包裝材料的發(fā)展趨勢
科技的促進材料的更新和進步,消費者觀念的轉(zhuǎn)變加快包裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進步,相互協(xié)調(diào)進一步加強了包裝材料的演變和向功能性轉(zhuǎn)變。目前,技術(shù)的投入創(chuàng)造出新的包裝材料,而且一些高新材料在包裝領(lǐng)域中得到拓展應(yīng)用,但還有些則正在包裝世界中初試身手或顯露鋒芒,當然還有些材料極具發(fā)展?jié)摿?。本文結(jié)合新發(fā)展形勢,對包裝中的高新材料進行掃描,為包裝客戶做一個包裝高新材料的匯總。
1、納米包裝材料
納米包裝材料是近年來比較熱的研究方向,是一種新興的包裝材料,主要有納米復(fù)合包裝材料、聚合物基復(fù)合包裝材料、納米型抗菌包裝材料。目前,研究最多的納米復(fù)合包裝材料是聚合物基納米復(fù)合材料(PNMC),它的可塑性、耐磨性、硬強度等性能都有明顯的提高和增強;在聚合物基納米復(fù)合包裝材料中,聚合物層狀無機納米復(fù)合包裝料,由于扦層技術(shù)的突破而獲得了迅速發(fā)展,部分研究成果已經(jīng)開始進入產(chǎn)業(yè)化或因有極大產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景而備受關(guān)注;對于納米無機抗菌包裝材料,它具有明顯的特點:抗菌能力長效、抗菌性能廣譜、殺抑率優(yōu)異、抗菌劑對人畜安全、抗菌制品理化性能穩(wěn)定、抗菌劑成本低等。
2、金屬基復(fù)合材料
金屬基復(fù)合材料具有比較高的強度、模量高、高溫性能好,導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好,特別適用于航空與其他工業(yè)部門。
金屬基復(fù)合技術(shù)進步很快,方法有多種。用于復(fù)合的金屬主要是Ti、Ni、Cu、Pb、Ag,特別是輕金屬基Al、Mg、Ti等。復(fù)合材料有金屬、非金屬及其他化合物等。
3、生物高分子材料
生物高分子材料已進入實驗性階段,如人造血管、人造心臟、人造瓣膜、人工肺、人工腮、人造骨骼等等。生物高分子材料在包裝中的應(yīng)用日益擴大,例如微生物(細菌)塑料、生物降解塑料、生光雙解型塑料都是當今包裝世界的熱門話題。
4、有機硅及氟系材料
硅系高分子材料是21世紀的新材料。目前在分子設(shè)計與分子結(jié)構(gòu)控制的基礎(chǔ)上探討脫氟縮合、氫化硅烷甲基化合等合成反應(yīng),開發(fā)分子多元化功能材料,研制高檔復(fù)合膜化設(shè)備的光電子功能材料。有機硅是一種性能優(yōu)秀的生態(tài)材料(Ecomaterials),主要用于航空航天、汽車、建筑、生物工程和其他高技術(shù)領(lǐng)域。下階段目標是提高分子設(shè)計和合成技術(shù),實現(xiàn)有機硅功能化、高分子合成及材料制備技術(shù)的最佳化。
氟系材料在包裝中應(yīng)用有良好的進展。例如:PTFE的高強度、功能化、高穩(wěn)定性,PEA的熱穩(wěn)定性,PVDF的功能薄膜。
此外,壓電性、防靜電性、耐輻射、耐磨性好的氟系高分子已問世。
5、新型塑料及塑料合金
在我國主要開發(fā)了聚砜、聚苯硫醚、聚醚醚酯、聚酸壓胺和聚芳酯等工程塑料,應(yīng)用較好。國外聚碳酸酯、聚酯、聚酚胺、聚甲醛仍占主流。其中聚碳酸酯發(fā)展最快。工程塑料主要研究改性和應(yīng)用,合金化技術(shù)、復(fù)合技術(shù)和加工技術(shù)。塑料合金主要研究合金化技術(shù)中的互穿網(wǎng)絡(luò)、接枝共聚與嵌段共聚,分子復(fù)合技術(shù),反應(yīng)擠出、相互共混和物理混煉。
在國外,PBT、PET合金發(fā)展最快,特別在汽車與自動化設(shè)備以及電子方面應(yīng)用日益廣泛。
主要有PBT/ABS、PBT/PC、PBT/有機硅、PBT/PPE、PBT/PET、PBT塑料合金用于制造特種高強度包裝容器的報道,而美國的PET合金(LCPl0%)性能優(yōu)于PET許多,也在包裝中開始應(yīng)用。
6、金屬箔材及異型材
由于薄化技術(shù)的發(fā)展,金屬箔材種類大有增加,主要品種有金箔、銅箔、鋁箔、鈹箔、鉭箔、銀箔、鋅箔、鐵箔,以及Ni—CR等各種合金箔材。金屬箔材的發(fā)展方向有三種:超長、超級薄、超級極?。欢嗫籽ɑ?;復(fù)合化。
異型材發(fā)展也很迅速,各種異型(如復(fù)雜的蜂窩型)材均可生產(chǎn),異型材正向薄型化、輕量化、功能化方向發(fā)展。異型材特別是紙制蜂窩型材料,在包裝領(lǐng)域中也有應(yīng)用,且前景看好。
7、功能性高分子材料
功能性高分子材料的新品種主要有幾大類:(1)電功能高分子如導(dǎo)電材料;(2)光功能分子如光導(dǎo)材料、梯度折射率高分子;(3)化學(xué)功能如催化材料、吸附材料;(4)磁功能如磁性高分子材料;(5)機械功能如傳質(zhì)功能材料中的分離膜、富氧膜高分子材料;(6)生物功能如生物醫(yī)用高分子材料、生物降解材料(熱收縮薄膜)、耐熱高分子材料、熱敏變色材料;(7)智能高分子材料(如聚砒咯、聚暖吩、聚苯胺)等等。
8、表面改性材料
現(xiàn)代改性材料種類繁多,有金屬的、非金屬的、陶瓷的、塑料的及多元復(fù)合物。包裝工業(yè)使用的表面改性新材料要相對多一些。例如,為了改善包裝塑料薄膜的縮合性能,采用真空氣相沉積(PVD)技術(shù)在塑料表面“涂鍍”一層極薄的鋁膜,以及硅氧化物膜等;利用激光掃描對塑料薄膜進行處理;對電解鐵箔進行表面改性,強化材料性能等。
9、有機光電子材料
有機光電子高分子材料新研制的品種有:有機光色高分子材料、非線性光學(xué)材料、光敏折變材料、偏光高分子材料、選擇透光高分子材料、光電轉(zhuǎn)化功能材料、壓電功能高分子材料等。非線性光學(xué)聚合物(NLO)、梯度折射率高分子(如甲基苯烯酸酯類、苯甲酸乙烯酯類等)亦有長足的進展,因此有機光電子材料在特種包裝中的應(yīng)用很有潛力。
10、樹脂基復(fù)合材料
以樹脂為基體,如各種纖維、粒裝或薄膜進行復(fù)合的高分子復(fù)合材料種類繁多。諸如加入導(dǎo)電性纖維復(fù)合成導(dǎo)電功能材料、吸波功能材料,加人陶瓷、玻纖和碳纖復(fù)合增強材料,或者不同樹脂薄膜多層復(fù)合成為復(fù)合材料等等,其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛;增強纖維復(fù)合型中就有30多種纖維常用。在包裝中已獲得廣泛應(yīng)用的主要有機層復(fù)合、共擠復(fù)合、混合復(fù)合等類型的復(fù)合材料。
樹脂基復(fù)合材料的發(fā)展趨勢:一是改善復(fù)合工藝、提高復(fù)合材料性能和功能;二是選擇適當?shù)牟牧虾妥罴压に囈越档蛷?fù)合材料成本;三是研制開發(fā)新品種,如正在研制的結(jié)構(gòu)化材料、功能化材料、分子復(fù)合材料、生態(tài)復(fù)合材料等。
以上是目前已知的十種較前緣的包裝材料,這些材料后續(xù)的應(yīng)用與發(fā)展需要市場來決定;
積極進取,勇于探索是每個圣和人愿意為之努力的方向,我們樂意在新材料、新技術(shù)上奉獻我們熱情。
我們對新材料的發(fā)現(xiàn)一向比較敏銳,在新材料的實用性研究上大膽投入。新材料的選擇、配方試產(chǎn)、生產(chǎn)工藝研究等各方面的實驗性測試一直在進行。從薄膜的膜材成型、印刷粘合、多功能復(fù)合兼容,到制袋環(huán)節(jié)的粘合型、牢固度,自動化加工可行性,以及成品的功能性試驗,抗腐蝕性、材料韌度、透明度等等都有系統(tǒng)的研究。
1、納米包裝材料
納米包裝材料是近年來比較熱的研究方向,是一種新興的包裝材料,主要有納米復(fù)合包裝材料、聚合物基復(fù)合包裝材料、納米型抗菌包裝材料。目前,研究最多的納米復(fù)合包裝材料是聚合物基納米復(fù)合材料(PNMC),它的可塑性、耐磨性、硬強度等性能都有明顯的提高和增強;在聚合物基納米復(fù)合包裝材料中,聚合物層狀無機納米復(fù)合包裝料,由于扦層技術(shù)的突破而獲得了迅速發(fā)展,部分研究成果已經(jīng)開始進入產(chǎn)業(yè)化或因有極大產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用前景而備受關(guān)注;對于納米無機抗菌包裝材料,它具有明顯的特點:抗菌能力長效、抗菌性能廣譜、殺抑率優(yōu)異、抗菌劑對人畜安全、抗菌制品理化性能穩(wěn)定、抗菌劑成本低等。
2、金屬基復(fù)合材料
金屬基復(fù)合材料具有比較高的強度、模量高、高溫性能好,導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好,特別適用于航空與其他工業(yè)部門。
金屬基復(fù)合技術(shù)進步很快,方法有多種。用于復(fù)合的金屬主要是Ti、Ni、Cu、Pb、Ag,特別是輕金屬基Al、Mg、Ti等。復(fù)合材料有金屬、非金屬及其他化合物等。
3、生物高分子材料
生物高分子材料已進入實驗性階段,如人造血管、人造心臟、人造瓣膜、人工肺、人工腮、人造骨骼等等。生物高分子材料在包裝中的應(yīng)用日益擴大,例如微生物(細菌)塑料、生物降解塑料、生光雙解型塑料都是當今包裝世界的熱門話題。
4、有機硅及氟系材料
硅系高分子材料是21世紀的新材料。目前在分子設(shè)計與分子結(jié)構(gòu)控制的基礎(chǔ)上探討脫氟縮合、氫化硅烷甲基化合等合成反應(yīng),開發(fā)分子多元化功能材料,研制高檔復(fù)合膜化設(shè)備的光電子功能材料。有機硅是一種性能優(yōu)秀的生態(tài)材料(Ecomaterials),主要用于航空航天、汽車、建筑、生物工程和其他高技術(shù)領(lǐng)域。下階段目標是提高分子設(shè)計和合成技術(shù),實現(xiàn)有機硅功能化、高分子合成及材料制備技術(shù)的最佳化。
氟系材料在包裝中應(yīng)用有良好的進展。例如:PTFE的高強度、功能化、高穩(wěn)定性,PEA的熱穩(wěn)定性,PVDF的功能薄膜。
此外,壓電性、防靜電性、耐輻射、耐磨性好的氟系高分子已問世。
5、新型塑料及塑料合金
在我國主要開發(fā)了聚砜、聚苯硫醚、聚醚醚酯、聚酸壓胺和聚芳酯等工程塑料,應(yīng)用較好。國外聚碳酸酯、聚酯、聚酚胺、聚甲醛仍占主流。其中聚碳酸酯發(fā)展最快。工程塑料主要研究改性和應(yīng)用,合金化技術(shù)、復(fù)合技術(shù)和加工技術(shù)。塑料合金主要研究合金化技術(shù)中的互穿網(wǎng)絡(luò)、接枝共聚與嵌段共聚,分子復(fù)合技術(shù),反應(yīng)擠出、相互共混和物理混煉。
在國外,PBT、PET合金發(fā)展最快,特別在汽車與自動化設(shè)備以及電子方面應(yīng)用日益廣泛。
主要有PBT/ABS、PBT/PC、PBT/有機硅、PBT/PPE、PBT/PET、PBT塑料合金用于制造特種高強度包裝容器的報道,而美國的PET合金(LCPl0%)性能優(yōu)于PET許多,也在包裝中開始應(yīng)用。
6、金屬箔材及異型材
由于薄化技術(shù)的發(fā)展,金屬箔材種類大有增加,主要品種有金箔、銅箔、鋁箔、鈹箔、鉭箔、銀箔、鋅箔、鐵箔,以及Ni—CR等各種合金箔材。金屬箔材的發(fā)展方向有三種:超長、超級薄、超級極?。欢嗫籽ɑ?;復(fù)合化。
異型材發(fā)展也很迅速,各種異型(如復(fù)雜的蜂窩型)材均可生產(chǎn),異型材正向薄型化、輕量化、功能化方向發(fā)展。異型材特別是紙制蜂窩型材料,在包裝領(lǐng)域中也有應(yīng)用,且前景看好。
7、功能性高分子材料
功能性高分子材料的新品種主要有幾大類:(1)電功能高分子如導(dǎo)電材料;(2)光功能分子如光導(dǎo)材料、梯度折射率高分子;(3)化學(xué)功能如催化材料、吸附材料;(4)磁功能如磁性高分子材料;(5)機械功能如傳質(zhì)功能材料中的分離膜、富氧膜高分子材料;(6)生物功能如生物醫(yī)用高分子材料、生物降解材料(熱收縮薄膜)、耐熱高分子材料、熱敏變色材料;(7)智能高分子材料(如聚砒咯、聚暖吩、聚苯胺)等等。
8、表面改性材料
現(xiàn)代改性材料種類繁多,有金屬的、非金屬的、陶瓷的、塑料的及多元復(fù)合物。包裝工業(yè)使用的表面改性新材料要相對多一些。例如,為了改善包裝塑料薄膜的縮合性能,采用真空氣相沉積(PVD)技術(shù)在塑料表面“涂鍍”一層極薄的鋁膜,以及硅氧化物膜等;利用激光掃描對塑料薄膜進行處理;對電解鐵箔進行表面改性,強化材料性能等。
9、有機光電子材料
有機光電子高分子材料新研制的品種有:有機光色高分子材料、非線性光學(xué)材料、光敏折變材料、偏光高分子材料、選擇透光高分子材料、光電轉(zhuǎn)化功能材料、壓電功能高分子材料等。非線性光學(xué)聚合物(NLO)、梯度折射率高分子(如甲基苯烯酸酯類、苯甲酸乙烯酯類等)亦有長足的進展,因此有機光電子材料在特種包裝中的應(yīng)用很有潛力。
10、樹脂基復(fù)合材料
以樹脂為基體,如各種纖維、粒裝或薄膜進行復(fù)合的高分子復(fù)合材料種類繁多。諸如加入導(dǎo)電性纖維復(fù)合成導(dǎo)電功能材料、吸波功能材料,加人陶瓷、玻纖和碳纖復(fù)合增強材料,或者不同樹脂薄膜多層復(fù)合成為復(fù)合材料等等,其應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛;增強纖維復(fù)合型中就有30多種纖維常用。在包裝中已獲得廣泛應(yīng)用的主要有機層復(fù)合、共擠復(fù)合、混合復(fù)合等類型的復(fù)合材料。
樹脂基復(fù)合材料的發(fā)展趨勢:一是改善復(fù)合工藝、提高復(fù)合材料性能和功能;二是選擇適當?shù)牟牧虾妥罴压に囈越档蛷?fù)合材料成本;三是研制開發(fā)新品種,如正在研制的結(jié)構(gòu)化材料、功能化材料、分子復(fù)合材料、生態(tài)復(fù)合材料等。
以上是目前已知的十種較前緣的包裝材料,這些材料后續(xù)的應(yīng)用與發(fā)展需要市場來決定;
積極進取,勇于探索是每個圣和人愿意為之努力的方向,我們樂意在新材料、新技術(shù)上奉獻我們熱情。
我們對新材料的發(fā)現(xiàn)一向比較敏銳,在新材料的實用性研究上大膽投入。新材料的選擇、配方試產(chǎn)、生產(chǎn)工藝研究等各方面的實驗性測試一直在進行。從薄膜的膜材成型、印刷粘合、多功能復(fù)合兼容,到制袋環(huán)節(jié)的粘合型、牢固度,自動化加工可行性,以及成品的功能性試驗,抗腐蝕性、材料韌度、透明度等等都有系統(tǒng)的研究。