關(guān)于熱封薄膜的調(diào)研

熱封是利用外界加熱(電加熱,、高頻感應(yīng)加熱、超聲波等)使塑料基材薄膜的封口變成粘流狀態(tài),，并借助于熱封刀具的壓力,，使上下兩層薄膜彼此融合為一體，冷卻后保持一定的強度,。

1.熱封薄膜熱封性能的影響因素

1）熔點：低熔點,，熱封薄膜一般熔點較低。

2）  熱穩(wěn)定性：具有必要的較高聚合物的熱分解性和較低的薄膜的熱收縮性等熱穩(wěn)定性,。

3）  熱流動性：根據(jù)使用要求,，適當(dāng)選擇其相對分子質(zhì)量、密度和結(jié)晶度,。

4）熱間封合性（熱粘性）：熱封時,，一經(jīng)粘合，在取出熱板的瞬間，由于余熱的影響,，有時會產(chǎn)生剝離現(xiàn)象,。此現(xiàn)象多與塑料的結(jié)晶速度和密度有關(guān)，此現(xiàn)象的測定方法是通過薄膜從熱封板上取出時測定其熱間剝離距離來實現(xiàn),，其值越小越好,。在幾種常見的熱封薄膜中，EVA,，LDPE的的熱間剝離距離大,，不太好，而LLDPE和離子型集合物（IO）的薄膜剝離距離小,，熱間封合性能優(yōu)異,。

5）夾雜物熱封性：所謂“夾雜物熱封性”的熱封方式是指一面要入夾雜物，一面熱封的方式,。因內(nèi)裝物的不用其熱封溫度和熱封強度不用,。

6）低溫?zé)岱庑裕合Ｍ染垡蚁└偷臏囟葻岱鈺r，可使用EVA,、離子型聚合物等薄膜或熱熔蠟,。

2.熱封薄膜的種類

2.1低密度聚乙烯薄膜

LDPE薄膜是最通用的熱封膜，可用于軟包裝,、含水包裝,、制品包裝、抗靜電包裝等,。它具有以下特點：熱封強度高,，熱封許可的溫度范圍廣，容易熱封,；可以在較低的溫度下熱封,；夾雜物的熱封性也可以；防濕性,、防水性能優(yōu),，含水食品對熱封面也不影響；耐寒性優(yōu),，也充分耐冷凍食品,，而不影響熱封面；化學(xué)穩(wěn)定性好,、耐酸堿,。

2.2線性低密度聚乙烯薄膜

LLDPE薄膜的特點是熱封強度高，熱粘性優(yōu),。其性能又依共聚單體,、聚合催化劑方法和工藝條件不同而異,。共聚單體有丁烯-1、乙烯-1,、辛烯-1等烯烴中選擇,，與乙烯共聚制成LLDPE未拉伸薄膜,，比之以往的PE薄膜耐熱性,、耐油性、熱粘性,、夾雜物熱封性和耐沖擊強度均有,。在國外，聚乙烯系列熱封薄膜已占主流,。

2.3聚丙烯薄膜

流延聚丙烯（CPP）可分為通用CPP（General CPP,，簡稱GCPP）薄膜、鍍鋁級CPP（Metalize CPP,，簡稱MCPP）薄膜和蒸煮級CPP（Retort CPP,，簡稱RCPP）薄膜，透明度極好,，厚度均勻,，且縱橫向的性能均勻，一般用做復(fù)合薄膜的內(nèi)層材料,。普通CPP 薄膜的厚度一般在25～50μm 之間,，與OPP復(fù)合后透明度較好，表面光亮,，手感堅挺,，一般的禮品包裝袋都采用此種材料。這種薄膜還具有良好的熱封性,。蒸煮級CPP 薄膜的厚度一般在60～80 μ m 之間,，能耐121℃、30 min的高溫蒸煮,，耐油性,、氣密性較好，且熱封強度較高,，一般的肉類包裝內(nèi)層均采用蒸煮級的CPP薄膜,。

2.4 EVA薄膜

EVA薄膜作為熱封薄膜主要以低溫?zé)岱庑詢?yōu)，夾雜物熱封性較好,，耐寒性好,，耐沖擊、耐穿刺,、耐彎曲,、耐環(huán)境,、耐油性、柔軟未特點,，一般使用VA含量約5%,、MFR為1.0～5.0g/10mm的EVA。EVA薄膜一般按VA含量選擇用途,，VA含量為3%的EVA薄膜,，主要用于水產(chǎn)品、肉制品,、熟食,、含水、油高的包裝,，VA含量為5%的EVA薄膜用于含水物,，如咸菜、熟食品,、冷凍食品,、沙司、湯等液體調(diào)味品的包裝,。EVA膜有酸臭味,，不適合于作為芳香性制品的復(fù)合熱封膜。

2.5離子型聚合物薄膜

IO薄膜的熱封性,，耐寒性優(yōu),，此外深度拉伸成型性好?？勺鳛橐后w類,、細微粉類、含油食品類的熱封膜和火腿,、香腸,、培根、奶酪等包裝的深度拉伸成型用熱封膜,。

3.常用熱封性的材料及溫度比較

3.1常用熱封性材料

1,、LDPE：最常用，其熔點在105℃~120℃之間,，熱封性,、透明性、無毒性良好,。

    2,、 MDPE 和HDPE：熔點在120℃~135℃之間，也有良好的熱封性,，透明性不如LDPE,，結(jié)晶度比LDPE高,，薄膜強度比LDPE大，熱封溫度比LDPE高,，一般來講,，PE 的最佳熱封溫度在150℃~160℃，這時有最高的熱封強度,。

    3,、PE 的共聚物，如：PE同其它α高碳原子的烯烴,，如：辛烯,、戊烯等的共聚物,，茂金屬PE(MPE),、LLDPE、VLDPE等,，還有乙烯同丙烯酸酯,、乙烯同醋酸乙烯酯、乙烯同馬來酸酐等的共聚物,，這些樹脂的共同特點是有良好的低溫?zé)岱庑?、高度的熱封強度和良好的熱粘合性?/p>

4、CPP：熱封強度較LDPE大,，耐油脂,。

3.2耐溫比較

    各種熱封薄膜的起始溫度如下：LDPE 135℃，LLDPE 148℃,，EVA（VA含量7.5%）107℃,，EVA（VA含量12%）93℃，EMA（乙烯丙烯酸甲酯）79℃,，EMAA（乙烯甲基丙烯酸）93℃,，Surlyn121℃，EAA（乙烯丙烯酸）93℃,。

耐高溫性如下：EVA,、EAA、EMAA可長期耐55℃～85℃,，LDPE耐85℃～100℃,，MDPE耐95℃～105℃，HDPE耐115℃～120℃,，Surlyn耐70℃～85℃,，LLDPE耐95℃～115℃，PS耐85℃,，HPP耐140℃,，共聚丙烯（B-CPP）130℃～135℃,，PA66耐160℃～165℃。在需要耐溫性的熱封薄膜時,，一般可直接使用HPP膜或B-CPP膜,。只有以乙烯同丙烯酸及其酯的材料為主要熱封材料時，才使用PP來共混改性,，提高耐熱性,。

4.三種常用聚乙烯性能比較

4.1低密度聚乙烯性能

1）低密度聚乙烯呈乳白色半透明蠟狀固體顆粒,無毒無味。薄膜的透明度較好,密度低,由于分子鏈上有部分長,、短支鏈,故是典型的結(jié)晶度型聚合物,熔點為105~126℃,。

2）有良好的韌性、耐低溫性,脆化溫度-60~-80℃,連續(xù)使用溫度為82~100℃.其剛性小,蠕變性,、熱膨脹性大,。

3）電性能優(yōu),特別是高頻絕緣性能優(yōu)異。

4）吸水性極低,具有良好的陰濕性,但對CO2,、有機性臭氣滲透性大,對水蒸氣,、空氣的滲透性差。

5）粘附性,、粘合性,、印刷性差,需經(jīng)表面處理(化學(xué)侵蝕、電暈處理等)方可改善,。

6）易燃,且有燒滴現(xiàn)象,燃燒溫度為625~650℃,在空氣中的燃燒濃度為85~370 g/m3,。

燃燒時有石蠟味,火焰無煙無色。在日光,、熱作用下易老化降解而變色(由白變黃直至變成褐色),且性能變壞,甚至龜裂,但可添加抗氧劑或紫外線吸收劑加以改善,。

7）易加工成型,在化學(xué)交聯(lián)劑或高能輻射下可部分交聯(lián),以提高剛度、耐熱性和耐溶劑性等,。

8）化學(xué)穩(wěn)定性較好,對酸,、堿、鹽和60℃以下的一般有機溶劑都很穩(wěn)定,。

9）易帶靜電,高速生產(chǎn)裝置上需安裝靜電去除器,。

4.2高密度聚乙烯性能

1）高密度聚乙烯與低密度聚乙烯一樣，是無臭,、無味,、白色粉末或白色半透明顆粒狀固體。

2）高密度聚乙烯均聚物密度為0.941~0.967g/cm3,。含少量丙烯,、己烯－１、丁烯－１的共聚物密度為0.950~0.959g/cm3,。

3）高密度聚乙烯是結(jié)晶狀熱塑性塑料,，結(jié)晶度比LDPE高,，可達75%~90%。

4）高密度聚乙烯的性能與密度,、分子量及分子量分布有關(guān),，隨密度的提高，HDPE的抗張強度,、韌性,、軟化溫度、耐化學(xué)性提高,，而低溫沖擊強度,、伸長率、滲透性,、耐應(yīng)力開裂性降低。分子量提高,，機械強度提高,，熔點提高，而柔軟性下降,。通常所指高密度聚乙烯，實際上是指MMW-HDPE,。

5）剛度,、拉伸強度、抗蠕變性等優(yōu)于低密度聚乙烯,，伸長率,、韌性、沖擊強度,、電絕緣性能和耐寒性雖很好，但不如低密度聚乙烯,。

6）HDPE的透明性,、耐環(huán)境應(yīng)力開裂性不如LDPE,。耐化學(xué)性能優(yōu)良,，與大部分有機酸和無機酸不反應(yīng)。在室溫下不溶于任何已知的有機溶劑,，但在溫度高于80~100℃時,，大部分HDPE可溶解在一些芳烴,、脂肪烴和鹵代烴中。

7）具有優(yōu)良的陰濕性,，流動性好，易加工成型,。

8）電絕緣性能好,，易帶靜電。表面涂覆和印刷應(yīng)預(yù)先進行表面處理,，使表面能由31×10-5Ｎ/cm提高到40×10-5Ｎ/cm,才能有較好的粘附力,。HDPE的電阻率為1017Ω·cm。

9）易燃燒,，且有燒滴現(xiàn)象,，火焰中有蠟燭味，幾乎無煙塵,、無色,。

10）高密度聚乙烯長期使用溫度在８０℃,其耐低溫性能好，可在-40℃的低溫下而不脆裂,，脆化溫度為-65℃,。熔點為126-136℃。

4.3線性低密度聚乙烯性能

1）線性低密度聚乙烯的分子結(jié)構(gòu)為線型,、分支少,、支鏈短，其分子結(jié)構(gòu)與高密度聚乙烯相似,，但其密度又與低密度聚乙烯相似,。

2）LLDPE平衡熔點是136~147℃,均勻的LLDPE熔點通常為125~128℃。對于組成均勻分布的乙烯共聚物,，其熔點幾乎隨共聚物的組成變化呈線性下降,。LLDPE的脆化溫度很低，在相同MI下,，是LDPE的３倍,，其脆化溫度為-100~140℃,比ＬＤＰＥ低20~30℃；耐環(huán)境應(yīng)力開裂性比LDPE好1000倍,。

3）LLDPE透明性,、熱封性、粘彈性,、表面光澤性等比LDPE好,。易燃燒，有蠟燭味，火焰無色且有燒滴現(xiàn)象,，與其他PE一樣,，都具有良好的電絕緣性。

4）LLDPE的熔點比LDPE高10~20℃,熔體粘度比較高,，在相同熔體溫度下,，LLDPE的熔體粘度是LDPE熔體粘度的10倍以上。其剪切粘度隨速度增加而下降,，在中等剪切力速率下,，LLDPE的剪切粘度是LDPE的2.5倍。而隨著剪切速度的降低,，兩種樹脂剪切粘度的差別越來越明顯,，在低剪切速率范圍內(nèi)，LLDPE的剪切粘度是LDPE的4~5倍,。為此,，LLDPE適宜于高速生產(chǎn)、快速擠出和注射成型,。

5）LLDPE的密度0.918~0.936g/cm3,結(jié)晶介于HDPE與LDPE之間,，是熱塑性結(jié)晶型聚合物，可直接用于同食品,、藥品的接觸場合,。其剛性和強度均高于LDPE，如在同一密度情況下,，抗張力能高出LDPE樹脂50%~75%,彈性率比LDPE高出40%~80%,。

6）LLDPE不與無機酸和有機酸反應(yīng)，在室溫下不溶解于常用溶劑,，但在加熱時，在70%濃硫酸溶液中生成碘化物,，被濃硝酸硝化,；在溫度高于80~100℃時，可溶解在二甲苯,、四氫化萘,、十氫化萘及氯苯等芳烴、脂肪和鹵代烴溶劑中,。

7）LLDPE對熱比較穩(wěn)定,，在250℃以上開始發(fā)生熱降解反應(yīng)，相對分子質(zhì)量逐漸降低,，并在聚合物鏈中形成雙鏈,。高于450℃,LLDPE被裂解，形成異構(gòu)烷烴和烯烴。

8）LLDPE韌性,、耐寒,、耐低溫沖擊性良好，柔軟性耐針刺性優(yōu)異,，是良好的包裝材料,。

5.小結(jié)

通過對熱封薄膜種類和常用材料進行介紹，了解了當(dāng)前各熱封薄膜的特性及用途,，針對自動薄膜熱封機對薄膜的要求（包括耐溫范圍,、透明性、熱封溫度及熱封強度等）,，提出使用LLDPE作為熱封機薄膜,。

6.參考文獻

[1]孫智慧等.包裝塑料薄膜熱封參數(shù)及強度的研究[S].2005全國農(nóng)產(chǎn)品加工食品和包裝工程學(xué)術(shù)研討會論文集.2005年.

[2]趙漫漫.軟塑復(fù)合包裝材料熱封工藝及其機理研究[D].江蘇:江南大學(xué).2008年.

[3]安濤.塑料的熱封性及熱封用樹脂的特性概述[S].廣東包裝.2002年.