間保護及穩(wěn)定產(chǎn)品的能力，以及避免產(chǎn)品受損壞、污染及受潮。要達到最佳的保護效果，高阻隔性的物料是必然之選。   
從廣義角度看，阻隔包裝已使用多年。阻隔包裝旨在保護產(chǎn)品和內(nèi)裝物，避免污染物、風(fēng)味、色料、異味滲入，有時也用于防止內(nèi)裝物滲出。   {TodayHot} 
    在其它情況下，需要采用多層結(jié)構(gòu)(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(chǎn)品，其包裝也可以很復(fù)雜。這些多層結(jié)構(gòu)往往含7層或以上的不同塑料層，各層具有不同的結(jié)構(gòu)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(jīng)過60年代的發(fā)展，自此以來，塑料阻隔包裝經(jīng)歷了巨大發(fā)展。不久，乙烯／乙烯醇(EVOH)更于70年代投入商業(yè)化應(yīng)用。   
    阻隔包裝業(yè)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(xiàn)在并不存在，或許永遠也不會出現(xiàn)。例如，在某些情況下，如氧氣阻隔特性并不優(yōu)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(nèi)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(zhì)。   
    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(yīng)用和發(fā)展。這些問題主要包括：     
    成本高昂，一般高于簡單單層塑料包裝，如：LDPE和LLDPE。     
    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(yōu)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(jié)構(gòu)的內(nèi)層。      {HotTag}
    處理和回用問題。大多數(shù)多層結(jié)構(gòu)的包裝均含多種塑料(例如HDPE和PET)，因此，不易于摻合和回用。     
    來自代用材料的挑戰(zhàn)。如玻璃等傳統(tǒng)材料和氧化硅玻璃貼面等新材料，均能提供優(yōu)異的阻隔特性。     
    根據(jù)其氧氣和水分滲透率及透氣率，阻隔性樹脂應(yīng)具有以下滲透特性：     
1．氧氣：在大氣壓力下連續(xù)24小時內(nèi)，透氧率(OTR)低于2ml／mil厚度／100平方英寸的樹脂。大多數(shù)透氧率的測定均在73℃的溫度及根據(jù)特定條件而確定的相對濕度下進行。許多傳統(tǒng)型樹脂的透氧率為5，而大多數(shù)新型樹脂則等于或低于1。例如標(biāo)準(zhǔn)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(yè)的分類方式對濕氣阻隔聚合物結(jié)構(gòu)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(xiàn)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。 
各種阻隔性材料介紹聚甲醛(POM)   
    聚甲醛是一種多功能工程樹脂。其化學(xué)結(jié)構(gòu)、規(guī)則的分子結(jié)構(gòu)以及高結(jié)晶度，使之對水分、汽油、溶劑和其它多種中性化學(xué)品具有優(yōu)異的耐性。   
    POM可以注塑、擠塑加工，具體用途包括：氣噴劑容器、汽油箱蓋、化學(xué)噴霧器、皂液分配器、涂料混合器、水管配件、齒輪、耐蠕變外殼、耐磨表面等。   
    其阻隔性測試表明，薄膜厚度超過10密爾時，無填料型Ticona Celcon聚甲醛和玻璃增強型品級聚甲醛的滲透性大致相同。杜邦公司Delrin產(chǎn)品對多種物質(zhì)具有優(yōu)良的耐滲透性和強度特性，使之適合作為容器，尤其是氣噴劑容器。Ticona Celcon聚甲醛能長期承受高濕度和高溫水，因此，該材料廣泛用于水管相關(guān)的用途中。 
丙烯腈樹脂(AMA)   
    這是一種透明橡膠改性類丙烯腈材料，具有優(yōu)異的化學(xué)耐性、阻氣性和較高的模數(shù)或勁度，主要用于包裝。AMA的滲透性取決于是否存在添加劑，以及丙烯腈和共聚單體品類的化學(xué)成分�？梢岳�用熱成型、薄膜擠出、片材擠出、擠吹成型、流延、注塑、注吹成型、注拉吹成型。   
    其主途主要用于包裝，包括食品包裝：加工肉食，魚類，奶酪，調(diào)味品，醬汁，榨取汁和濃縮果汁；藥品包裝：制藥和皮膚貼；個人護理：化妝品包裝，漱口劑，香水等。   
    BP的Barex是這一類產(chǎn)品，是接枝于丙烯腈橡膠上的一種丙烯腈／甲基丙烯酸甲酯共聚物。Barex 210和218樹脂屬高阻隔性、耐沖擊改性共聚物樹脂。與單層包裝所用的各類塑料相比，Barex樹脂的透氧率最低，其性能往往超過含EVOH和PVDG的多層結(jié)構(gòu)，且成本較低。封裝于氮氣和二氧化碳等有益氣體中，可延長保存期，也能防止氧氣進入包裝中。   
    在各種相對濕度下，Barex樹脂對氧氣具有極高的阻隔性�？墒�，溫度升高會影響阻隔性能。在水蒸氣阻隔特性方面，Barex樹脂可與聚烯烴以外的其它塑料包裝材料媲美。在防水要求十分關(guān)鍵的用途中，可通過聚烯烴取向或?qū)訅憾�增強Barex樹脂的水蒸氣阻隔性能。 
玻璃紙(Cellulose)   
    纖維素塑料主要由醋酸纖維素制成。Cellulose可能是纖維素薄膜中最知名的品牌。玻璃紙通過薄型分瓣式抽絲板流進硫酸槽，然后形成薄膜。這種薄膜既脆弱又不透明。必須通過金屬或其它化學(xué)品涂層等進一步處理，才能生產(chǎn)出透明、柔軟的塑性薄膜。這一處理過程會影響薄膜的空氣和水分滲透度。   
    玻璃紙薄膜的用途包括膠帶、標(biāo)簽、照相膠片、紙張、玻璃和塑料貼面等。在醫(yī)療領(lǐng)域的用途包括滲析薄膜。玻璃紙是僅次于紙張和紙板的最常用食品包裝材料。50％以上的扭結(jié)包裝糖果采用這種薄膜。 
氟化聚合物   
    這是一種石蠟族熱塑性聚合物，其中，氫由氟部分或全部代替。結(jié)果，形成PTFE、FEP、MFA和PFA等全氟化聚合物或ECTFE、PCTFE、ETFE和PVDF等部分氟化聚合物。通過改變聚合物的氟含量，可根據(jù)最終用途綜合調(diào)整機械特性和總體成本。   
    氟化聚合物對于大多數(shù)化學(xué)品都具有惰性，接觸高溫時能保持原有特性。采用玻璃纖維(例如二硫化鉬填料)增強時，可大幅度提高其較低的機械特性，并制成防護涂層和襯料，擠出單絲、棒材、管材、線材和電纜絕緣、泵、筒形濾網(wǎng)、過濾材料非織造纖維和復(fù)合層壓材料等產(chǎn)品。 
聚酰胺(PA)   
    尼龍家族成員以重復(fù)酰胺基[-CO-NH-]作為聚合物主鏈的組成部分，以單體中所含碳原子的數(shù)量命名。如果存在兩個單體，聚合物將具有兩個數(shù)字，如：尼龍6／6。   
    在所有尼龍中，尼龍6成本最低，用于要求具備阻氧性能的用途中，并具有最佳的阻氣性和阻芳族性能，但是防濕性最差。尼龍66用于耐溫性的用途，尼龍6／66則用于要求具備共擠相容性的用途。   
    尼龍12具有最佳的防濕性及最差的阻氣性。多種尼龍相結(jié)合，可為特定用途提供最佳的解決方案。尼龍薄膜對多種氣體、芳香、風(fēng)味具有良好的阻隔性，其弱點是易于吸水�？梢詳D塑、注塑、吹塑、滾塑。尼龍6用流延或陰離子聚合加工，通過取向，可提高非取向尼龍薄膜的內(nèi)在阻隔性能和機械特性。軸向取向之后，尼龍薄膜可大幅度提高氧氣和芳香阻隔性能。   
尼龍的典型用途包括汽車部件、電子／電器和包裝。 
聚對苯二甲酸乙二酯(PEN)   
    PEN可加工成為薄膜、纖維和容器。與OPET相比，雙向PEN薄膜具有優(yōu)異的物理特性。杜邦帝人PEN薄膜采用專業(yè)設(shè)計，特別適合于環(huán)境條件惡劣或要求具備特殊阻隔性能的用途，例如標(biāo)簽、層壓材料、線路和脫摸等電器以及工業(yè)、通用、高附加值用途。   
    與PET均聚物制成的容器相比，熱成型及吹塑成型的容器具有優(yōu)異的阻氣性和防濕性，其阻氧性能是PET的5倍。 
液晶聚合物(LCP)   
    液晶聚合物(LCP)樹脂屬高晶度、向熱型(熔體取向)熱塑性塑料，包括玻璃／礦物增強品級和特種品級。   
    LCP可用傳統(tǒng)薄膜設(shè)備進行加工，能生產(chǎn)出均勻、無針孔、透明度極高的阻隔層。該類樹脂一般在多層薄膜中作為第2~5微層，在相同的阻氧性能(相對濕度為90％)條件下，厚度僅為EVOH基薄膜的1／10。LCP可雙向和熱成型。   
    Ticona Vectran LCP具有優(yōu)異的阻隔特性，能有效防止氧氣、水蒸氣、二氧化碳、風(fēng)味和芳香滲透。Vectran在吹脹薄膜和流延薄膜生產(chǎn)過程中能形成高度取向，在各種薄膜結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生較高的阻隔性和模數(shù)。與各種通用包裝阻隔薄膜相比，Vectran LCP具有最低的氧氣滲透率，特別是在高濕度環(huán)境下。   
    Vectran能在相對濕度升高時保持阻隔特性，相對濕度超過80％時亦不例外。VectranLCP幾乎不吸收化學(xué)劑(如d-limonene)的味道。在蒸煮過程中，相對濕度達100％，Vectran LCP的阻氧特性仍然保持不變。蒸煮前后，該材料均具有同樣低的氧氣滲透率。蒸煮過程中，LCP幾乎不吸收任何水分，因此，在加工結(jié)束后壓力釋放時，能確保層壓材料的結(jié)構(gòu)完整。   
    一般來說，LCP可用于連接器、光纖電纜、電路板等電子電器；消毒盤、牙醫(yī)用具及手術(shù)儀器等醫(yī)療產(chǎn)品；打印機、傳真機零件、商業(yè)用機器外殼等工業(yè)及消費品；泵、計量器及閥等化學(xué)加工工業(yè)；以及直立袋、封蓋、托盤等高阻隔蒸煮袋。 
聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)   
    PET是一種水白色聚合物。杜邦帝人薄膜公司Melinex薄膜屬雙向聚酯薄膜。其Melinex 813薄膜透明度高，在金屬化處理中具有優(yōu)良的裝卸特性。進行鋁質(zhì)金屬化處理后，該薄膜具有優(yōu)美的外觀，與其它軟包裝薄膜相比，體現(xiàn)出最佳的阻氧性能和防濕性能。   
    PET容器的單項最大應(yīng)用領(lǐng)域是碳酸軟飲料瓶和水瓶。兩種應(yīng)用都不需要附加阻隔保護層，PET基礎(chǔ)塑料性能已可滿足。   
    另外，杜邦還有Selar PT產(chǎn)品，包括4000系列：單層及共擠熱封合薄膜，用于金屬化處理、層壓和烘箱托盤；5000系列：溶劑阻隔性容器，用于非食品用途；7000系列：片材、擠出貼面和薄膜；8000系列：熱成型透明容器，泡罩包裝擠坯吹塑瓶和用于熱封合的共擠片材。   
    PET對氧氣、二氧化碳和水蒸氣具有優(yōu)良的阻隔特性，阻隔范圍分別為0．6~0．8、3~5及2．5~5．0 mol／(m．s．Pa)x 10~17，溫度和相對濕度分別為23℃及50％。 
聚苯乙烯(PS)   
    聚苯乙烯(PS)樹脂系列包括通用PS、晶體PS、取向及發(fā)泡晶體PS、改性及抗沖PS和高抗沖PS。通用PS的成本通常最低。   
    有些用途中，最好能提高聚苯乙烯的阻隔性(降低滲透率)。因此，PS薄膜或片材可用偏二氯乙烯共聚物膠乳貼面。薄膜可直接使用，片材可熱成型。典型產(chǎn)品是一次性果凍容器。   
    同時，多層片材也可通過共擠制成。在這一結(jié)構(gòu)中，高抗沖聚苯乙烯(HIPS)提供結(jié)構(gòu)強度和熱成型性。偏二氯乙烯共聚物可增強阻氧性和防濕性，從而生產(chǎn)出結(jié)構(gòu)堅實、阻隔性優(yōu)良的食品容器。多層薄膜的滲透可視為單層薄膜的若干滲透。   
    苯乙烯聚合物的氧氣滲透性隨溫度調(diào)低而緩慢下降。這是聚合物在低于玻璃轉(zhuǎn)化溫度(Tg)時的典型特性。對于水氣阻隔，溫度輕微上升也會增加水氣滲透。   
    PS一般用于乳酪、奶油、肉托盤、紙板蛋托盤、水果托盤、蛋糕等包裝；以及一次性醫(yī)療包裝、餅干包裝及大／小型電器包裝。 
丙烯腈／丁二烯／苯乙烯(ABS)   
    ABS共聚物含多種樹脂，各種樹脂通常以50％以上的苯乙烯和不同含量的丙烯腈及丁二烯組成。三種組分通過不同的方式如聚合反應(yīng)、結(jié)枝共聚反應(yīng)和物理混合予以組合。   
    GE的Cycolac含一個彈性體及無定形熱塑性塑料組分。彈性體組分一般為聚丁二烯或丁二烯共聚物。   
    ABS可用于醫(yī)療設(shè)備、化妝品、家庭用品、汽車及商用設(shè)備等產(chǎn)品。 
聚氯乙烯(PVC)   
    氣體氯乙烯通過聚合而生產(chǎn)出聚氯乙烯(PVC)。作為世界各地應(yīng)用最廣泛的塑料材料，PVC本身具有堅硬、易脆、難于加工等特點。添加增塑劑和其它添加劑，可增強配混料的柔性和功能性。PVC既可作為剛性配混料，也可與增塑劑混合而生產(chǎn)出柔軟級產(chǎn)品，因此用途廣泛。增塑溶膠是特級微粒PVG樹脂(分散級)分散于液體增塑劑中的結(jié)果。稀釋增塑劑是增塑溶膠和揮發(fā)性稀釋劑或溶劑形成的產(chǎn)物。商用PVC共聚物包括與醋酸乙烯、偏二氯乙烯、馬宋酸酯和富馬酸酯聚合而生產(chǎn)的品級。   
    包裝市場是PVC的主要市場。剛性品級PVC可吹塑成包裝瓶，或制成片材，通過熱成型制成包裝盒和泡罩包裝。柔性PVC配混料具有強度高、透明度高、易于加工、原材料成本低等特點，常用于食品包裝。PVC的其他主要市場包括建筑、消費品、公用產(chǎn)品、電子電器等行業(yè)。   
    PVC的使用價值在于其蒸氣滲透性和防冷凝特性。剛性PVC具有包裝嚴(yán)實和半晶體結(jié)構(gòu)等特點，因而具有優(yōu)異的阻氧性�？墒�，柔性PVC在許多包裝用途中并不具備充分的阻隔特性。而在柔性PVC配混料中添加增塑劑后，會增強分子結(jié)構(gòu)移動性，分子間距離增大。這樣，就加大了氧氣分子和其它氣體擴散的直接路徑。 
聚偏二氯乙烯(PVDC)   
    聚偏二氯乙烯(PVDC)樹脂是偏二氯乙烯與氯乙烯或其它單體形成的共聚物。Dow公司氯乙烯和偏二氯乙烯(Saran)通常以白色自由流動型粉狀形式供貨。   
    其Saran 100 HB薄膜的阻氧性比其它Saran薄膜高10倍，防濕性高5倍。它是偏二氯乙烯和氯乙烯的共聚物。這一共聚物通常具有密度大、結(jié)晶度高的分子鏈，為氣體和水蒸氣分子形成曲折的通路。Saran樹脂通常與其它多種聚合物一起使用作多層擠塑，制成多層軟包裝和剛性包裝。Saran多層流延薄膜和吹脹薄膜共擠工藝可用以加工各種聚乙烯、聚丙烯和尼龍。   
    單層薄膜主要用于食品及醫(yī)藥品包裝，共擠薄膜及片材則用作醫(yī)療阻隔性包裝，以及新鮮紅肉、乳酪及香腸包裝；作為涂層則用以阻隔瓶子的氣體滲透。在剛性包裝上，PVDC常與能為包裝提供必要結(jié)構(gòu)特性的表層材料結(jié)合使用，包括聚丙烯、高密度聚乙烯和聚苯乙烯。至于泡罩包裝，如果要求具備阻隔特性，可采用PVDC貼面。   
    PVDC材料對氧氣和二氧化碳具有優(yōu)異的阻隔性能。該材料透氧率極低，在高濕潤環(huán)境中也不受影響。PVDC薄膜單獨使用時，或作為薄層與玻璃紙、鋁材或紙張等其它材料一起使用時，可阻隔氣體(防止氧化)、氣味、蒸氣、油脂或脂肪。