包装材料新技术争艳亚太国际橡塑展

日前，第九届亚太国际塑料橡胶工业展览会(APPLAS 2006)在北京国际展览中心(CIEC)圆满落幕。APPLA 展会作为亚太地区最大的塑料橡胶工业展览会之一，在行业内有较高的影响力，吸引了众多业内人士的关注。而以“开放、开发、合作、发展”为主题的“APPLAS 2006 科技成果展示专区”以其丰富的内容和实用性引起了观众极大的兴趣，成为展会的又一亮点。 　　“APPLAS 2006 科技成果展示专区”是为推进国内外塑料橡胶高新技术的产业化进程，解决科技成果与市场对接的瓶颈问题，而专门为塑料橡胶行业的科研院所、高等院校建立的一个展示产品与技术的平台。在展示区内，记者看到来自北京化工大学、华南理工大学、北京工商大学、中国科学院化学研究所、改性塑料专业委员会等 19 家高等院校、科研院所及个人的技术研发成果，其中不乏包装材料的最新技术。 聚丙烯发泡片材生产技术 　　与 PS 和 PE 相比，作为半结晶型热塑性塑料家族主要成员的聚丙烯(PP)发泡材料的发展缓慢，国内至今没有实现商业化生产，但是 PP 泡沫塑料具有很多独特的优点：(1)PP 的弯曲模量大约是1.52GPa，远远高于 PE 的 207MPa，因此 PP 泡沫的静态载荷能力优于 PE；(2)PP 的玻璃化温度低于室温，因此 PP 泡沫的冲击性能优于 PS 泡沫；(3)PS 泡沫在 105℃以上使用时，发生软化和变形；PE 泡沫也很少在 100℃以上使用，而 PP 泡沫的热变形温度比较高(165℃)，耐高温性能优良，可以在高温环境中使用；(4)PP 具有非常优良的耐化学性能，可以与 PE 相媲美；(5)由于侧甲基的存在，PP 易于发生 B 降解，且 PP 泡沫便于回收利用，其环境友好性优于其他发泡材料。正是基于上述优点，PP 发泡材料在许多工业领域的应用尤其是在汽车工业和食品包装工业的应用极具竞争力，可以替代现有的 PS 和 PE 泡沫，前景广阔。 　　但是，PP 的挤出发泡非常困难，主要原因是通过 PP 的可发性较差，其挤出发泡的加工窗口非常窄，有关专家曾经估算过适宜于通过 PP 发泡的温度仅为 4℃。当温度升至其熔融温度后，PP的熔体弹性急剧下降，较低的熔体强度无法保证气泡增长过程中泡孔壁所承受的拉伸应力作用，导致气泡发生塌陷和破裂，以至于 PP 泡沫的开孔率很高，无法满足使用要求。因此要制备 PP 发泡材料，从原料的角度首先要提高其可发性。 　　北京工商大学开发的聚丙烯发泡片材生产技术采用国产通用聚丙烯和国外生产的高熔体强度聚丙烯，通过优化设计，在国产设备上生产聚丙烯发泡片材，泡孔密度可以达到 106 个／cm3，密度低至 0.6g／cm3。制品可广泛用于汽车工业和食品包装工业。 弹性淀粉基环保泡沫制品 　　随着我国经济的发展，包装材料的消耗日益庞大。目前包装材料用聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨酯等发泡制品的原材料大多以石油为原料制得，不可降解，环境危害大。淀粉基发泡制品具有可自然降解的生物特性，是特别适合的环境友好包装材料。 　　淀粉基环保发泡制品以淀粉等天然物质为原料，采用反应挤出等现代发泡加工技术，制备出可生物降解的环保发泡材料，可替代非环保的聚烯烃发泡材料，通过对淀粉进行改进、增塑。在发泡过程中天然的弹性高分子交联形成立体网络，使泡沫材料具有较高的弹性和强度，用于包装制品的缓冲和减震。 　　弹性淀粉基环保泡沫制品技术内容包括淀粉与弹性高分子的反应交联、挤出、发泡三部分。具有以淀粉等天然高分子为原料，所有发泡制品均能为环境所降解，无环境污染；原料来源广，价格低，原料成本不受石油价格影响的特点。 水溶性高阻隔 PVA 造粒及其吹膜工艺 　　PVA 的干法挤出加工技术一直是国内外塑料加工业多年未解决的技术难题之一。我国市场对PVA 薄膜需求量大，绝大部分依赖从国外高价进口。水溶性高阻隔 PVA 的造粒及其吹膜工艺是在国产设备基础上，实现了 PVA 干法造粒和吹膜，保留了 PVA 的水溶性、阻透性和生物降解性等优异性能。相对于湿法加工技术，具有工艺简单、能耗低、效率高、投资省等优点。同时，PVA干法粒料可生产多层共挤高阻透材料及容器，拓宽了 PVA 树脂新的应用领域，是 PVA 加工技术上的突破。该技术具有创新性，填补了国内空白，处于国内领先，达到国际先进水平。这个项目的产业化可带动国内阻透原料及包装等行业的发展，具有明显的经济、社会和环境效益。 　　此项专利技术是在 500 吨／年的示范生产线基础上，通过复配改性剂体系配方设计和关键设备装置的改进和完善，克服 PVA 分解温度和加工温度接近，熔体粘度大、流动性差、冷却慢等缺点，技术可行、工艺可控性强，产品质量稳定。并且该技术由于采用干法吹塑，提高了生产效率，降低了生产成本，预计成本约为 2.3 万元／吨左右，而目前美国(湿法)产品售价为 13 万元／吨～17 万元／吨，日本(湿法)产品售价为 20 万元／吨～25 万元／吨，国内涂布法(湿法)产品平均售价为 6 万元／吨，所以具有很强的市场竞争力。 高性能高透气单向拉伸薄膜专用树脂 　　高性能高透气单向拉伸薄膜专用树脂是以聚乙烯和微米级无机矿物填科为主要材料，添加铝锆偶联剂、茂金属聚乙烯改性剂、复合分散剂等助剂，采用偶联处理、分散增容、共混改性技术和密炼、挤出工艺研制成专用树脂。具有耐热性高、熔融流动性好、含水量低，分散性佳、加工性能稳定等特点，适用于流延单向拉伸工艺生产高透气薄膜。 　　该树脂可广泛用于卫生用品、医疗护理用品、电子仪器包装、建筑墙体防霉等领域。该项目已经过专家鉴定，达到国际先进水平，可以替代进口产品。 可环境消纳塑料专用树脂 　　“可环境消纳”指的是塑料在废弃后能适应垃圾的掩埋、堆肥和焚烧等综合治理方式，可在自然或人为的环境条件，充分地在尽量短的时间内与环境同化。随着社会对环境保护的日益重视，一次性使用塑料必须实现可回收可环境消纳已成为发展的必然趋势。 　　“可环境消纳塑料专用树脂”成果是国家“十五”重点科技攻关计划项目和福建省发改委产业技术研究项目。该研究成果不仅具有详尽的应用基础研究和产业化技术数据，在国内外率先提出“可环境消纳塑料”的概念和开发思路，而且合成了一系列具有特殊功能的“可环境消纳塑料助剂”，获得三项发明专利授权。其前期成果通过鉴定，专家认为“属原始性创新成果，达到国际先进水平”。 　　“可环境消纳塑料专用树脂”根据用途可分为五大类，与普通塑料用的树脂价格相当，制品使用性能可以达到相应的国家标准要求，制品成型加工设备、模具无须改动，生产原料单一、操作方便、工艺稳定，塑料制品在使用后进入自然环境或人工处置环境后有利于环境消纳，最终回归自然，减轻“白色污染”的危害。 吸湿性塑料加工母料 　　采用回收塑料加工各种塑料制品既是环保的要求，也是最近几年国内塑料企业抵抗原料涨价，提升加工技术的很好手段。但由于回收塑料含水率较高，在加工时会影响产品的内在和外观质量，加工前采用烘干措施既浪费能源又很难保证其质量。 　　在国家“十五”重点攻关项目基础上开发研制的吸湿性塑料加工母料，主要是可以去除回收塑料中所含的水分及不明低分子物的汽化物，从而保证制品的质量同时减去烘干工艺的投入与能源消耗，省时又省工，并且还能降低加工温度和热封温度，改善产品的光学性能。同时母料还可根据用户的要求增加各种功能。 光反射多层反射塑料复合彩虹膜 　　多层反射塑料复合彩虹膜是将两种或多种不同折光指数的树脂熔融挤出并依次间隔迭加达100 层以上，每层厚度仅为几百纳米的塑料复合薄膜，也就是说，每层薄膜的厚度相当于所要反射的光的光波长。200 多层的薄膜其厚度也就是 0.02mm。当可见光通过各个层界面时，产生微弱的反射和干涉，如果我们做的 100 多层薄膜各层的厚度基本相同，则各层反射的光线波长相同产生叠加，出现正干涉，则使复合薄膜呈现出五彩缤纷的彩虹效果。由此原料制备的、具有高技术含量和高附加值的多层复合塑料彩虹薄膜是近年来流行的高档装饰装潢材料，广泛应用于包装、印刷等领域。这一生产技术一直为国际上仅有的三家公司所垄断，国内一直依赖进口。 　　轻工业塑料加工应用研究所经历数年研究开发，先后完成了多层膜的层间光学结构设计研究、迭层工艺、设备设计及实验研究。完成了从实验室试验到生产线工业放大一系列技术难题，成功地解决了彩虹膜制备中关键部件模具、生产线的设计和加工改造工作，完成了光学结构层高分子材料的配方设计，不同物料多层平稳流动的工艺控制和成型、定型以及生产出均一产品所具备的一系列关键技术，并形成了具有自主知识产权的彩虹膜加工技术。 透氧透湿透明食品保鲜包装(膜)袋 　　限制气调(MA)是在密闭的环境中，利用农副产品的自身呼吸代谢过程中，降低氧气浓度，提高二氧化碳气体浓度，又反过来自发调节、抑制自身呼吸代谢，用低 O2 高 CO2 的协同作用抵抗乙烯等有害气体的衰老作用，减少自身养分消耗，达到保鲜延长储藏时间的效果。在国内外能源日益紧张的大背景下，这种采用塑料膜小包装或大帐篷的保鲜措施，利用农副产品自发调节自身抗衰老、延长储藏时间的保鲜方法，简单、实用、节能、价格低，适合农副产品的保鲜使用。 　　随着人民生活水平的不断提高，人们不仅对水果蔬菜鲜鱼等的需求量不断增加，而且对水果蔬菜鲜鱼等的新鲜度有了更高的要求，希望一年四季都有新鲜水果蔬菜鲜鱼等供应。但由于人们食用水果蔬菜鲜鱼等很大一部分是鲜活有机体，在运输储藏销售期间，仍有呼吸和湿度等要求，如有不慎，极易发生腐烂变质造成经济损失。故近几年国外掀起用透氧透湿透明食品保鲜包装袋包装鲜活商品，一般要求保鲜(膜)袋内氧气浓度控制在 2%～10%，二氧化碳含量控制在 10%以下，相对湿度控制在 70%～95%，从而延长储藏时间而保持水果蔬菜的色、香、味、新鲜度等。改性塑料专业委员会在多元复合共混改性理论指导下，采用了高新技术，试制成功此类透氧透湿透明食品保鲜包装(膜)袋，弥补了国内市场的空白。 高速高效集成化精密注塑成型设备 　　高速高效集成化精密注塑<