包装材料结构与性能ppt课件.ppt

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1、为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能包装材料为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能内容第一节 包装材料的要求第二节 高分子物理的理论第三节 高分子物理与包装材料第四节 包装材料的改性研究为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能第一节 包装材料性能要求为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能包装材料性能要求1力学性

2、能力学性能2印刷性能印刷性能 3热封性能热封性能4高温下的尺寸稳定性高温下的尺寸稳定性 5摩擦系数摩擦系数6开口性开口性7耐穿刺性耐穿刺性8薄膜的复合性能薄膜的复合性能9溶剂残留溶剂残留10薄膜的透氧、透湿性能薄膜的透氧、透湿性能11透明性透明性为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能1力学性能力学性能软包装在印刷和复合过程中需要承受张力，软包装在印刷和复合过程中需要承受张力，承装食品后要承受内容物的重力，运输过承装食品后要承受内容物的重力，运输过程中要能够经历冲击，搬运过程中甚至可程中要能够经历冲击，搬运过程中甚至可能发生

3、跌落而要承受撞击，因此包装材料能发生跌落而要承受撞击，因此包装材料的拉伸屈服应力、杨氏模量、拉伸断裂应的拉伸屈服应力、杨氏模量、拉伸断裂应力指标对于软包装来说极为重要。如果薄力指标对于软包装来说极为重要。如果薄膜的力学性能较差，则在印刷过程中会发膜的力学性能较差，则在印刷过程中会发生套印不准；承装食物后会重力下包装发生套印不准；承装食物后会重力下包装发生蠕变；受到冲击后甚至断裂生蠕变；受到冲击后甚至断裂。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能1力学性能力学性能表1-4：PE吹塑膜的机械性能（GB/T44562019）项目指

4、标厚度0.05mm厚度0.05mmLDPELDPE+LLDPELLDPELDPELDPE+LLDPELLDPE优等一等合格优等一等合格优等一等合格优等一等合格优等一等合格优等一等合格拉伸强度MPa121013111714121013111714断裂伸长率%150130200180250230250200280230350280冲击强度不破裂样品数5为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能表1-5：普通BOPP膜的机械性能（GB/T 100032019）指标A类B类1纵向120140横向2001302断裂伸长率 纵向18012

5、0横向651203热收缩率 序号56横向464摩擦系数动摩擦系数0.80.8静摩擦系数0.80.85雾度 1230m1.51.53160m2.52.56光泽度85857润湿张力，mN/m38388透湿量 g/m224h0.1mm23为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能表1-6：包装用BOPET机械性能（GB/T 169582019）项目指标优等一等合格拉伸强度 MPa纵向 190180170横向 200185170断裂伸长率 纵向 1009080横向 1009080热收缩率 150，30min序号 2.02.03.0横向

6、 1.51.52.0雾度 3.03.54.5光泽度908580润湿张力，mN/m无处理 40处理 50摩擦系数（动/静）0.55/0.65为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能2印刷性能印刷性能 承印物一般包括BOPP、PET、PA、PE等，其中BOPP和BOPET作为主要的承印物 抗张强度大，即杨氏模量大，不宜变形，套印精度高 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能2印刷性能印刷性能 水性墨油性墨 表面张力4570达因/cmPE 28PE 30PET

7、 38PA 40需要电晕处理到表面张力达到38达因以上 PE 38PP 38PET 50PA 52承印物的表面张力越大油墨在基材上越铺展相似相溶 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能2印刷性能印刷性能承印物与油墨的类型相匹配 氯化聚丙烯油墨一般适合于印刷PP或PE聚氨酯油墨则比较适合于印刷PET或PA蒸煮袋的印刷则选择双组分聚氨酯油墨，并且需要固化剂将线性PU预聚物交联成网状分子结构 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能3热封性能热封性能热封温度一

8、般在120150，热封时间为0.52s，压力为25atm，包装的封口强度应达到2234N/15mm。一般只有PE和CPP薄膜具有热封能力。离子型树脂可以在低温下实现热封。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能4高温下的尺寸稳定性高温下的尺寸稳定性高分子材料一般并非100结晶，在温度升高时都会发生缓慢的二次结晶，因此薄膜发生收缩，表现出尺寸稳定性差的特点。一般要求收缩率低于3%。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能5摩擦系数摩擦系数薄膜材料表面爽滑并具

9、有适当的摩擦系数对于食薄膜材料表面爽滑并具有适当的摩擦系数对于食品灌装生产线来说非常重要，生产不同用途的包品灌装生产线来说非常重要，生产不同用途的包装材料产品对摩擦系数有不同的要求。装材料产品对摩擦系数有不同的要求。在实际包装过程中的摩擦力常常在实际包装过程中的摩擦力常常既是拖动力又是既是拖动力又是阻力阻力，因此必须有效地控制摩擦系数的大小，使，因此必须有效地控制摩擦系数的大小，使它在适当的范围内。为了适应自动包装生产线的它在适当的范围内。为了适应自动包装生产线的需要，需要将软包装材料外层的摩擦系数需要调需要，需要将软包装材料外层的摩擦系数需要调节到节到0.20.20.30.3之间。之间。为深

10、入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能6开口性开口性由于一般的材料都具有粘性，因此容易相互粘连在一起，在自动包装生产线上存在开口性不良，因此需要加入爽滑剂或开口剂来提高薄膜的开口性。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能7耐穿刺性耐穿刺性如果包装内盛装液体食品、或者花生米、如果包装内盛装液体食品、或者花生米、扒鸡等食物，则需要软包装具有较好的耐扒鸡等食物，则需要软包装具有较好的耐穿刺性能，与其它包装材料相比，穿刺性能，与其它包装材料相比，PA薄膜薄膜的耐穿

11、刺性较好。的耐穿刺性较好。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能8薄膜的复合性能薄膜的复合性能干式复合干式复合靠粘结剂把几种薄膜粘合在一起，因此靠粘结剂把几种薄膜粘合在一起，因此薄膜都需要经过电晕处理以增加表面张力，薄膜都需要经过电晕处理以增加表面张力，提高与粘结剂之间的粘结强度，一般需要提高与粘结剂之间的粘结强度，一般需要使复合膜的剥离强度达到使复合膜的剥离强度达到0.5N/15mm以上。以上。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能8薄膜的复合性能薄

12、膜的复合性能多层共挤多层共挤靠两种树脂间的分子间作用力来粘合，靠两种树脂间的分子间作用力来粘合，因此不同树脂原料间的相容性则显得十分因此不同树脂原料间的相容性则显得十分重要；重要；如果它们的相容性不好，则在这两种如果它们的相容性不好，则在这两种树脂层间需要加入中间层（又叫树脂层间需要加入中间层（又叫Tie树脂），树脂），靠靠Tie树脂来提高多层共挤复合膜的剥离强树脂来提高多层共挤复合膜的剥离强度。度。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能8薄膜的复合性能薄膜的复合性能复合膜很容易出现质量问题复合膜很容易出现质量问题常见的是

13、剥离强度低，受力变形或蒸煮时容易发常见的是剥离强度低，受力变形或蒸煮时容易发生离层生离层表面不平整、有皱褶是复合膜的另一个常见的问表面不平整、有皱褶是复合膜的另一个常见的问题，这与选用原料膜的杨氏模量差异较大，而张题，这与选用原料膜的杨氏模量差异较大，而张力控制不当造成薄膜伸长率不同而造成的。力控制不当造成薄膜伸长率不同而造成的。分切纸袋时切口内翻或外翻的现象主要发生在与分切纸袋时切口内翻或外翻的现象主要发生在与PA复合的薄膜当中，因为复合的薄膜当中，因为PA的结晶速率较慢，复的结晶速率较慢，复合后它仍然会慢慢结晶（二次结晶），体积发生合后它仍然会慢慢结晶（二次结晶），体积发生收缩。收缩。为深

14、入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能9溶剂残留溶剂残留油墨和粘结剂中的溶剂会不同程度地迁移油墨和粘结剂中的溶剂会不同程度地迁移到树脂薄膜中。到树脂薄膜中。根据根据“相似相容相似相容”原理，不同基材对印刷原理，不同基材对印刷或复合所使用的溶剂有不同的吸附性能。或复合所使用的溶剂有不同的吸附性能。PP、PE类材料对甲苯吸附量很大类材料对甲苯吸附量很大PVDC对甲苯的吸附量更大对甲苯的吸附量更大PA则容易吸附醇类溶剂则容易吸附醇类溶剂总体来说总体来说PA、PET对溶剂的吸附量小于聚对溶剂的吸附量小于聚烯烃类非极性薄膜。烯烃类非极性

15、薄膜。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能9溶剂残留溶剂残留BOPP/PE类复合膜，阻隔性较差，经过烘类复合膜，阻隔性较差，经过烘箱处理、分切、倒卷工序还能逸出部分残箱处理、分切、倒卷工序还能逸出部分残留溶剂，尤其是易挥发的醋酸乙酯，但对留溶剂，尤其是易挥发的醋酸乙酯，但对甲苯的去除率会不高。对于阻隔性好的复甲苯的去除率会不高。对于阻隔性好的复合膜，如合膜，如KBOPP/PE，VNPET/PP等则很等则很难透过上述手段降低溶剂残留。难透过上述手段降低溶剂残留。根据根据GB/T100042019标准，复合软包装标准，复合软

16、包装总溶剂残留总溶剂残留5mg/m2，其中苯类溶剂不检，其中苯类溶剂不检出。出。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能10薄膜的透氧、透湿性能薄膜的透氧、透湿性能根据不同的应用，要求材料的阻隔性有所不同。根据不同的应用，要求材料的阻隔性有所不同。啤酒、果汁饮品和碳酸饮料，需要高阻隔包装材啤酒、果汁饮品和碳酸饮料，需要高阻隔包装材料，特别要求对氧气具有极高的阻隔性。料，特别要求对氧气具有极高的阻隔性。果蔬的保鲜包装，则需要具有一定果蔬的保鲜包装，则需要具有一定OTR的包装材的包装材料。料。包装内相对湿度也是需要控制的，面包比

17、较适宜包装内相对湿度也是需要控制的，面包比较适宜的储存环境是的储存环境是RH为为30左右，鲜肉则在左右，鲜肉则在RH8085，葡萄干在，葡萄干在RH7075，红糖也是在，红糖也是在RH7075。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能11透明性透明性包装材料的透明性好，会激发消费者的购买欲望。一般要求薄膜雾度Tg1。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能3影响玻璃化转变温度影响玻璃化转变温度Tg的因素的因素（8）取向结构聚集态结构）取向结构聚集态结构分子

18、链沿外力方向发生定向排列，使自由分子链沿外力方向发生定向排列，使自由体积减少，玻璃化温度提高体积减少，玻璃化温度提高为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能3影响玻璃化转变温度影响玻璃化转变温度Tg的因素的因素（9）多相结构聚集态结构）多相结构聚集态结构物理共混是改变物理共混是改变Tg的一个有效手段。增塑、两种聚合物共的一个有效手段。增塑、两种聚合物共混、共聚等都可以引起混、共聚等都可以引起Tg的改变。的改变。小分子增塑剂可以增加自由体积，因此它可以降低玻璃化小分子增塑剂可以增加自由体积，因此它可以降低玻璃化温度温度Tg，如

19、果聚合物和增塑剂的玻璃化温度分别，如果聚合物和增塑剂的玻璃化温度分别和，它和，它们的体积分数分别是们的体积分数分别是和和，则增塑后聚合物的，则增塑后聚合物的Tg如下式如下式计算：计算：共混：如果两个聚合物相容性很好，则原来共混前的两个共混：如果两个聚合物相容性很好，则原来共混前的两个玻璃化温度消失，出现一个新的玻璃化温度，其计算公式玻璃化温度消失，出现一个新的玻璃化温度，其计算公式如上所示。如果两个聚合物完全不容，则共混后各自的玻如上所示。如果两个聚合物完全不容，则共混后各自的玻璃化温度不改变。如果两个共聚物部分相容，则生成一个璃化温度不改变。如果两个共聚物部分相容，则生成一个宽的玻璃化转变区

20、，或者存在两个相互靠近的宽的玻璃化转变区，或者存在两个相互靠近的Tg。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能3影响玻璃化转变温度影响玻璃化转变温度Tg的因素的因素（9）多相结构聚集态结构）多相结构聚集态结构共聚也会引起的多相结构：共聚也会引起的多相结构：如果生成无规二元共聚物，则生成的共聚物如果生成无规二元共聚物，则生成的共聚物Tg与与各自均聚物各自均聚物Tg,A和和Tg,B的关系如下：的关系如下：GordoTaylor方程：方程：Fox方程：方程：Mandelkern方程：。方程：。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义

21、思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能3影响玻璃化转变温度影响玻璃化转变温度Tg的因素的因素（9）多相结构聚集态结构）多相结构聚集态结构如果生成接枝或者嵌段共聚物，且各自的如果生成接枝或者嵌段共聚物，且各自的链长已经可以形成等效自由连接链的链段链长已经可以形成等效自由连接链的链段长度，聚合物长度，聚合物A和和B相容性不好，则存在两相容性不好，则存在两个相互靠近的个相互靠近的Tg；如果它们的相容性好，；如果它们的相容性好，则只生成一个则只生成一个Tg。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能4

22、结晶性能结晶性能（1）高聚物的结构单元近程结构）高聚物的结构单元近程结构高聚物分子链结构对称、规整则结晶能力高聚物分子链结构对称、规整则结晶能力越高。例如越高。例如HDPE，PTFE的结晶度可达到的结晶度可达到95，且结晶速率快。，且结晶速率快。脂肪族聚酯脂肪族聚酯(PET)，全同聚苯乙烯能够结晶，全同聚苯乙烯能够结晶，但结晶速率很慢。但结晶速率很慢。PVC分子链不规整，结晶能力差，能形成分子链不规整，结晶能力差，能形成少量结晶少量结晶PVDC的结晶能力高于的结晶能力高于PVC无规立构聚乙烯醇具有无规立构聚乙烯醇具有60的结晶度的结晶度为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神

23、,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能4结晶性能结晶性能（2）分子量远程结构）分子量远程结构分子量越大，则熔体粘度越大，分子链迁分子量越大，则熔体粘度越大，分子链迁移越慢，结晶速率越慢移越慢，结晶速率越慢为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能4结晶性能结晶性能（3）共聚近程结构）共聚近程结构共聚一般破坏分子链的规整性，结晶能力共聚一般破坏分子链的规整性，结晶能力降低降低 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能4结晶性能结晶性能（4）结晶动

24、力学）结晶动力学结晶条件不同，同一材料的结晶速率会有结晶条件不同，同一材料的结晶速率会有很大差别。很大差别。材料在等温（材料在等温（T（0.800.85）Tm）条件）条件下，开始时结晶速率较慢，这时正值晶核下，开始时结晶速率较慢，这时正值晶核形成；然后进入稳速期；结晶后期，结晶形成；然后进入稳速期；结晶后期，结晶速率变缓。一般的结晶性聚合物都存在晶速率变缓。一般的结晶性聚合物都存在晶格缺陷，这是由于后期结晶不完全所致。格缺陷，这是由于后期结晶不完全所致。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能4结晶性能结晶性能（5）晶形）晶

25、形聚合物（聚乙烯、聚丙烯、尼龙聚合物（聚乙烯、聚丙烯、尼龙6、PVDC）从熔）从熔体中冷却结晶后一般都得到球晶，球晶大小可以体中冷却结晶后一般都得到球晶，球晶大小可以从从0.5100。如果在聚合物熔体中加入成核剂或者其它纳米改如果在聚合物熔体中加入成核剂或者其它纳米改性剂，与均相成核相比，加入成核剂可以促使熔性剂，与均相成核相比，加入成核剂可以促使熔体生成许多晶核，诱发生成直径较小的球晶。体生成许多晶核，诱发生成直径较小的球晶。如果在冷却过程中拉伸熔体，则会实现在取向下如果在冷却过程中拉伸熔体，则会实现在取向下的结晶；取向会促使分子链都定向排列，利于晶的结晶；取向会促使分子链都定向排列，利于晶

26、核的形成和晶体的生长，生成的球晶直径也会变核的形成和晶体的生长，生成的球晶直径也会变小。小。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能5透明度透明度聚合物如果是完全无定形的，像无规聚合物如果是完全无定形的，像无规PMMA、无规、无规PS等，则透明性好。等，则透明性好。聚合物如果具有结晶结构，而又非聚合物如果具有结晶结构，而又非100结结晶，因此材料是半透明。晶，因此材料是半透明。结晶聚合物的晶粒直径越大，则透明度越结晶聚合物的晶粒直径越大，则透明度越差。差。结晶聚合物晶粒减小，透明度提高。结晶聚合物晶粒减小，透明度提高。为深入

27、学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能6高聚物的粘弹性高聚物的粘弹性粘弹性描述的是聚合物受到应力（应变）粘弹性描述的是聚合物受到应力（应变）作用时，分子链远程结构或聚集态结构发作用时，分子链远程结构或聚集态结构发生的变化。生的变化。聚合物即有弹性、也有粘性，是弹性和粘聚合物即有弹性、也有粘性，是弹性和粘性的统一；性的统一；弹性是可回复的；粘性是不可回复的弹性是可回复的；粘性是不可回复的为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能6高聚物的粘弹性高聚物的粘弹性（1）

28、弹性）弹性=普弹高弹普弹高弹 聚合物在应力作用下发生变形，但当形变聚合物在应力作用下发生变形，但当形变非常小、或者应力作用时间很短时，这个非常小、或者应力作用时间很短时，这个形变能够完全回复，这说明聚合物具有弹形变能够完全回复，这说明聚合物具有弹性。性。从微观上解释是当发生弹性形变时相邻分从微观上解释是当发生弹性形变时相邻分子链的重心并未发生滑移，只是分子链的子链的重心并未发生滑移，只是分子链的键长和键角发生变化（称作键长和键角发生变化（称作普弹形变普弹形变），），或者无规线团中链的取向发生变化（称作或者无规线团中链的取向发生变化（称作高弹形变高弹形变）。）。为深入学习习近平新时代中国特色社会

29、主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能6高聚物的粘弹性高聚物的粘弹性（1）弹性）弹性=普弹高弹普弹高弹普弹形变：普弹形变：应力 K 应变 应力张力/材料的截面积 应变伸长率/初始长度当应力消除的瞬间，应变也迅速回复，响应时间0为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能6高聚物的粘弹性高聚物的粘弹性（1）弹性）弹性=普弹高弹普弹高弹高弹形变：高弹形变：当外力较大，普弹形变不能抵消掉外力，材料分当外力较大，普弹形变不能抵消掉外力，材料分子链的无规线团会发生变形，沿外力方向发生取子链的无规线团会

30、发生变形，沿外力方向发生取向；或者虽然外力很小，但作用时间较长，键长向；或者虽然外力很小，但作用时间较长，键长键角变形后已经得到回复，而外力还未消失，这键角变形后已经得到回复，而外力还未消失，这时的应力会作用于无规线团，无规线团在沿外力时的应力会作用于无规线团，无规线团在沿外力方向发生取向；方向发生取向；这两种情况下分子链的重心并未发生相对滑移，这两种情况下分子链的重心并未发生相对滑移，当外力消除后，分子链会从取向态重新回复到无当外力消除后，分子链会从取向态重新回复到无外力作用时的无规线团状，但回复时间较长。外力作用时的无规线团状，但回复时间较长。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党

31、的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能6高聚物的粘弹性高聚物的粘弹性（1）弹性）弹性=普弹高弹普弹高弹高弹形变在应力的持续作用下，应变2(t)与应力0的关系为：高弹形变的回复：在应力0消失后，产生的形变2随回复时间t的关系为：高弹形变2是可以完全回复的，但回复不是瞬间的，而是缓慢的过程 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能6高聚物的粘弹性高聚物的粘弹性（2）粘性（流动）粘性（流动）当应力在聚合物上的作用时间很长，或者应力很当应力在聚合物上的作用时间很长，或者应力很大时，则聚合物的分子链会发生相对

32、滑移，这种大时，则聚合物的分子链会发生相对滑移，这种分子链滑移产生的应变分子链滑移产生的应变3(t)与应力与应力0的关系为：的关系为：这个形变是永久形变，即使当外力这个形变是永久形变，即使当外力0消失消失后，它也不会回复后，它也不会回复为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能7蠕变蠕变在一定的温度下，在材料上施加一个固定的应力在一定的温度下，在材料上施加一个固定的应力0，材料的应变，材料的应变会随时间的延长而逐渐增加，这会随时间的延长而逐渐增加，这种种会实际上等于普弹形变、高弹形变和粘性形变会实际上等于普弹形变、高弹形变和粘

33、性形变（粘流形变）的叠加，只不过在不同的作用时间（粘流形变）的叠加，只不过在不同的作用时间范围内三种形变的对总形变的贡献是不同的。总范围内三种形变的对总形变的贡献是不同的。总等于：等于：为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能7蠕变蠕变一般包装用塑料在常温下的模量一般包装用塑料在常温下的模量E的数量级为的数量级为109Pa，表观粘度，表观粘度1012PaS-1，因此当，因此当0的作用时的作用时间很短时，后两项对间很短时，后两项对的贡献很小，可以忽略，此的贡献很小，可以忽略，此时只是发生普弹形变；时只是发生普弹形变；当作用时间

34、增加到一定时，第二项高弹形变不能当作用时间增加到一定时，第二项高弹形变不能忽略；当作用时间无限长时，例如包装缠绕膜或忽略；当作用时间无限长时，例如包装缠绕膜或者热收缩标签，者热收缩标签，t几月几月1年，与粘流形变相比，年，与粘流形变相比，此时高弹形变此时高弹形变2和普弹形变和普弹形变1的值可以忽略，的值可以忽略，为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能8应力松弛应力松弛在一定的温度下，维持一个固定的形变在一定的温度下，维持一个固定的形变（伸长率），这时材料的应力（收缩力）（伸长率），这时材料的应力（收缩力）会随时间会随时间而

35、逐渐减少，最后应力会随时间会随时间而逐渐减少，最后应力会降低到零。会降低到零。在在t0时，应力最大力最大当当t时，应力减小到力减小到0，即，即0为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能9聚合物的溶解性：聚合物的溶解性：（1）溶剂破坏了聚合物分子间的范德华力（分子）溶剂破坏了聚合物分子间的范德华力（分子间作用力），然后与聚合物分子结合，使聚合物间作用力），然后与聚合物分子结合，使聚合物分子溶剂化，高分子被溶剂所包围，这个过程就分子溶剂化，高分子被溶剂所包围，这个过程就是聚合物的溶解。根据聚合物分子间的作用力是聚合物的溶解。根据

36、聚合物分子间的作用力2,2、溶剂与高分子间的作用力溶剂与高分子间的作用力2,1的相对大小，的相对大小，可以可以判断聚合物上溶解还是不溶解。判断聚合物上溶解还是不溶解。当当2,22,1时，聚合物不能溶解时，聚合物不能溶解当当2,22,1时，聚合物溶解时，聚合物溶解当当2,2=2,1时，聚合物与溶解处于平衡，此时所时，聚合物与溶解处于平衡，此时所选择的溶剂叫作该聚合物的选择的溶剂叫作该聚合物的溶剂溶剂 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能9聚合物的溶解性：聚合物的溶解性：（2）相似相容原理）相似相容原理极性的聚合物容易溶解在

37、极性的溶剂中；非极性的聚合物则容易溶解在非极性溶剂中。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能9聚合物的溶解性：聚合物的溶解性：（3）11/2原则原则如果聚合物与溶剂间的分子间作用力1 1/2 这个聚合物不能溶解在这个溶剂里。如果1 1/2 溶剂是这个聚合物的溶剂。但1的数据不易查得，相比较内聚能密度（C.E.D）或溶度参数则是比较普遍使用的参考标准 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能9聚合物的溶解性：聚合物的溶解性：（4）极性相近原理）极性相近原理

38、如果一个非极性聚合物和溶剂的C.E.D或相近，则这个聚合物可以溶解在该溶剂中。一个极性聚合物能否溶解在极性溶剂内，除了相近以外，还需比较色散力d、极性力p和氢键h各个分子间作用力相近:2=d2+p2+h2。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能第三节 高分子物理与包装材料1力学性能力学性能（1）力学性能与结晶性）力学性能与结晶性（2）力学性能与取向结构）力学性能与取向结构2阻隔性能阻隔性能（1）阻隔性能与结晶度）阻隔性能与结晶度（2）材料的）材料的Tg对阻隔性的影响对阻隔性的影响（3）阻隔性与包装材料的极性）阻隔性与包装材

39、料的极性(4)阻隔性与使用温度：阻隔性与使用温度：(5)阻隔性与湿度阻隔性与湿度（6）阻隔性与气体的种类）阻隔性与气体的种类（7）热处理和拉伸取向对阻隔性的影响）热处理和拉伸取向对阻隔性的影响为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能3印刷性能印刷性能4复合性能复合性能5热封性热封性6热收缩性热收缩性7热收缩膜的收缩力热收缩膜的收缩力 8溶剂残留溶剂残留9透明性透明性10耐穿刺性耐穿刺性11开口性开口性12高温下的尺寸稳定性高温下的尺寸稳定性13摩擦系数摩擦系数为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全

40、国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能1力学性能力学性能1力学性能：在包装材料的印刷、复合、制袋、灌装、仓力学性能：在包装材料的印刷、复合、制袋、灌装、仓储、运输、搬运过程中，都需要包装材料具有足够的机械储、运输、搬运过程中，都需要包装材料具有足够的机械性能。机械性能包括：拉伸强度（抗张强度）、断裂伸长性能。机械性能包括：拉伸强度（抗张强度）、断裂伸长率、杨氏模量、冲击强度。率、杨氏模量、冲击强度。（1）力学性能与结晶性）力学性能与结晶性一般情况下，包装材料的力学性能与结晶度和晶粒直径有一般情况下，包装材料的力学性能与结晶度和晶粒直径有关。结晶度越高，则材料的杨氏模量越大，材料的拉伸强关

41、。结晶度越高，则材料的杨氏模量越大，材料的拉伸强度越高，但韧性差（冲击强度低）；结晶度越低，包装材度越高，但韧性差（冲击强度低）；结晶度越低，包装材料的杨氏模量小，拉伸强度低，韧性大。包装材料的球晶料的杨氏模量小，拉伸强度低，韧性大。包装材料的球晶直径越大，则韧性越差，冲击强度低；球晶直径越小，则直径越大，则韧性越差，冲击强度低；球晶直径越小，则材料的韧性越高，冲击强度越大材料的韧性越高，冲击强度越大 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能性能指性能指标标 LDPE HDPE LLDPE 相相对对密度密度(g/cm3)0.

42、910.94 0.940.97 0.92 拉伸拉伸强强度度(MPa)716.1 30 14.5 冲冲击击强强度度(kJ/m2)48 27 断裂伸断裂伸长长率率(%)90800 600 950 邵氏硬度邵氏硬度(D)4146 6070 5557 脆化温度脆化温度()-80-55-65-76 为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能添加纳米改性剂（成核剂）后，包装材料的球径直添加纳米改性剂（成核剂）后，包装材料的球径直径会发生改变，因而引起材料力学性能变化。当径会发生改变，因而引起材料力学性能变化。当PP经过纳米改性后，它的杨氏

43、模量、冲击强度都有显经过纳米改性后，它的杨氏模量、冲击强度都有显现的提高现的提高 Sample杨杨氏模量氏模量/Mpa屈服屈服应应力力/Mpa屈服屈服应变应变/%断裂断裂应应力力/Mpa断裂伸断裂伸长长率率/%最大最大应应力力/Mpa未改性未改性419.416.11110.576.715.8改性后改性后452.515.71213.1417.415.75为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能（2）力学性能与取向结构）力学性能与取向结构取向使包装材料的分子链发生定向排列，使得无定形结构取向使包装材料的分子链发生定向排列，使得无

44、定形结构的包装材料拉伸强度增加，拉伸断裂伸长率会降低；取向的包装材料拉伸强度增加，拉伸断裂伸长率会降低；取向也会诱导结晶，提高结晶型包装材料的拉伸强度。下表列也会诱导结晶，提高结晶型包装材料的拉伸强度。下表列出了聚丙烯在取向后（出了聚丙烯在取向后（BOPP）和未取向（）和未取向（CPP）时的力）时的力学性能学性能：Sample拉伸拉伸强强度度断裂伸断裂伸长长率率冲冲击击强强度度kj/m2216340080021752106010015为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能2阻隔性能阻隔性能（1）阻隔性能与结晶度）阻隔性能与

45、结晶度N2 CO2C2H6H2O25m film0%rh0%rh850%cm/md barcm/md barcm/md barcm/md barPA6142000.535BOPA6121500.430为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能（1）阻隔性能与结晶度）阻隔性能与结晶度PVDC由于分子结构的规整性和对称性，具由于分子结构的规整性和对称性，具有较高的结晶度，因此也具有高阻隔性。有较高的结晶度，因此也具有高阻隔性。而无定形的而无定形的PS、EVA等阻隔性却很差。等阻隔性却很差。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想

46、和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能（2）材料的）材料的Tg对阻隔性的影响对阻隔性的影响任何包装材料的自由体积会受其玻璃化温度任何包装材料的自由体积会受其玻璃化温度Tg的的影响。在影响。在Tg温度下，无定形区的自由体积分数等温度下，无定形区的自由体积分数等于于0.025，如果该包装材料的使用温度在，如果该包装材料的使用温度在Tg以上，以上，则无定形区的自由体积分数要大于则无定形区的自由体积分数要大于0.025，即：，即：f=fg+f(T-Tg)这里这里frg,r和和g分别是该材料橡胶态和分别是该材料橡胶态和玻璃态的膨胀系数玻璃态的膨胀系数因此在无定形区比例相同的

47、情况下，包装材料的因此在无定形区比例相同的情况下，包装材料的Tg越高，则自由体积分数越低，材料的阻隔性越越高，则自由体积分数越低，材料的阻隔性越好。好。为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能（3）阻隔性与包装材料的极性）阻隔性与包装材料的极性在一般情况下，包装材料在一般情况下，包装材料的极性越大，则组成它的的极性越大，则组成它的分子链间的作用力越大，分子链间的作用力越大，它们排列越紧密，自由体它们排列越紧密，自由体积越小，阻隔性越高。积越小，阻隔性越高。这些薄膜的氧气透过率这些薄膜的氧气透过率（OTR）和水汽透过率）和水汽

48、透过率（WVTR）的数据如表）的数据如表2-8所示。所示。材料材料OTR(25C,65%RH)cc.mil/100in2/24HrsatmWVTR(40C,90%RH)g.mil/100in2/24HrsatmEVOH0.050.181.45.4PVDC0.150.900.10.2MXD60.153.2PAN0.85.0BOPA2.19.0BOPET2.61.2LDPE4201.01.5HDPE1500.4PP1500.69PS350710为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党

49、的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能(4)阻隔性与使用温度：阻隔性与使用温度：材料的使用温度越高，则自由体积越多，因此阻隔性越差。材料材料OTRcc25 m/m2/24Hrsatm5233550EVOH0.0220.0950.2310.637PVDC0.1862.3256.65029.40MXD60.6702.3254.43014.26BOPA67.59025.5951.15/CPA622.3078.74154.90/BOPET10.2335.6479.04260.0LDPE/858611547/HDPE/23254448/BOPP/25263146/PS/4030

50、/为深入学习习近平新时代中国特色社会主义思想和党的十九大精神,贯彻全国教育大会精神,充分发挥中小学图书室育人功能(5)阻隔性与湿度阻隔性与湿度任何高分子材料，在它的任何高分子材料，在它的Tg温度时，材料拥有的温度时，材料拥有的自由体积分数自由体积分数fg都等于都等于0.025。这个自由体积刚好。这个自由体积刚好使链段能够自由运动，但整个大分子的重心却不使链段能够自由运动，但整个大分子的重心却不会发生相互滑移。如果包装材料分子的近程、远会发生相互滑移。如果包装材料分子的近程、远程结构或聚集态结构的改变使得其自由体积分数程结构或聚集态结构的改变使得其自由体积分数增加了，那么这个近程、远程结构或聚集