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复合包装材料及胶粘剂的分类及应用

 随着人们生活水平的提高，对商品包装质量保证和卫生保证的意识也不断增强。在很多情况下，单一的包装材料很难达到多项特殊的需求。因此，由两个或两个以上独立的物理相，包括粘结材料(基体)和粒料、纤维或片状材料所组成的一种固体产物，即复合材料应运而生。

    复合材料的最大特点是复合后的材料特性优于组成该复合材料的各单一材料的特性。而复合包装材料，正是在微观结构上遵循扬长避短的结合，发挥所组成物质的优点，扩大使用范围，提高经济效益，使之成为一种更实用、更完备的包装材料，利用它们优良的综合性能，以达到商品包装的要求。另外，复合包装材料的性能好坏还与复合时所用胶粘剂有关，胶粘剂的选择必须考虑它的粘接性、抗介质性、耐热性、卫生性等。因此，一种优良的复合包装材料离不开优质的胶粘剂。

    复合包装材料

    1、常用的复合包装材料

    常用的复合包装材料主要是各种复合薄膜。所谓复合薄膜，是指以纸、玻璃纸、塑料薄膜、金属箔等柔性包装材料为基础材料，经过各种复合加工方法所得到的具有综合性能的柔软性复合包装材料。具体包括：玻璃纸／塑料、纸／塑料、塑料／塑料、纸／金属箔、塑料／金属箔、玻璃纸／塑料／金属箔等。此外，还有干法纸／塑料、干法纸／塑料／其他材料等。

    2、常用的复合方法

    复合包装材料根据不同的内装物，可以用不同的结构材料和不同的复合工艺，而其中复合工艺的正确选择，不仅关系到复合材料的复合质量，而且影响到复合的生产效率。

    ◎涂复法

    该法是指在薄膜表面涂上流动性的物质，使薄膜表面形成紧贴着皮膜的一种方法。可以提高薄膜的热粘合性、防湿性、气体隔绝性、紫外线吸收性及抗静电性等性能。例如，为了提高拉伸聚丙烯薄膜(OPP)的热粘合性和气体隔绝性，涂覆偏二氯乙烯树脂溶液并使之干燥，就是采用这种方法。

    ◎干式复合法

    干式复合法也叫干法层压复合，其工艺过程是：在基础薄膜(强度较大的复合基层材料)上涂上溶剂型粘合剂，经过热烘道使粘合层材料上粘合剂中的溶剂完全挥发，再与第二层基材经加温加压复合。这种复合不仅适合塑料薄膜之间的复合(如聚丙烯与聚乙烯、聚酯与聚乙烯、尼龙与聚乙烯等的复合)，也适合塑料薄膜与铝箔、纸张之间的复合(如双向拉伸聚丙烯，铝箔与聚乙烯三层复合，玻璃纸、铝箔与聚乙烯三层复合等)。干式复合法采用的粘合剂是用挥发性较强的有机溶剂制备的，其软化点温度应不影响薄膜性质，并且具有良好的粘合性能，再加热时也不会剥离。该法是生产铝箔复合包装材料中最常用的方法。其复合材料广泛用于巧克力、香烟、药品及蒸煮食品的包装。

    ◎湿式复合法

    湿式复合法也叫湿法层压复合，其工艺过程是：第一层基材(如塑料薄膜、铝箔等)表面涂布水溶性或水乳性粘合剂，在湿润状态下即与第二层基材(如纸、玻璃纸等)一起通过复合装置进行挤压复合，然后再通过热烘道烘干除去溶剂，使两层基材复合在一起。这种工艺所使用的粘合剂多为以水为溶剂韵粘胶液或乳化液，主要有聚乙烯醇、硅酸钠、淀粉、聚醋酸乙烯、乙烯一醋酸乙烯共聚物、聚丙稀酸酯、天然树脂等。由于湿法复合所用粘合剂具有水溶性，因此它的基材至少有一层应当是纸或干法纸或玻璃纸，且不能被水浸湿而引起变形。

    ◎挤出复合法

    挤出复合是将热塑性材料，如PP、PE等，在挤出机内熔融后，挤入平口模成片状热融薄膜作为粘合剂，这种热融薄膜是被拉伸到规定的厚度，再与另外的基材一起，在由金属冷却辊和包胶辊组合的挤压装置进行复合完成。此法工艺简单，无需粘合剂，但加工材料中必须有一个是塑料(树脂)，否则难以成型。

    ◎热熔复合法

    此法是将热熔融粘合剂加热熔解成流动状态后涂复，并立即压粘其他薄膜以进行复合。与干式复合和湿式复合相比，其优点是无需热烘道干燥，复合时间短，节省能源，成本低，并且无溶剂公害。适用于纸、塑料和铝箔等复合。热熔法可采取以下三种加工方式完成复合作业：第一种是帘流复合，是把热熔物用泵从储料槽输送到“模头”(缝宽约0.5mm以下)，经空气加工形成热融物的均匀帘流，再与基材复合，可以多次进行。第二种是缝模复合，热融物经过缝模器的“口模”，直接喷射到背辊上(面上覆有基材)，依据材料品种的不同用途而掌握其涂布量。第三种是辊式复合，所采用的辊式涂布机与造纸工业的涂布机大体相同。

    胶粘剂

    ◎胶粘剂的选择

    在设计产品包装时，除了对各种基材的正确选择外，对胶粘剂的选择至关重要。复合包装是多层薄膜粘结而成，大都是用于食品、药品包装袋，因此对胶粘剂要求柔软、耐热、耐低温、无毒无味、耐各种介质腐蚀、粘结能力良好。在我国市场上，复合包装胶粘剂主要以双组分聚氨酯胶粘剂为主，其具有优越的物理化学性能。主要体现在：(1)聚氨酯胶粘剂中含有极性高的异氰酸酯基(—NCO)和氨基甲酸基(—NHCOO—)，与含有活性氢的材料有着优良的粘结力，聚氨酯胶粘剂还与被粘合材料之间产生氢键作用，因而使粘合更加牢固。(2)可调节聚氨酯配方，粘合层从柔性至刚性可任意调整，从而满足不同材料粘合的需要。(3)聚氨酯胶粘剂可加热固化，也可室温固化，工艺简单。(4)聚氨酯胶粘剂固化时没有副作用产生，因此不易使粘合薄膜产生缺陷。(5)聚氨酯胶粘剂除具有良好的粘合强度和>中击强度外，耐油、耐化学药品、耐低温、无毒、无味、柔软性好。

    聚氨酯双组分粘合剂有A、B两种组分调和使用。A组分是含有多羟基(—OH)的聚酯或聚醚作为主剂；B组分是含有多异氰酸酯基作为固化剂，使用时将A(主剂)、B(固化剂)及稀释剂按一定比例混合。由于多异氰酸酯基中的(—NCO)与聚酯或聚醚中的多羟基(—OH)之间发生反应，生成含有一定量的异氰酸酯基的交联固化的聚氨酯胶层。例如，含有两个羟基的聚酯或聚醚的主剂与含有三个异氰酸酯基的固化剂间的反应为：

    HO—R—OH＋2OCN—R—NCO→OCN—R—NHCO—R—COHN—R—NCO。

    ◎粘结机理

    双组分聚氨酯胶粘剂的粘结机理是主剂是由含许多活泼氢，如羟基、氨基等的物质组成。而固化剂则是由多异氰酸酯的化合物组成。当固化剂中的异氰酸酯与主剂中的活泼氢接触时，便会自动进行加成反应，生成氨基甲酸酯的结构，使主剂与固化剂结合，分子量成倍增加，甚至生成带支链结构的立体构像的交联产物，具有粘接力高的特点。由于聚氨酯分子中含有大量的极性基团，偶极矩大，对被粘材料有很大的亲和力，所以能同时对多种材料起到粘结作用。另外，固化剂中的异氰酸酯基(—NCO)是一个十分活泼的反应性基团，它除了能与主剂中的活泼氢反应外，也可以与被粘材料表面物质分子中的活泼氢反应，生成化学建，使胶粘剂分子同时与被粘的两种材料发生桥架作用，产生很好的粘接力。胶粘剂经充分交联固化后，有很高的内聚力，胶膜强韧柔软，产生的粘接力更强。

    复合包装材料适合现代人们快速生活节奏，具有优良的特性，如：保护性、操作性、商品性、卫生性、耐油性等而深受人们喜爱。近年来，复合包装材料发展十分迅速，世界各国都在竞相研制，随着新的复合工艺、复合基材和更优良的粘合剂的不断涌现，复合包装材料必将为世界包装工业谱写更辉煌的篇章。

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