包裝材料的發(fā)展趨勢(shì)
科技的促進(jìn)材料的更新和進(jìn)步，消費(fèi)者觀念的轉(zhuǎn)變加快包裝產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步，相互協(xié)調(diào)進(jìn)一步加強(qiáng)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(dāng)然還有些材料極具發(fā)展?jié)摿?。本文結(jié)合新發(fā)展形勢(shì)，對(duì)包裝中的高新材料進(jìn)行掃描，為包裝客戶(hù)做一個(gè)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(lái)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(qiáng)度等性能都有明顯的提高和增強(qiáng)；在聚合物基納米復(fù)合包裝材料中，聚合物層狀無(wú)機(jī)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(kāi)始進(jìn)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(duì)于納米無(wú)機(jī)抗菌包裝材料，它具有明顯的特點(diǎn)：抗菌能力長(zhǎng)效、抗菌性能廣譜、殺抑率優(yōu)異、抗菌劑對(duì)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(qiáng)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(mén)。
金屬基復(fù)合技術(shù)進(jìn)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(jìn)入實(shí)驗(yàn)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(kuò)大，例如微生物(細(xì)菌)塑料、生物降解塑料、生光雙解型塑料都是當(dāng)今包裝世界的熱門(mén)話題。
4、有機(jī)硅及氟系材料
硅系高分子材料是21世紀(jì)的新材料。目前在分子設(shè)計(jì)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(kāi)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(jī)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(chē)、建筑、生物工程和其他高技術(shù)領(lǐng)域。下階段目標(biāo)是提高分子設(shè)計(jì)和合成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)有機(jī)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(jìn)展。例如：PTFE的高強(qiáng)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(wèn)世。
5、新型塑料及塑料合金
在我國(guó)主要開(kāi)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(guó)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(guó)外，PBT、PET合金發(fā)展最快，特別在汽車(chē)與自動(dòng)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(jī)硅、PBT／PPE、PBT／PET、PBT塑料合金用于制造特種高強(qiáng)度包裝容器的報(bào)道，而美國(guó)的PET合金(LCPl0%)性能優(yōu)于PET許多，也在包裝中開(kāi)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(lèi)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(zhǎng)、超級(jí)薄、超級(jí)極??；多孔穴化；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(lèi)：(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(jī)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(lèi)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(duì)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(duì)塑料薄膜進(jìn)行處理；對(duì)電解鐵箔進(jìn)行表面改性，強(qiáng)化材料性能等。
9、有機(jī)光電子材料
有機(jī)光電子高分子材料新研制的品種有：有機(jī)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(lèi)、苯甲酸乙烯酯類(lèi)等)亦有長(zhǎng)足的進(jìn)展，因此有機(jī)光電子材料在特種包裝中的應(yīng)用很有潛力。
10、樹(shù)脂基復(fù)合材料
以樹(shù)脂為基體，如各種纖維、粒裝或薄膜進(jìn)行復(fù)合的高分子復(fù)合材料種類(lèi)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(qiáng)材料，或者不同樹(shù)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(qiáng)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(jī)層復(fù)合、共擠復(fù)合、混合復(fù)合等類(lèi)型的復(fù)合材料。
樹(shù)脂基復(fù)合材料的發(fā)展趨勢(shì)：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(dāng)?shù)牟牧虾妥罴压に囈越档蛷?fù)合材料成本；三是研制開(kāi)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(chǎng)來(lái)決定；
積極進(jìn)取，勇于探索是每個(gè)圣和人愿意為之努力的方向，我們樂(lè)意在新材料、新技術(shù)上奉獻(xiàn)我們熱情。
我們對(duì)新材料的發(fā)現(xiàn)一向比較敏銳，在新材料的實(shí)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(shí)驗(yàn)性測(cè)試一直在進(jìn)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(dòng)化加工可行性，以及成品的功能性試驗(yàn)，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(lái)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(qiáng)度等性能都有明顯的提高和增強(qiáng)；在聚合物基納米復(fù)合包裝材料中，聚合物層狀無(wú)機(jī)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(kāi)始進(jìn)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(duì)于納米無(wú)機(jī)抗菌包裝材料，它具有明顯的特點(diǎn)：抗菌能力長(zhǎng)效、抗菌性能廣譜、殺抑率優(yōu)異、抗菌劑對(duì)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(qiáng)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(mén)。
金屬基復(fù)合技術(shù)進(jìn)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(jìn)入實(shí)驗(yàn)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(kuò)大，例如微生物(細(xì)菌)塑料、生物降解塑料、生光雙解型塑料都是當(dāng)今包裝世界的熱門(mén)話題。
4、有機(jī)硅及氟系材料
硅系高分子材料是21世紀(jì)的新材料。目前在分子設(shè)計(jì)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(kāi)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(jī)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(chē)、建筑、生物工程和其他高技術(shù)領(lǐng)域。下階段目標(biāo)是提高分子設(shè)計(jì)和合成技術(shù)，實(shí)現(xiàn)有機(jī)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(jìn)展。例如：PTFE的高強(qiáng)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(wèn)世。
5、新型塑料及塑料合金
在我國(guó)主要開(kāi)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(guó)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(guó)外，PBT、PET合金發(fā)展最快，特別在汽車(chē)與自動(dòng)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(jī)硅、PBT／PPE、PBT／PET、PBT塑料合金用于制造特種高強(qiáng)度包裝容器的報(bào)道，而美國(guó)的PET合金(LCPl0%)性能優(yōu)于PET許多，也在包裝中開(kāi)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(lèi)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(zhǎng)、超級(jí)薄、超級(jí)極??；多孔穴化；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(lèi)：(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(jī)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(lèi)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(duì)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(duì)塑料薄膜進(jìn)行處理；對(duì)電解鐵箔進(jìn)行表面改性，強(qiáng)化材料性能等。
9、有機(jī)光電子材料
有機(jī)光電子高分子材料新研制的品種有：有機(jī)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(lèi)、苯甲酸乙烯酯類(lèi)等)亦有長(zhǎng)足的進(jìn)展，因此有機(jī)光電子材料在特種包裝中的應(yīng)用很有潛力。
10、樹(shù)脂基復(fù)合材料
以樹(shù)脂為基體，如各種纖維、粒裝或薄膜進(jìn)行復(fù)合的高分子復(fù)合材料種類(lèi)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(qiáng)材料，或者不同樹(shù)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(qiáng)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(jī)層復(fù)合、共擠復(fù)合、混合復(fù)合等類(lèi)型的復(fù)合材料。
樹(shù)脂基復(fù)合材料的發(fā)展趨勢(shì)：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(dāng)?shù)牟牧虾妥罴压に囈越档蛷?fù)合材料成本；三是研制開(kāi)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(chǎng)來(lái)決定；
積極進(jìn)取，勇于探索是每個(gè)圣和人愿意為之努力的方向，我們樂(lè)意在新材料、新技術(shù)上奉獻(xiàn)我們熱情。
我們對(duì)新材料的發(fā)現(xiàn)一向比較敏銳，在新材料的實(shí)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(shí)驗(yàn)性測(cè)試一直在進(jìn)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(dòng)化加工可行性，以及成品的功能性試驗(yàn)，抗腐蝕性、材料韌度、透明度等等都有系統(tǒng)的研究。
