江南大学包装材料学期末资料.docx
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1、绪论 1、包装材料学的争论对象 2、包装材料分类3、绿色包装工程:将来削减污染,保护环境而实行的削减包装废弃物并使之利于能源和资源回收而使用的包装 4、减量包装:在确保包装保护功能的前提下尽量削减包装材料的体积和重量,节约资源和能源的消耗,削减环境的污染。第一章 纸包装材料包装用纸和纸板1、纸包装材料特性:具有确定的强度和韧性优良的印制适应性质轻无毒卫生多孔吸湿可回收利用2、造纸植物纤维和化学组成:分类:木纤维非木纤维二次纤维废纸化学组成:纤维素打算造纸效率半纤维素碳水化合物本钱高、打算品质木质素去除,适当保存其他少量成分淀粉,打算挺度3、纸和纸板的一般生产工艺流程备料制浆洗涤筛选漂白打浆压榨
2、、枯燥压光卷取制浆方法:机械法化学法石灰法、碱法、硫酸盐法、亚硫酸盐法半化学1 石灰法:NA2CO3 或石灰。特点脱脂、脱色力气强。应用:木素少,脂肪10胶质多的棉花、麻。2 烧碱法:NAOH 特点:除木素快 应用:阔叶木,非木材原料。 纸:松软,吸水性好、文化用纸4 硫酸盐法:NAOH和 NA2S 特点:脱木素速度适中,均匀,对纤维破坏小,纸强度高,废液回收成熟 纸:牛皮纸、纸袋纸高强度3 亚硫酸盐酸法制浆含 NA MG CA NH3 等硫酸盐。应用:酸性芦苇 木材碱性瓦楞原纸用浆 挺度好4、纸和纸板的主要性能指标定量:g/m2单位面积重量抗张强度:确定宽度的纸所能承受的最大张力耐破度:最主
3、要确定面积的纸或纸板在单位面积上所承受的均匀增加的最大压力环压强度:确定速度下, 环形试样边缘均匀受压直至压溃时所能承受的最大压缩力图像上:打到拐点后的性能5、纸和纸板的种类:牛皮纸、纸袋纸、鸡皮纸、羊皮纸、玻璃纸、箱板纸、瓦楞原纸、白纸板、加工纸:对纸和纸板进展物理或化学的加工处理,赐予他们特别的性能以满足特别需要:6、瓦楞纸板的构造种类和作用问答题要素单面瓦楞纸板 二层 一般用作缓冲材料或裹包材料单瓦楞纸板三层 一般用作包装纸盒、轻载、短途包装纸箱双瓦楞纸板常用五层 一般用作一般运输包装纸箱三瓦楞纸板七层 一般用作长途或重载包装纸箱重型瓦楞纸箱 假设装重物,也可以用二层 三层7、瓦楞的类型
4、和外形:瓦楞的类型,从楞高和单位长度上的楞数分为 A、C、B、EA 楞:瓦楞最高最大,弹性最好,减震性最好,因此具有较好的抗冲击、缓冲力气B 楞:与 A 楞相反,瓦楞较小,较细,外表平坦,具有较好的平面抗压力气C 楞:瓦楞大小介于 A 楞和 B 楞之间,综合了 A,B 楞的特性,既有确定的刚度,又有确定的缓冲性能E 楞:用于代替平板纸板的一种瓦楞纸板,瓦楞最小,外表平坦,刚度好,相对平纸板具有良好的缓冲性能,常用作包装纸盒型 型 最经济、最合理类似混合时,组箱有方向性向外装饰向内保护什么时候用?瓦楞的外形:U 型,V 型,UV 型8.瓦楞纸板的主要性能指标:耐破度:确定面积的瓦楞纸板在均匀加压
5、直至裂开时所能承受的最大压力KPa边压强度:对树立的瓦楞纸板两边均匀加压直至压溃时的能承受的最大压力KN/m戳穿强度:确定外形的角锥穿过瓦楞纸板所能承受的能量所做的功 J粘合强度:瓦楞面纸和瓦楞芯纸之间的结合牢度剥离强度N/m,反映生产工艺是否正确,构造不能破坏。5 抗压强度:卡利卡特公式6 .瓦楞纸箱抗压强度及影响因素纸箱抗压强度:瓦楞纸箱均匀加压直至压溃所能承受最大压力影响因素:原材料质量瓦楞纸板质量瓦楞纸板楞型瓦楞纸箱箱型和尺寸纸板纸箱制造工艺环境湿度温度什么关系?10.蜂窝纸性能的物理指标:定量、厚度、水分塑料1、塑料的分类和命名化学名缩写符号、商品名BOPP 双向拉伸聚丙烯薄膜 CP
6、P 未拉伸聚丙烯薄膜 PVC 聚氯乙烯 PVDC 聚偏氯乙烯商品名萨冉树脂 PVA 聚乙烯醇 EVAL(EVOH) 乙烯/乙烯醇共聚物 PET 聚对苯二甲酸乙二醇酯 PA 聚酰胺树脂 KPETPVDC 涂布聚酯热塑性塑料PE PP PC PVC:塑料受热熔融,冷却后凝固才再次加热可溶化,重复屡次热固性塑料酚醛 环氧:塑料受热熔融,冷却后凝固才再次加热不能软化熔融命名方式:1 化学名2 商品名3 缩写代号树脂种类:聚乙烯、聚丙烯、1. 聚乙烯的种类(1) LDPE:低密度聚乙烯、高压聚乙烯。高压法生产(2) LLDPE:线形低密度聚乙烯。低压发生产(3) MDPE:中密度聚乙烯、双峰树脂(4)
7、HDPE:高密度聚乙烯、低压聚乙烯。低压法生产2. 性能:聚乙烯无臭,无毒,手感似蜡,具有优良的耐低温性能 (最低使用温度可达-70-100),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良;但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的,耐热老化性差。3,。优点:1 良好的耐热性软化点120-125和耐寒性脆化温度:-70、使用温度可达 100。2 机械性能拉伸、弯曲、压缩、剪切强度和硬度均优于 LDPE,耐磨性好。3 介电性能优良绝缘材料!。4 化学稳定性良好,室温下不溶于任何有机溶剂,耐酸、碱、盐。(5) UHMWPE:超高分
8、子量聚乙烯(6) 改性聚乙烯:CPE、交联聚乙烯PEX(7) 乙烯共聚物:乙烯-丙烯共聚物塑料、EVA、乙烯-丁烯共聚物、乙烯- 其它烯烃如辛烯 POE、环烯烃的共聚物、乙烯-不饱和酯共聚物EAA、EMAA 、EEA、EMA、EMMA、EMAH分子量到达 3,000,000-6,000,000 的线性聚乙烯称为超高分子量聚乙烯(UHMWPE)。超高分子量聚乙烯的强度格外高,可以用来做防弹衣。2、塑料薄膜的成型工艺挤出吹塑法管模法-筒膜挤出流延法T 模法-平膜拉伸法,单向拉伸和双向拉伸解释题:1 定向拉伸薄膜:在拉伸机内,同步或分步进展横向、纵向拉伸,然后进展适当的热定型,冷却处理制膜。2 收缩
9、,拉伸:利用有热收缩性能的塑料薄膜裹包被包装物品,然后进展加热处理,包装薄膜即按确定的比例自行收缩,严密贴住被包装物品的一种方 法。4 中控吹塑成型:是借助于气体压力使闭合在模具中的热熔型坯吹胀形成中空制品的方法,是第三种最常用的塑料加工方法,同时也是进展较快的一种塑料成型方法。3 热塑性塑料:指具有加热软化、冷却硬化特性的塑料。加热时变软以至流淌,冷却变硬,这种过程是可逆的,可以反复进展。1) 平膜法一步法和二步法-拉伸或收缩平膜2) 泡管法-拉伸或收缩筒膜3、主要塑料薄膜的性能和应用 LDPE:高压法生产,低密度聚乙烯,支链型构造,支链多,结晶度低,柔性大, 强度低,阻隔性较差一般包装袋、
10、轻载或复合袋内层 HDPE:低压法生产,高密度聚乙烯,线型构造,支链少,结晶度高,刚性强度高,耐热性好重型包装(双向)拉伸薄膜:薄膜经拉伸后经热定型,缓慢冷却,消退内应力制成的薄膜, 如 OPP、等收缩薄膜:薄膜拉伸后不经热定型,而快速冷却制得的薄膜,这种薄膜分子取向被“冻结”,存在很大内应力,再加热时会产生很大的收缩变形和收缩力。 玻璃玻璃的主要原料:SiO2、一价二价氧化物关心原料:澄清剂、着色剂、脱色剂、碎玻璃1.玻璃容器的种类和作用小口瓶:用于液体包装大口瓶:用于粘稠体或多相体混合体的包装玻璃容器的优点:良好的化学惰性和稳定性、优良光学性能、良好耐磨耐热性能、清洁卫生。缺点:重量大、易
11、碎、加工能耗大。3. 玻璃容器的一般或成型工艺和主要制瓶机成型工艺:吹-吹法生产小口瓶为主压-吹法生产大口瓶为主 主要制瓶机:IS 行列式制瓶机4. 玻璃容器的退火和外表处理技术玻璃容器的退火,消退或削减玻璃中的剩余应力至允许值的热处理过程包括加热、保温、缓冷、快冷四个阶段外表处理技术:目的:强化玻璃:提高抗冲击力气、耐磨热端处理:金属蒸涂法、化学离子交换法钢化法、挂霜法冷端处理:涂布硅酮、单硬盐酸、聚乙烯乳剂。冷、热端双重处理激冷发:风冷强化5、轻量玻璃瓶和轻量化重容比:玻璃容器重量和其容积之比轻量瓶:较低重容比和厚度的玻璃容器轻量化:使玻璃容器重容比趋于最小6 玻璃容器的强度性能:内压强度
12、、垂直载荷强度、机械冲击强度、热冲击强度。金属马口铁镀锡钢板:是指两面镀锡的低碳薄钢板。构造:由低碳钢基板、锡铁合金层、锡层、氧化膜。油膜五层组成。性能:表现为耐腐蚀性和强度包装应用:食品膜、浅二片罐、盖材TFS无锡钢板:铬系无锡钢板、镀铬钢板构造:由低碳钢基板、铬层、水合氧化铬和油膜层构成马口铁与 TFS 性能、应用比较:1 腐蚀性,TFS 较马口铁差有机涂料的附着性, TFS 优于马口铁镀层厚度:TFS 较马口铁小机械性能:因 TFS 镀层较薄,故机械加工更易损伤AL 材以及用其制作的包装材料、容器制品成型加工以及应用AL 包材的特性:质轻、价贵无毒卫生高热传导率良好的加工性延展性无重金属
13、离子析出外表易装饰再利用价值高耐腐蚀性稍差酸、碱无磁性机械强度较铁低制品以及应用:铝箔:复合软包装材料基材或单独使用铝板:制罐材料二片冲拔罐或罐盖材料铝锭:制作挤压软管铝箔的性能特点、加工工艺以及应用性能特点阻光阻隔气体、水蒸气凹凸温尺寸稳定性好易于加工一般不能曾寿较大载荷需保护应用: 厚度 9-15um,有针孔,良好的防潮性 厚度 15-20um,针孔少,具有防潮性和阻气性,复合使用 厚度 20-40um,掩盖用单箔 厚度50um, 单独使用制作铝箔容器裂开强度大于抗拉强度铝箔阻隔性的影响:AL 箔供给阻隔性和机械性能,AL 箔的阻隔性能主要受针孔及外表状况的影响与厚度有关。铝箔厚度较小时易
14、皱折而渗透,且易裂开裂开强度小于抗拉强度、故需要复合使用,由其他基材加以保护,发挥其阻隔性和刚性。Al 与其他基材复合较经济的方法:金属蒸馏法常用金属包装容器三片罐:由罐身、罐盖和罐底组成的金属罐,罐身接缝常用电阻熔接焊。常用材料主要是马口铁,少量 TFS。二片罐:由与罐身连在一起的罐底和罐盖组成的金属罐,依据成型工艺不同分为冲拔罐 DWI 和深冲罐 DRD。常用材料主要是 AL,也有少量马口铁。第五篇复合材料软包装复合软包装材料复合包装材料定义及其特点复合包装材料:多种材料通过确定的技术组合而成的一切双组分构造化材料。包括复合软包装材料和多层复合容器。复合包装材料不同于一般的增加塑料,主要目
15、的是为了满足包装的特别功能要求复合包装材料的特点:改善包装材料的综合性能装潢效果好且卫生牢靠,可将装潢图案印刷于中间层上夹层印刷,使印刷油墨不会污染被包装物,还能保护装潢图案在运输及使用时不被磨损复合薄膜的强度均高于所用基膜强度, 故机械适应性更强由于用多种材料制成,包装废弃物回收利用时分别困难,不易获得较纯的树脂,故回收再利用性差复合包装材料的表示方法一般地,从左到右依次表示复合包装材料从外层到内层的材料构成 如:OPP/LDPE外层拉伸聚丙烯 内层低密度聚乙烯PET/AL/CPP外层聚酯 中间层铝箔 内层流延聚丙烯KPET/POK 涂PVDC 涂布聚酯 聚烯烃复合包装材料的常用加工工艺涂布
16、法:较柔、缺乏刚度,如:纸 PE,OPP/PE.PT/PE K 涂涂布 PVDC挤出复合法:如纸 PE/AL/PE,ENY/EVA层合法:1) 干法复合:溶剂型粘合剂,制品质量好,OPP/CPP,PET/AL/PE2) 湿法复合:水基粘合剂,耐水性稍差。纸/PET,纸/AL3) 热熔复合:热熔型粘合剂共挤法:一步成型,材料低消耗获得高性能,制品往往缺乏刚度。如 HDPE/LDPE,NY/PE,LDPE/PP/LDPE.复合包装材料外中内构造层上各自的要求外层要求:机械强度好,耐热,光亮,印刷性好。常承受的材料有:纸、PT、BOPP、PET、NY、PVC 等。NY:特点:尼龙薄膜、坚韧、透亮性好
17、、抗张强度、拉伸强度很高、耐热性、耐寒性、耐油性好、较松软,对水蒸气阻隔性差,吸潮、透湿性大、热风性差,适用于硬性物品,大多用于油腻性食品、肉制品、真空包装食品。内层要求:热封性好,无毒,无味,耐油,耐水,有确定的韧性。常承受的材料有:PE、CPP、Ionomer、EVA 等。其中 PE 是软包装内层最常用的热封性材料中间层要求:一般为阻隔性要求。常承受的材料有: PVDC、EVAL(EVOB)、AL等,有的也有刚性要求。复合包装材料常用的阻隔性材料阻隔特性PVDC常用的高阻隔性材料,具有极佳的防潮性、气密性、保香性、耐油性具有夹杂物热封性能CPP单膜或做袋内层耐热性,是蒸煮袋常用的热封层没拍
18、全常用复合包装材料在产品包装上的应用如:真空包装、蒸煮袋包装、无菌包装、防潮、阻氧包装等 综合应用简明阐述被包装产品的主要包装要求确定包装形式提出合理可行的包装材料和构造组成,并加以说明需承受加工工艺、复合工艺或加工步骤例 1、肉制品包装要求:真空包装、阻气、阻光、强度要求构造与作用:PET 或 PA/AL/CPP 或 HDPE,KPET/CPP PET;PA(NY):强度,韧性,印刷AL;K 涂:阻隔性CPP;HDPE:热封性,卫生性,韧性干式复合方法例 2、橙汁冲饮品要求:防潮、阻气、建议阻光,袋内尽可能排氧PET 或 OPP/AL/PE 或 PPKPET/CPP,KOPP/PE,VMPE
19、T/PEPET;OPP:强度、韧性、印刷AL;K 涂;VMAL:阻隔性PP;PE:热封性、卫生性、韧性干式复合方法热塑性塑料:能够受热熔融,冷却后凝固,再次加热又可软化熔融,这一过程可以反复进展屡次,材料的化学构造根本上不起变化,这一类塑料叫玻璃化温度:高分子材料在温度较低时,分子热运动能量较小,缺乏以抑制分子间的相互作用力,因此整个分子链的活动根本停顿,连链段的内旋转运动也处于被冻结状态,这种状 态称为玻璃台,对应的转变温度称为玻璃化温度热固性塑料:在确定温度下能变成粘流状态,但是经过确定时间加热塑制成型后,不因再度加热而软化熔融,这一类塑料称为热固性塑料。什么是制浆?机械法制浆与化学法制浆
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