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我國是世界包裝制造和消費(fèi)大國,塑料包裝在包裝產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值中的比例已超過30%,成為包裝產(chǎn)業(yè)中的生力軍,在食品、飲料、日用品及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著不可替代的作用。近年來,塑料包裝行業(yè)的包裝產(chǎn)品、包裝材料平穩(wěn)增長,包裝新材料、新工藝、新技術(shù)、新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。
包裝是塑料材料zui主要應(yīng)用領(lǐng)域之一,特別是對(duì)熱塑性材料而言,包裝業(yè)的需求和發(fā)展,直接改變或引導(dǎo)著塑料材料制造和加工技術(shù)的發(fā)展方向。從總體上講,目前塑料包裝材料和制品主要在三個(gè)方面面臨著巨大的壓力:一是提高制品的性能,如增加材料和制品的透明性、耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度和阻隔性等等;二是來自環(huán)境保護(hù)方面的壓力;三是降低成本的壓力。三個(gè)方面相互制約、相互作用的結(jié)果是,除了個(gè)別場合,只有能在這三個(gè)方面達(dá)成妥協(xié)的材料和制品才有zui大的巿場空間。不過,需求總是會(huì)帶動(dòng)技術(shù)的進(jìn)步,而技術(shù)進(jìn)步不斷創(chuàng)造著質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的奇跡,很多以前價(jià)格高昂的材料,如今已經(jīng)因?yàn)橐?guī)模化生產(chǎn)而使成本大規(guī)模下降。
包裝制品是zui主要應(yīng)用領(lǐng)域
目前中國生產(chǎn)的塑料制品以塑料薄膜(包括農(nóng)用薄膜)、塑料絲及編織制品、塑料管材和日用塑料制品為主。
如果以應(yīng)用來劃分,則包裝用品是zui主要的塑料應(yīng)用領(lǐng)域之一。預(yù)計(jì)到2005年,中國塑料包裝制品的需求量將達(dá)550萬噸,占總需求量的22.0%。
從主要塑料品種來看,在塑料包裝領(lǐng)域,高密度聚乙烯薄膜的消耗量將繼續(xù)穩(wěn)定增長;中空制品應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⑾蚨嗥贩N、多樣化、專業(yè)化方向發(fā)展;多層共擠塑料軟管、藥品用塑料瓶以及各種中空容器產(chǎn)量將有較大增長。聚丙烯在注塑制品領(lǐng)域的消費(fèi)比例將繼續(xù)提高。應(yīng)用於薄膜制品的聚丙烯也會(huì)快速增長,但在編織制品應(yīng)用領(lǐng)域中,聚丙烯消費(fèi)比例將會(huì)明顯減少。聚氯乙烯制品將主要集中在建筑領(lǐng)域,在包裝領(lǐng)域的應(yīng)用將進(jìn)一步減少;薄膜制品則將較多地由聚乙烯薄膜所取代。由於聚苯乙烯快餐飯盒和其他發(fā)泡材料的“白色污染”問題,導(dǎo)致聚苯乙烯泡沫制品在包裝方面的用量會(huì)逐步萎縮。
常用塑料包裝材料的發(fā)展
PE、PP和PET是zui常用的三種塑料包裝材料。其次,尼龍和PC、PVDC等材料也在包裝領(lǐng)域有較多的應(yīng)用。
PE
非極性和極性乙烯共聚物以及茂金屬乙烯是目前歐美國家發(fā)展的兩大熱點(diǎn)。
乙烯共聚物可以提高塑膜的拉伸和共擠性能,并提高透明度,增強(qiáng)穩(wěn)定性,改善分子量分布與擠塑流變性能。VLDPE(超低密度聚乙烯)正取代 LLDPE、PP、EVA、PVC在擠塑、注塑、吹塑工藝中,占領(lǐng)醫(yī)藥、化妝品等軟包裝巿場,并將沖擊食品包裝領(lǐng)域。以線性乙烯烯共聚物與乙烯-醋酸乙烯共聚物混料生產(chǎn)PA袋,也在冰淇淋、乳脂類等食品包裝上獲得應(yīng)用。
茂金屬化聚烯烴即是以茂金屬配位化合物為催化劑,進(jìn)行烯烴聚合反應(yīng)所制得的聚合物。茂金屬聚乙烯具有諸多優(yōu)點(diǎn),如好的光澤、高的熔體強(qiáng)度及薄膜穩(wěn)定性等,適用於食品包裝領(lǐng)域,已受到業(yè)內(nèi)人士的普遍關(guān)注。普遍認(rèn)為茂金屬塑料將直接沖擊PP、MDPE、LLDPE、彈性體等塑料巿場。
目前PE在世界巿場上的需求量為4000萬噸,預(yù)計(jì)到2005年將增至5000萬噸,所增加部分大多為茂金屬聚乙烯。
PP
PP的表現(xiàn)非常活躍,新型PP牌號(hào)和改性PP材料層出不窮。由於很多改性PP具備了工程塑料的特性,因此,已經(jīng)在相當(dāng)多的領(lǐng)域取代了工程塑料。
透明PP是目前發(fā)展較快的品種,在醫(yī)用制品和醫(yī)用包裝制品以及化妝品包裝等方面應(yīng)用越來越多。BOPP瓶因?yàn)槟軌蚰褪?00℃以上的高溫,因此在大輸液和功能飲料包裝上獲得廣泛應(yīng)用。BOPP薄膜是發(fā)展zui快的塑料薄膜品種。多層共擠BOPP薄膜是目前發(fā)展的趨向。
PET
PET也是表現(xiàn)zui為活躍的塑料包裝材料之一。
PET瓶是zui主要的飲料包裝形式。但由於PET耐高溫性較差,因此,與PET分子結(jié)構(gòu)相似的PEN一直受到業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注。除耐熱性好外,PEN比 PET有更優(yōu)異的阻隔性,特別是阻氣性和防紫外線性。不久的將來,PEN必將大量進(jìn)入食品包裝領(lǐng)域,引發(fā)PET之後的又一次包裝革命。
PC
PC可以算做工程塑料在包裝領(lǐng)域中使用量zui大的品種。之所以如此,是因?yàn)殚_發(fā)出了飲水桶制造這一用途。PC是目前工程塑料中需求量zui大的品種之一。但除此之外,PC還沒有在包裝領(lǐng)域找到更多的用武之地。
PVDC、EVOH和尼龍
作為阻隔性塑料包裝材料,PVDC、EVOH和尼龍?jiān)?/span>包裝領(lǐng)域主要是以復(fù)合材料的角色出現(xiàn)的。其中EVOH和尼龍薄膜大多用於復(fù)合材料,替代鋁箔做阻隔層,不過目前使用範(fàn)圍還不是很廣泛。PVDC作為較為常見的阻隔性材料,主要用於涂覆。在中國zui大的應(yīng)用是制作煙膜,但在食品領(lǐng)域中的應(yīng)用也日漸廣泛。
主要塑料包裝制品的發(fā)展趨向
塑料包裝制品種類繁多,一般可分為膜、袋、瓶、大型中空容器、淺盤和托盤等等。每一包裝形態(tài)又因?yàn)橛猛竞退貌牧喜煌譃楹芏嗥贩N。
保鮮膜將向功能化發(fā)展
塑料保鮮膜是使用量zui大的膜類包裝物。目前中國保鮮膜的種類還比較少,能耐油脂、耐高溫,適用於微波加熱等功能的保鮮膜種類等會(huì)越來越多。所用材料除PE外,PVC和聚烯烴類保鮮膜用量將越來越大。纏繞膜和熱收縮膜的發(fā)展情況也與之類似。
購物袋向降解塑料方向發(fā)展
背心式購物袋是zui常使用的塑料包裝物,常以PE材料制成。
由於購物袋使用量大,屬一次性使用包裝物,因此,是包裝廢棄物的主要構(gòu)成之一。
不易回收、回收利用價(jià)值不大,是塑料購物袋回收處理比較困難的主要原因。因此,使用可生物降解的降解塑料是解決廢棄購物袋污染環(huán)境的理想方法。在堆肥條件下如何快速降解是技術(shù)關(guān)鍵,而成本和保用期的性能是降解塑料能否大規(guī)模替代傳統(tǒng)購物袋的兩個(gè)重要因素。
高阻隔性軟包裝是發(fā)展趨勢
用於食品、藥品的高阻隔性軟包裝將會(huì)加速發(fā)展。作為主要基材的BOPP薄膜,其生產(chǎn)將逐步發(fā)展為以多層共擠為主,3層和5層膜將更為普遍。同時(shí)PET薄膜也會(huì)因其更佳的阻隔性而在更多的領(lǐng)域代替BOPP薄膜。
PVDC、尼龍和EVOH阻隔性薄膜的使用量將逐步增加。特別是PVDC復(fù)合膜將在食品包裝領(lǐng)域獲得更廣泛的應(yīng)用。
此外,大量多功能性復(fù)合膜將在功能上進(jìn)一步細(xì)化,例如對(duì)PP作特殊處理可制成防潮膜、防結(jié)露膜、防蒸汽膜、可調(diào)節(jié)水分膜等類型;特種PE膜可制成耐腐蝕膜、防蛀膜和防滑膜等;而雙向拉伸尼龍66耐熱膜則可以獲得比雙向拉伸尼龍6膜更高的耐熱溫度,可耐140℃的高溫;非結(jié)晶尼龍膜透明度類似玻璃,可保色、香、味,并保持內(nèi)裝食品營養(yǎng)指標(biāo)及口感質(zhì)量的穩(wěn)定。
塑料紡織袋將逐步減少
塑料編織袋是將塑料薄膜,主要是聚丙烯,制成一定寬度的窄帶,或用熱拉伸法得到強(qiáng)度高、延伸率小的塑料扁帶,再將這些扁帶編織而成。塑料編織袋比塑料膜袋的強(qiáng)度高得多,且不易變形,耐沖擊性也好,同時(shí)由于編織袋表面有編織紋,提高了防滑性能,便於儲(chǔ)存時(shí)的堆碼。塑料編織袋主要用于糧食和水泥、化肥等產(chǎn)品的包裝,但由於存在防蟲、防濕性能差,環(huán)境污染大等缺點(diǎn),因此,在這些領(lǐng)域的應(yīng)用正在逐步減少。
水性及無溶劑粘合劑巿場巨大
在塑料復(fù)合塑料材料中,水性粘合劑將是未來發(fā)展的方向。目前水性粘合劑已占美國軟包裝復(fù)合粘合劑巿場50%的份額。歐洲巿場中,無溶劑型粘合劑占復(fù)合粘合劑巿場份額的40%。伴隨人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),以及環(huán)保法規(guī)的更加嚴(yán)格,在未來的十年,環(huán)保型水性及無溶劑粘合劑將會(huì)取代溶劑型粘合劑,成為主流產(chǎn)品。
飲料容器向低成本、高性能化發(fā)展
用於碳酸飲料和瓶裝水的PET瓶降低克重的空間已經(jīng)很小,未來的發(fā)展主要是生產(chǎn)設(shè)備的高速化。隨著飲料冷無菌灌裝時(shí)代的到來,普通PET瓶大有卷土重來之勢。同時(shí),在普通PET瓶生產(chǎn)中使用回收料做芯層的多層瓶技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟,但由於該技術(shù)對(duì)設(shè)備要求很高,致使成本成為制約發(fā)展的主要因素。
熱灌裝PET瓶的瓶口結(jié)晶技術(shù)是關(guān)鍵,目前的技術(shù)已經(jīng)可以使瓶子耐受93℃的灌裝溫度,雖然從殺菌角度講,更高的溫度未必是必須的。熱灌裝瓶未來的發(fā)展趨向主要集中在減輕克重和發(fā)展更多瓶型上。
塑料啤酒瓶的開發(fā)經(jīng)歷了添加PEN,涂覆阻隔性涂料等幾個(gè)過程。目前較為可行的方案是釆用多層瓶生產(chǎn)技術(shù),中間采用EVOH或尼龍做為阻隔層,但受成本等因素的影響,這一巿場何時(shí)啟動(dòng)尚不明確。
PC目前是制作5加侖飲水桶的主要材料,已有報(bào)道PET制造的飲水桶同樣可以達(dá)到質(zhì)量要求,但短時(shí)間內(nèi),PET依然沒有替代PC的可能。
BOPP瓶做為新開發(fā)出來的產(chǎn)品,目前主要集中在部分需要高溫殺菌或巴氏殺菌的飲料上,如涼茶等。
其zui主要的應(yīng)用領(lǐng)域目前集中在大輸液產(chǎn)品上。
PE容器在飲料包裝上應(yīng)用不多,主要集中在少量大容量(如5升)瓶裝水上。
藥用和化妝品用塑料瓶
與飲料用注拉吹工藝生產(chǎn)的PET瓶不同,藥用和化妝品用瓶大多為擠出生產(chǎn)的PE瓶,特別是洗滌用品瓶。目前透明瓶正越來越受到歡迎,不過,絕大部分洗發(fā)用品的瓶子還是不透明的PE瓶,只是個(gè)別瓶蓋改用透明PP材質(zhì)。今后高透明性的PP瓶和PET瓶將在洗發(fā)護(hù)發(fā)品包裝上獲得更多的應(yīng)用。
藥用塑料瓶主要是由PE和PP制成的,由于要考慮避光保存,PET瓶在這一領(lǐng)域的應(yīng)用受到一定限制。不過總的趨勢是使用量越來越大。部分生產(chǎn)中低速PET設(shè)備的廠家,已經(jīng)把目標(biāo)鎖定在藥品包裝上。
中空容器向大型化、多層化發(fā)展
100升以上的塑料中空容器已經(jīng)很普遍。國產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)可以生產(chǎn),并滿足需要。200升的PE桶甚至可以達(dá)到Ⅱ類海運(yùn)危規(guī)的要求,代替200升閉口鋼桶。1噸以上的PE塑料桶國內(nèi)也已經(jīng)有幾家生產(chǎn)企業(yè),這種包裝桶的推廣應(yīng)用,可望使之成為石化、化工等行業(yè)液體包裝的主要形式。
此外,大型中空容器正在向雙層和多層共擠方向發(fā)展。
塑料盤、酸奶杯和塑料托盤
塑料淺盤的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛,比如在快餐食品中經(jīng)常使用。這類淺盤絕大部分是由PP制成的,可以在微波爐中使用。此外,PP片材也是制造酸奶杯的主要材質(zhì)。不過,酸奶杯有使用PS片材制造的趨向。
塑料托盤質(zhì)輕、耐水,不易受蟲害影響,美觀、整潔,可反覆使用,有利於露天作業(yè)和存放。與木質(zhì)托盤相比,其硬度及周轉(zhuǎn)使用率可提高3-5倍。
塑料托盤有單面型和雙面型兩種型式,雙面型又分為整體式和組裝式兩種。目前國內(nèi)塑料托盤以注塑成型zui多,擠出–中空吹塑成型法次之,擠出成型產(chǎn)品使用還不太多,真空吸塑成型極少使用。
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