楊鑠冰 楊濤

（江南大學(xué)化學(xué)與材料工程學(xué)院）

1. 前言

多層共擠出復(fù)合薄膜是一種新型的包裝材料，它可以彌補(bǔ)單層塑料薄膜的性能缺陷，發(fā)揮每層材料的長處，達(dá)到取長補(bǔ)短的目的，具備更優(yōu)的綜合性能和突出的某些包裝特性，是當(dāng)前滿足包裝內(nèi)容物特殊要求的最理想薄膜材料之一。通過不同材料的層級(jí)間有效搭配和組合，薄膜可以同時(shí)擁有多種包裝材料的特性，如阻隔性能、高強(qiáng)度、好的熱封性、低成本等，從而使薄膜具有更高的性價(jià)比。多層共擠出復(fù)合薄膜在食品、醫(yī)藥、日化品、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等多個(gè)包裝領(lǐng)域已有廣泛應(yīng)用，且發(fā)展前景良好。

多層共擠出復(fù)合薄膜是將兩種或兩種以上的樹脂及其配混物，分別加入兩臺(tái)或多臺(tái)擠出機(jī)中，分別熔融擠出后，通過各自的流道在（扁平狀或環(huán)狀）模頭內(nèi)或模頭外匯合，經(jīng)進(jìn)一步成型及冷卻后，制備成多層復(fù)合薄膜。由于使用不同的生產(chǎn)設(shè)備，共擠出復(fù)合薄膜可分為共擠出流延復(fù)合薄膜和共擠出吹塑復(fù)合薄膜兩種。

實(shí)現(xiàn)多層共擠出復(fù)合，除了保證共擠出復(fù)合過程順利進(jìn)行的新技術(shù)和新設(shè)備出現(xiàn)外，原料的選取和科學(xué)使用也是十分重要的因素。共擠出，特別是復(fù)合過程中，需要考慮不同物料熔體之間的溫度、粘度差異及相互影響，對(duì)復(fù)合薄膜產(chǎn)品質(zhì)量的不良作用；相鄰兩層的物料極性和表面性能差異，對(duì)復(fù)合后薄膜層間牢固程度的影響等等。此外，與擠出單一原料相比，有些共擠出物料需要有較高的擠出溫度和較長的滯留時(shí)間，需要選用差異較大的擠出加工裝備和工藝。在共擠出復(fù)合薄膜的發(fā)展歷程中，粘合劑的開發(fā)及使用，對(duì)共擠出復(fù)合薄膜的市場化發(fā)展起到了極大的推動(dòng)作用。總之，多層共擠出復(fù)合技術(shù)的發(fā)展，是與原材料的不斷進(jìn)步和更新密不可分的。

2. 多層共擠出復(fù)合薄膜的主要結(jié)構(gòu)形式

多層共擠出復(fù)合薄膜最初結(jié)構(gòu)為二到三層，多以聚烯烴組合為主，此階段應(yīng)用較多的結(jié)構(gòu)有：聚乙烯/聚乙烯、聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯共聚物/聚乙烯、聚乙烯/乙烯-醋酸乙烯共聚物/聚丙烯。

后來隨著阻隔、熱封等性能要求提升，尼龍、乙烯-乙烯醇共聚物、聚酯、聚 4-甲基戊稀-1等材料也逐步作為復(fù)合層，應(yīng)用到共擠出復(fù)合膜中。共擠出復(fù)合膜的層數(shù)也從二、三層發(fā)展到五層以上，目前最多已達(dá)十一層、十三層。

常見的五層與七層 EVOH復(fù)合阻隔薄膜結(jié)構(gòu)。五層復(fù)合膜：LDPE/粘合層/EVOH/粘合層/LDPE（PP）；七層復(fù)合膜：PE/粘合層/EVOH/EVOH/EVOH/粘合層/PE，或 PE/粘合層/EVOH/EVOH/粘合層/PE/PE。

多層共擠出復(fù)合薄膜不管其層數(shù)有多少，依據(jù)薄膜各層的實(shí)際作用，一般可分為基層、功能（阻隔）層、粘合層。

基層，一般置于多層復(fù)合薄膜的內(nèi)、外表面，具有較好的物理機(jī)械性能、成型加工性能，熱封層還需具有良好的熱封性能和熱焊接性能，其成本相對(duì)低廉，對(duì)功能層具有良好的保護(hù)和支撐作用，在復(fù)合薄膜中占比最高，決定了復(fù)合薄膜的整體剛性?；鶎硬牧弦跃垡蚁↙DPE、HDPE、LLDPE）、聚丙烯、乙烯-醋酸乙烯共聚物、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚苯乙烯等為主。

功能層，包裝薄膜的共擠出功能層多為阻隔層，一般置于多層復(fù)合薄膜的中間，主要選用PVDC、EVOH、MXD6等高阻隔樹脂。

粘合層，一般處于多層復(fù)合薄膜的基層與功能（阻隔）層之間；有些親和力較差的不同種類樹脂共擠出時(shí)，也需要在這兩層之間增設(shè)粘合層，增強(qiáng)兩層膜間的粘合力，以便形成“一體化”的復(fù)合薄膜。粘合層使用粘合樹脂，一般為離子型聚合物，馬來酸酐、丙烯酸酯類的帶極性支鏈的聚合物等。

3. 多層共擠復(fù)合薄膜基層常用塑料材料

3.1 聚乙烯（PE）

聚乙烯是一種熱塑性塑料，是塑料薄膜重要基礎(chǔ)原料。按其工業(yè)生產(chǎn)方法，分為高壓、中壓、低壓等不同產(chǎn)品品種。生產(chǎn)方法不同，其分子結(jié)構(gòu)也有很大差異，產(chǎn)品性能也有較明顯的差別。

3.1.1 低密度聚乙烯（LDPE）

低密度聚乙烯密度范圍為0.910～0.925g/cm3。分子結(jié)構(gòu)為主鏈上帶有長、短不同支鏈的支鏈型分子。在主鏈上每1000個(gè)碳原子中約帶有50個(gè)以下的乙基、丁基或更長的支鏈。與高密度和中密度聚乙烯相比，它具有較低的結(jié)晶度（55%～65%），較低的軟化點(diǎn)（108oC～126oC）以及較寬的熔體指數(shù)（0.2～80g/10min）。低密度聚乙烯具有良好的柔軟性、延伸性和透明性，主要用于制造薄膜。

3.1.2 高密度聚乙烯（HDPE）

高密度聚乙烯密度范圍為0.941～0.965g/cm3。分子結(jié)構(gòu)為線型結(jié)構(gòu)，支鏈少，平均每1000個(gè)碳原子僅含有幾個(gè)支鏈。與低密度聚乙烯相比，高密度聚乙烯結(jié)晶度達(dá)80%～90%，密度大，使用溫度較高，硬度和機(jī)械強(qiáng)度較大，耐化學(xué)性能好。高密度聚乙烯可用于制造高強(qiáng)度超薄薄膜，做食品、農(nóng)副產(chǎn)品和紡織品的包裝材料。

3.1.3 中密度聚乙烯（MDPE）

中密度聚乙烯密度范圍為0.926～0.940g/cm3，分子結(jié)構(gòu)中支鏈數(shù)介于高密度聚乙烯和低密度乙烯之間，為線型高分子。結(jié)晶度為70%～75%，軟化溫度為110oC～115oC，除兼有高、低密度聚乙烯的性能外，還具有優(yōu)良的抗應(yīng)力開裂性、剛性及耐熱性，適宜生產(chǎn)高速自動(dòng)包裹用薄膜。

3.1.4 線型低度密度聚乙烯（LLDPE）

線型低密度聚乙烯密度范圍為 0.910～0.925g/cm3。由于其分子側(cè)鏈為短支鏈，分子結(jié)構(gòu)介于線型高密度聚乙烯和帶有長支鏈的高壓法低密度聚乙烯之間，所以其物理機(jī)械性能優(yōu)于普通低密度聚乙烯。其拉伸強(qiáng)度比普通低密度聚乙烯高50%～70%，伸長率高50%以上，耐沖擊強(qiáng)度、穿刺強(qiáng)度及耐低溫沖擊性能也比低密度聚乙烯好。而且，其使用溫度范圍寬，允許使用溫度比低密度聚乙烯高 10oC～15oC。但低密度聚乙烯比線性聚乙烯具有更好的透明性、光澤度和熱封性。線性低密度聚乙烯的典型用途是制作拉伸粘附膜、雜貨袋和重包裝袋。人們經(jīng)常將低密度聚乙烯和線性低密度聚乙烯共混使用，以使材料性能得到優(yōu)化，兼具兩種材料的優(yōu)點(diǎn)，其中線性低密度聚乙烯增加強(qiáng)度，低密度聚乙烯增加熱封性和加工性。

3.1.5 茂金屬聚乙烯

茂金屬聚乙烯是采用茂金屬催化劑合成的一類聚乙烯新品種，主要產(chǎn)品為線性低密度聚乙烯和超低密度聚乙烯。茂金屬聚乙烯根據(jù)結(jié)構(gòu)和用途不同，一般分為兩個(gè)系列，一個(gè)是以包裝領(lǐng)域?yàn)橹饕繕?biāo)的薄膜級(jí)，一個(gè)是以1-辛烯為共聚單體的熱塑體。薄膜級(jí)茂金屬聚乙烯具有較低的熔點(diǎn)和明顯的熔區(qū)，在韌性、透明度、熱粘性、熱封溫度、低氣味等方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)聚乙烯。

3.1.6 雙峰分子量分布聚烯烴

雙峰分子量分布聚乙烯是指分子量分布曲線呈雙峰型的聚乙烯，它的開發(fā)解決了聚乙烯樹脂的可加工性和力學(xué)性能的矛盾，平衡了材料的剛性和韌性，使材料具有良好的抗應(yīng)力開裂性能。雙峰分子量分布聚乙烯在包裝薄膜領(lǐng)域具有良好應(yīng)用前景。

3.2 聚丙烯（PP）

聚丙烯是由丙烯單體聚合而得，相對(duì)分子量為10萬～30萬。聚丙烯密度為0.90～0.91g/cm3，是通用塑料中最輕的一種。聚丙烯無毒，無味，透明度高，力學(xué)性能、表面強(qiáng)度、耐磨擦性、耐化學(xué)腐蝕性、防潮性均很好；在室溫及以上溫度下沖擊強(qiáng)度好，耐低溫性能不如聚乙烯，低溫下易脆裂是聚丙烯主要缺點(diǎn)。聚丙烯易帶靜電，印刷性能欠佳。聚丙烯通常有均聚和共聚兩類產(chǎn)品。

3.2.1 均聚聚丙烯

均聚聚丙烯的密度范圍 0.89～0.91g/cm3，其熔體指數(shù)范圍在0.5～50g/min。在很寬的流動(dòng)速率范圍內(nèi)都有非常好的流動(dòng)性能，因此，具有很好的加工性。均聚聚丙烯是非常好的濕氣阻隔材料，具有中等透明度。吹塑法和流延法制作的薄膜，能夠通過取向獲得較好的光學(xué)性能和更高的強(qiáng)度。由于聚丙烯結(jié)晶較快，吹塑膜的生產(chǎn)必須采用水驟冷或芯模驟冷工藝。

3.2.2 共聚聚丙烯

無規(guī)共聚聚丙烯中通常含有1.5wt%～1.7wt%的乙烯共聚單體，其結(jié)構(gòu)類同于等規(guī)聚丙烯中無序插入若干乙烯基基團(tuán)的結(jié)構(gòu)。主鏈上無規(guī)嵌入的乙烯基團(tuán)，降低了等規(guī)聚丙烯的規(guī)整結(jié)構(gòu)，使結(jié)晶度降低，從而具有低熔點(diǎn)，高透明度及柔軟的性能。相比均聚聚丙烯，其密度有所下降，約為0.89～0.901g/cm3。無規(guī)共聚聚丙烯具有很好的耐酸、堿、醇及低沸點(diǎn)的烴的性能，但不適合包裝芳香烴。具有很好的濕氣阻隔性能。無規(guī)共聚聚丙烯可以通過吹塑和流延兩種方式加工薄膜產(chǎn)品。未取向無規(guī)聚丙烯共聚物薄膜柔軟并易于熱封。取向聚丙烯薄膜（共聚物和均聚物）的強(qiáng)度、透明度和光澤度都比未取向薄膜有所提高。取向聚丙烯膜主要應(yīng)用于收縮包裝。含有 7%乙烯的共聚物常被用作食品包裝的熱封層。

3.2.3 茂金屬聚丙烯

茂金屬聚丙烯是十分適合薄膜和片材擠出成型的一種原料。具有高熔體強(qiáng)度，卓越的加工性能和高沖擊強(qiáng)度、刺穿強(qiáng)度、硬度及強(qiáng)的力學(xué)性能，良好的耐熱性和機(jī)械加工性能。如陶氏INSPIRE產(chǎn)品，用于擠出吹塑薄膜，可以提高產(chǎn)量和膜泡穩(wěn)定性，保證薄膜厚薄均勻。產(chǎn)品表現(xiàn)出高硬度、高透明度，卓越的密封性和阻隔性。

3.3 乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）

乙烯-醋酸乙烯共聚物是乙烯和醋酸乙烯（乙酸乙烯）單體共聚產(chǎn)物，醋酸乙烯（VA）含量在5%～50%的乙烯-醋酸乙烯共聚物具有商業(yè)實(shí)用價(jià)值。它的特性主要取決于醋酸乙烯的含量。對(duì)大多數(shù)食品包裝材料，醋酸乙烯含量推薦控制在5%～20%。

乙烯-醋酸乙烯性能主要取決于醋酸乙烯含量和聚合物分子量。隨著醋酸乙烯含量增大，結(jié)晶度減小，粘附強(qiáng)度增大，熱封性增強(qiáng)，但密度增大，透光率增強(qiáng)，低溫柔軟性更好，沖擊強(qiáng)度增加。提高樹脂的平均分子量，可以引起粘度、韌性、熱封強(qiáng)度、熱粘性和柔軟性的提升。

由于具有良好的粘結(jié)性和易加工性，乙烯-醋酸乙烯常用于擠出涂布，作為熱封層與聚酯、拉伸聚乙烯或玻璃紙擠出復(fù)合；作為聚偏二氯乙烯樹脂與聚乙烯樹脂共擠出薄膜用粘合劑。這類產(chǎn)品一般用來包裝奶酪和藥品。此外，由于乙烯-醋酸乙烯具有較好的低溫韌性，這對(duì)冷凍包裝、肉和家禽的收縮包裝非常有利，也是其成為這類包裝薄膜的共擠原料。

3.4 聚苯乙烯（PS）

聚苯乙烯是由苯乙烯單體聚合而成。由于苯環(huán)取代基的體積較大，顯著阻礙了分子鏈的旋轉(zhuǎn)，所以聚苯乙烯是硬度很大的脆性材料。聚苯乙烯均聚物主要有通用級(jí)聚苯乙烯（GPPS）、高抗沖擊級(jí)聚苯乙烯（HIPS）和可發(fā)性聚苯乙烯（EPS）。

包裝中使用的聚苯乙烯是無規(guī)立構(gòu)的，無定形聚合物。聚苯乙烯密度為1.05g/cm3，Tg為74～105℃。聚苯乙烯具有很好的透明性，透光率為87%～92%，其透光性僅次于有機(jī)玻璃。易于染色和加工，吸濕性低，尺寸穩(wěn)定性、電絕緣和熱絕緣性能極好。聚苯乙烯可溶解于許多溶劑中，如苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、鄰二氯苯等。對(duì)水和空氣阻隔作用較差。

聚苯乙烯薄膜主要是信封窗口、水果硬糖包裝紙、標(biāo)簽和其它賽璐珞代用品。利用乙烯-苯乙烯共聚物改性聚苯乙烯是近十年來發(fā)展的聚苯乙烯新品種，不僅替代SBC和高抗沖聚丙烯，還廣泛應(yīng)用于氣調(diào)包裝的透氣薄膜生產(chǎn)。

3.5 聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）

3.5.1普通聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）

聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂系結(jié)晶型聚合物，密度為 1.30～1.38g/cm3，熔點(diǎn)為 255oC～260oC，難燃，著火點(diǎn)為480℃，裂解溫度在420℃。

聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂具有很好的韌性，其薄膜拉伸強(qiáng)度可與鋁箔相媲美，為聚乙烯的9倍，聚碳酸酯和尼龍的3倍。在較寬的溫度范圍內(nèi)，保持其優(yōu)良的物理機(jī)械性能，使用溫度范圍寬，為-20o～80Co。聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂有較好的氧氣和二氧化碳阻隔性，經(jīng)過雙軸取向可進(jìn)一步提高這些性能。制品成型收縮率較大，在0.7%～1.0%的范圍內(nèi)；吸水性低，不大于0.13%。

聚對(duì)苯二甲酸乙二醇脂常用于包裝食品、精鎦酒精、碳酸飲料、非碳酸飲料和化妝品等，典型的食品油芥末、花生黃油、調(diào)味品、食用油、果醬、雞尾酒等。結(jié)晶PET（CPET）是用于制作冷凍食品微波加熱容器的基本材料。雙軸取向的PET常用于肉類和奶酪的包裝，也常作快餐食品多層包裝材料的基層。在紙板上涂覆PET可制成用于烤箱加熱的紙板，用于冷凍食品加熱等場合。PET袋可用于蒸煮食品包裝袋和醫(yī)療消毒袋等。

3.5.2 1,4-環(huán)己烷二甲醇共聚改性聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PETG）

PETG是1,4-環(huán)己烷二甲醇（CHDM）、乙二醇和對(duì)苯二甲酸的共聚物，一般用量不大于50%（摩爾分?jǐn)?shù)）的CHDM改性聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯，行業(yè)統(tǒng)稱為PETG，是共聚改性PET品種中應(yīng)用比較廣泛的產(chǎn)品之一。主要生產(chǎn)商是美國Eastman和韓國SK公司。

由于其生產(chǎn)過程中，一定數(shù)量的乙二醇被CHDM所取代，使PET分子結(jié)構(gòu)的規(guī)整性受到破壞，結(jié)晶傾向大幅降低，所以，PETG產(chǎn)品具有較低的結(jié)晶速率、甚至不結(jié)晶。同時(shí)，CHDM鏈段引入，使共聚聚酯的熔體粘度和強(qiáng)度增加，大幅提高了共聚酯的加工性能。

常規(guī)PETG產(chǎn)品為無定形、透明、無色、無味、無毒，具有較高的硬度和低溫韌性，較好的耐化學(xué)藥品性，良好的氧氣、二氧化碳阻隔能力，可以采用吹塑、擠出、注塑等各種常規(guī)塑料成型方式加工。膜級(jí)PETG可以作為共擠出基層材料加工生產(chǎn)復(fù)合薄膜。

3.6 聚碳酸酯（PC）

聚碳酸酯是分子鏈中含有碳酸酯結(jié)構(gòu)的樹脂的總稱，通常指雙酚A型的聚碳酸酯。雙酚A型聚碳酸酯是無定形聚合物，是無色或微黃色透明顆粒，無味、無臭、無毒。密度為 1.2g/cm3，吸水率小于 0.16%，透明率為 75%～90%，折光指數(shù)（25oC）1.5890，可制成透明、半透明，不透明的各種制品，帶有較亮的微黃色調(diào)。

聚碳酸酯具有優(yōu)異的沖擊強(qiáng)度和耐蠕變性，拉伸強(qiáng)度和彈性模量也較高，能在較高的溫度范圍內(nèi)保持較高的力學(xué)強(qiáng)度；不足是它的疲勞強(qiáng)度和耐磨性差。聚碳酸酯既有良好的耐寒性，又有良好的耐熱性。它的脆化溫度為-100℃，最高使用溫度為125℃，可在-60～120℃下長期使用。

聚碳酸酯可以用注塑、擠出、吹塑等成型方法加工，也可以借助膠粘劑與EVOH或聚酰胺共擠出。聚碳酸酯能與聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯進(jìn)行復(fù)合或共擠出。

3.7 聚氯乙烯（PVC）

聚氯乙烯樹脂是由氯乙烯單體經(jīng)均聚而成的高聚物。聚氯乙烯樹脂按不同聚合方法分為懸浮法樹脂、乳液法樹脂、本體法樹脂、微懸浮法樹脂及溶劑法樹脂。目前，以懸浮法樹脂應(yīng)用量最大，其次是乳液法樹脂。在包裝領(lǐng)域中80%商品PVC是采用懸浮法聚氯乙烯樹脂。

聚氯乙烯樹脂是一種白色粉末，粒徑為60～250μm，表觀密度為 0.40～0.60g/cm3，密度在1.35～1.45g/cm3之間，折光率為1.544（20℃），吸水率≤0.5%。不溶于水、酒精、汽油，能溶脹或溶解于醚、酮、氯化脂肪烴和芳香烴；常溫下有較強(qiáng)的耐酸性，可耐任何濃度的鹽酸，90%以下的硫酸，50%～60%的硝酸及 20%以下的燒堿溶液，對(duì)鹽類穩(wěn)定；在火焰上能燃燒，離開火焰即熄滅；介電絕緣性能良好。

聚氯乙烯樹脂是一種非結(jié)晶、極性的高分子聚合物，熱塑性。其玻璃化溫度依分子量大小為75～105℃。其軟化溫度和熔融溫度較高，純聚氯乙烯樹脂一般在160～210℃時(shí)才可塑化加工，由于大分子之間的極性鍵使聚氯乙烯顯示出硬而脆的性能。而且，聚氯乙烯分子內(nèi)含有氯的基團(tuán)，當(dāng)溫度達(dá)到 120℃時(shí)，純聚氯乙烯即開始出現(xiàn)脫氯化氫反應(yīng)，會(huì)導(dǎo)致聚氯乙烯熱降解。因此，在加工時(shí)須加入穩(wěn)定劑、增塑劑等各種助劑，改性后才能生產(chǎn)各種聚氯乙烯制品。

聚氯乙烯塑料制品是以聚氯乙烯樹脂為主要原料，再按制品性能和應(yīng)用條件，加入適量的輔助材料（如穩(wěn)定劑、增塑劑、潤滑劑、改性劑、填充劑等），在一定工藝條件下而成型的制品。按增塑劑添加量多少，聚氯乙烯制品可分為硬質(zhì)、半硬質(zhì)和軟質(zhì)聚氯乙烯塑料。

聚氯乙烯加工可以采用傳統(tǒng)方法如注塑、擠出、壓延、吹膜、中空吹塑等。包裝用PVC薄膜一般采用壓延工藝，壓延后再單軸或雙軸拉伸定向；或采用扁平口模擠出工藝；或通過圓形口模擠吹工藝生產(chǎn)。薄膜軟硬度根據(jù)產(chǎn)品需要，通過增塑劑和改性劑調(diào)整，可以生產(chǎn)出從十分柔軟到硬質(zhì)的包裝材料。PVC薄膜適合用于包裝食物、藥品和服裝，以及較硬的商品，比如家俱、日用品、工業(yè)品、電子產(chǎn)品等。用于包裝農(nóng)產(chǎn)品、肉類、禽肉的是厚度只有0.013～0.025mm的柔軟薄膜（吹塑，增塑劑含量75PHR左右），保鮮膜、纏繞膜。當(dāng)然，對(duì)于醫(yī)療、藥品和食物用途的包裝，都應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格符合相應(yīng)的法規(guī)，如FDA規(guī)定。對(duì)于藥品的包裝，更需符合相應(yīng)藥典的規(guī)定。按照工信部122文規(guī)定，PVC薄膜已被列入接觸食品、飲品包裝材料的淘汰類產(chǎn)品，將被限制使用。

由于環(huán)保及產(chǎn)品性能等方面的原因，當(dāng)前PVC薄膜在食品包裝和農(nóng)膜方面的應(yīng)用受到了一定制約和限制，逐漸被PE、PET等其它塑料薄膜產(chǎn)品所取代。PVC膜需求逐年下降，軟質(zhì)聚氯乙烯薄膜在PVC制品中占比已從21世紀(jì)初期的15%左右，下降到如今的5%左右。但由于性價(jià)比優(yōu)異，在非食品包裝領(lǐng)域，仍具有很高的市場占有率，廣泛應(yīng)用于床上用品、玩具用品、工業(yè)用品的軟包裝等。

4. 多層共擠出復(fù)合薄膜主要功能層原料

4.1 乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）

乙烯-乙烯醇共聚物是一種集乙烯聚合物的加工性和乙烯醇聚合物的氣體阻隔性于一體的高分子材料。乙烯-乙烯醇共聚物是高結(jié)晶體，其性質(zhì)主要取決于其共聚單體的相對(duì)濃度。一般情況下，當(dāng)乙烯含量增加時(shí)，氣體阻隔性能下降，阻濕性能增加，樹脂更易加工。目前使用的典型產(chǎn)品含有27%～48%（mol分?jǐn)?shù)）的乙烯。

乙烯-乙烯醇共聚物最重要的特性是對(duì)氧氣和氣味的卓越阻隔性能。含有乙烯-乙烯醇的包裝材料對(duì)氣味有很好的保持作用，并能防止由于氧氣和包裝物反應(yīng)引起質(zhì)量損失。乙烯-乙烯醇對(duì)油和有機(jī)氣體也有很好的阻隔作用。當(dāng)滲透物的極性增大時(shí)，這種阻隔作用有所降低。例如，乙烯-乙烯醇對(duì)線型烴類和芳香烴的阻隔作用很突出，但對(duì)乙醇和甲醇的阻隔作用就很低，乙烯-乙烯醇可以吸收高達(dá)約12%的乙醇。

乙烯-乙烯醇樹脂可以熔融加工，而且具有很高的強(qiáng)度、韌性和透明度。它可以同 PE、PP、PET、尼龍和其它樹脂進(jìn)行共擠出和層合加工。乙烯-乙烯醇樹脂對(duì)大多數(shù)聚合物的附著力很差，為克服這一困難，需使用特殊設(shè)計(jì)的粘接樹脂或“連接樹脂”。但尼龍除外，無需使用粘接樹脂，乙烯-乙烯醇樹脂就可以很好地粘附到尼龍上。由于具有水氣敏感性，通常是通過共擠出將乙烯-乙烯醇作為中間層置于包裝材料中，兩外層則采用聚烯烴或其它水氣阻隔好的聚合物。為了得到更好的擠出復(fù)合效果，典型的乙烯-乙烯醇復(fù)合薄膜，還在乙烯-乙烯醇層和聚烯烴層之間設(shè)置一個(gè)粘結(jié)層。

4.2 聚酰胺（PA）

聚酰胺（Polyamide）俗稱尼龍，是五大工程塑料之一。是一種線型的、具有熱塑性的縮聚聚酰胺，其分子鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)—[NHCO]—。通常，尼龍是透明的，可熱成型，有良好的耐化學(xué)腐蝕性和良好的空氣、礦物油、芳香物阻隔性。它們具有良好的親水性，對(duì)水汽敏感，將其置于常溫環(huán)境下，尼龍很容易吸收達(dá)自身質(zhì)量6%～8%的水。

根據(jù)聚合單體的不同，尼龍分為不同品種，主要品種PA6和PA66占絕對(duì)主導(dǎo)地位；其次是PA11、PA12、PA610、PA612，另外還有 PA1010、PA46、PA7、PA9、PA13。新品種有尼龍 6I、尼龍9T、特殊尼龍MXD6（阻隔性樹脂）等。

由于尼龍的-C=O和-NH-官能團(tuán)之間存在較強(qiáng)的氫鍵作用，使尼龍分子鏈與鏈之間緊密地連接在一起，形成高結(jié)晶度、高熔融溫度的熱塑性樹脂。尼龍可以采用傳統(tǒng)的擠出方法熔融加工，可以用流延方法或吹塑方法加工成薄膜。雙軸取向的尼龍薄膜具有更優(yōu)的抗開裂性、力學(xué)性能和阻隔性能。尼龍常與其它塑料材料共擠出，以增加材料的強(qiáng)度和韌性。為了提供熱封性、濕氣阻隔性，并降低成本，通常與聚烯烴、離聚物或EVA共擠出。

4.2.1 支鏈尼龍6

支鏈尼龍 6樹脂是取代共聚尼龍的一個(gè)品種，如DSM公司的AKULON XP等。支鏈化尼龍6樹脂減小了與不同共擠出材料（聚乙烯）之間的粘度和彈性差異，使復(fù)合薄膜不同材料層的結(jié)構(gòu)分布不受模具設(shè)計(jì)的影響，在流延加工過程中頸縮小、厚度分布均勻、生產(chǎn)速度快；吹膜加工過程中，有助于膜泡穩(wěn)定。

4.2.2 改進(jìn)型尼龍6

改進(jìn)型尼龍6樹脂是取代共聚尼龍6/66樹脂的一個(gè)品種。如Grilon FG系列產(chǎn)品、Grivory G21等。改進(jìn)型尼龍6樹脂的單層薄膜在高濕度、高溫和蒸煮條件下，具有良好的氧氣阻隔性、高透明性、高紫外線阻隔性、良好的熱成型性和優(yōu)異的熱成型收縮性。與常規(guī)的均聚或共聚尼龍6/66相比，最突出的優(yōu)點(diǎn)是在高濕度條件及高溫條件下，仍表現(xiàn)出極好的氧氣阻隔性能。由于其具有良好的阻隔性，在共擠出復(fù)合薄膜中可以降低尼龍層的厚度，最多可達(dá)50%。

改進(jìn)型尼龍6與聚丙烯、聚乙烯、乙烯-乙烯醇共聚物相比，可以提高吹塑薄膜的光學(xué)性能。改進(jìn)型尼龍6樹脂（Grivory G21）還具有極弱的香味吸收性能，可以作為保香功能包裝材料。

4.2.3 特殊尼龍MXD6

特殊尼龍 MXD6是間苯二甲胺和己二酸的縮聚產(chǎn)物，是一種結(jié)晶性芳香族尼龍。在較寬的溫度范圍內(nèi)保持高強(qiáng)度、高剛性；吸水性低，吸水后尺寸變化小，機(jī)械強(qiáng)度下降少；對(duì)氧氣、二氧化碳等氣體具有優(yōu)異的阻隔性，氧氣滲透率為0.068cm3/(m2?24h?atm)(23℃，相對(duì)濕度為 0)，僅為普通尼龍的1/10，還具有良好的透明性和耐穿刺性。在常溫和相對(duì)濕度為0情況下，尼龍MXD6的阻隔性比不上聚偏二氯乙烯和乙烯-乙烯醇共聚物，但隨著溫度、濕度增高，尼龍MXD6阻隔性保持效果好的特點(diǎn)得以體現(xiàn)，下降幅度最小。其在高濕度條件下，仍能保持高阻隔性。尼龍MXD6是FDA認(rèn)可的食品衛(wèi)生性材料。

尼龍MXD6可以直接與傳統(tǒng)的尼龍6或尼龍66混合生產(chǎn)薄膜，也可以與聚酯混合生產(chǎn)薄膜。

尼龍 MXD6主要用于有高阻透性要求的包裝薄膜，其熱性能接近聚酯，且兩者的相容性好，用聚酯和尼龍 MXD6共混生產(chǎn)的拉伸薄膜可用于多種商品的阻透性包裝。尼龍MXD6可與其它樹脂復(fù)合共擠出薄膜，用于阻氣性要求很高的食品包裝。

4.2.4 無定形尼龍

無定形尼龍樹脂是一種符合 ISO指定的6I/6T無定形、半芳香族的共聚尼龍。如，Selar PA系列產(chǎn)品。它們具有良好的氧氣、二氧化碳阻隔性（尤其在高濕度條件下）、優(yōu)越的光學(xué)性能、熔合強(qiáng)度優(yōu)于尼龍 6、加工溫度范圍廣泛，加工過程簡單、有彈性。作為一種理想的阻隔材料，適合作為尼龍6的改性劑，可以與尼龍6或其它共聚尼龍直接干混使用，無需擠出造粒。共擠出時(shí)，一般要求使用樹脂類粘合劑，如杜邦的Bynel。

4.3 聚偏二氯乙烯共聚物（PVDC）

聚偏二氯乙烯是偏二氯乙烯的均聚物，由于其熔點(diǎn)為388～401℃，但它在205℃時(shí)就會(huì)分解。這些特點(diǎn)使偏二氯乙烯均聚物無法熔融加工。因此，所有具有商品價(jià)值的聚偏二氯乙烯樹脂都是共聚物。在包裝中應(yīng)用的PVDC，其商品名為薩綸，是偏二氯乙烯和氯乙烯的共聚物。

聚偏二氯乙烯共聚樹脂呈淡黃色、粉末狀，其制品除有塑料的一般性能外，還具有自熄性、耐油性、保味性以及優(yōu)異的防潮、防霉等性能，同時(shí)具有優(yōu)良的印刷和熱封性能。聚偏二氟乙烯對(duì)氧、水均具有良好的阻隔性，不足的是其成膜性差，加工成本高，單純薄膜的強(qiáng)度差。聚偏二氯乙烯分子量范圍在 65000～150000之間，與乙烯-乙烯醇相比，偏氯乙烯共聚物最明顯的特征是耐化學(xué)腐蝕性和很低的氣體和液體透過率。

聚偏二氯乙烯共聚物可以根據(jù)包裝材料的不同要求，采用擠出、共擠出、吹膜、流延薄膜、注塑、層合、涂層等不同成型方法加工。其產(chǎn)品主要應(yīng)用在食品包裝領(lǐng)域中作為水氣、空氣、香味和香氣的阻隔材料。單層膜可用于工業(yè)品、食品、藥品和化妝品的日用包裝。多層膜通常是與聚烯烴共擠而成，常用于包裝肉類、奶酪和其它對(duì)水蒸氣或空氣敏感的食品。含有 10%～20%的PVDC共聚物材料常用于收縮薄膜，以便對(duì)食品形成致密的阻隔層。

聚偏二氯乙烯由于與PVC一樣，分子中含有氯元素，也面臨一定的環(huán)保質(zhì)疑，其薄膜廢棄物回收利用至今仍是一大難解之題，制約了其更廣泛的應(yīng)用與發(fā)展。

4.4 聚乙烯醇（PVA）

聚乙烯醇是聚醋酸乙烯酯的水解產(chǎn)物。聚乙烯醇是無規(guī)立構(gòu)的，但由于-H和-OH是異質(zhì)同晶的基團(tuán)，所以不會(huì)妨礙結(jié)晶。-OH具有形成氫鍵的能力，使得分子間產(chǎn)生很強(qiáng)的相互作用力。聚乙烯醇致密性好、結(jié)晶度高，但由于熔點(diǎn)高，且與分解溫度接近，加工難度大。

聚乙烯醇膜的阻氧性能雖好，但易受環(huán)境濕度的影響，一般不單獨(dú)用作阻透包裝材料。為穩(wěn)定聚乙烯醇薄膜在高濕條件下的阻透性，一般采用將怕水的聚乙烯醇膜夾在兩層阻濕性能較好的薄膜如PE膜或PP膜或BOPP膜等中間，采用遮斷技術(shù)阻止潮濕水氣對(duì)聚乙烯醇的影響。聚乙烯醇與PE或PP的復(fù)合膜加工有兩種工藝：（1）聚乙烯醇膜借助于膠粘劑與 PP、PE等薄膜復(fù)合；（2）用聚乙烯醇水溶膠在PP或PE等基膜上涂布復(fù)合，聚乙烯醇既是膠粘層，又是阻透層。

制備聚乙烯醇膜，一般有兩種方法：溶膠涂布法或流延（濕法）和擠出吹膜法（干法）。除此之外，聚乙烯醇還可與淀粉共混改性后直接吹塑生產(chǎn)降解塑料薄膜的。但是，聚乙烯醇淀粉改性塑料薄膜不適合做包裝膜阻隔層。

聚乙烯醇因具有很強(qiáng)的水敏感性和難加工性，之前在包裝方面用途較少，主要用于水溶性包裝。近年來隨著環(huán)保要求的提高，生物降解性俱佳的聚乙烯醇也成為了重要研究對(duì)象，除作為水溶性包裝材料外，在食品包裝、高檔服裝包裝、光學(xué)膜等方面也開始廣泛使用。

4.5 聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）

聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯其分子結(jié)構(gòu)與PET相似，不同之處在于PEN分子鏈上由剛性更大的萘環(huán)代替苯環(huán)，它是由 2,6-萘二甲酸二甲酯與二乙醇經(jīng)酯交換、縮聚合成的。

PEN是一種令人矚目的新型高性能聚酯材料，幾乎所有性能都優(yōu)于PET。PEN分子鏈中萘環(huán)的剛性導(dǎo)致其 Tg比 PET高約 50℃，達(dá)到120℃；透氣性僅為 PET的 1/5；模量約為 PET的2～3倍；結(jié)晶速率不快，可以得到透明的吹塑制品；熱收縮小，尺寸穩(wěn)定性好；此外，還有良好的耐水解性、耐化學(xué)藥品性、紫外線吸收性。總之，PEN因其獨(dú)特的力學(xué)性能、光學(xué)性能、電學(xué)性能以及形成液晶的能力，在聚酯家族備受重視，它的用途涵蓋了PET所有應(yīng)用領(lǐng)域。PEN樹脂的應(yīng)用可分為三大類：膜用 PEN、瓶用 PEN和纖維用PEN。

由于PEN優(yōu)異性能，PEN薄膜產(chǎn)品已成為一種高性能商品膜，它的應(yīng)用領(lǐng)域仍在不斷擴(kuò)展，目前涉及汽車機(jī)械部件、電氣設(shè)備、食品包裝、電纜和電線絕緣材料、印刷和印花膜、數(shù)據(jù)記錄材料及醫(yī)療醫(yī)藥行業(yè)，如第三代服務(wù)器支持系統(tǒng)以及代替現(xiàn)行汽車電氣配線系統(tǒng)的柔性印刷線路板都已開始使用PEN薄膜。

4.6 含氟聚合物

含氟聚合物是一族含有C-F鍵的聚合物。目前，可用來制造含氟聚合物薄膜的主要有聚四氟乙烯（PTFE）、聚偏氟乙烯（PVDF）、氟化乙烯丙烯共聚物（FEP）和聚氟乙烯（PVF）。與其他聚合物薄膜相比，含氟聚合物薄膜擁有一些性能上的優(yōu)勢，主要有耐化學(xué)性、介電性能、電氣絕緣、耐高溫、可焊性、防潮性、透明和機(jī)械強(qiáng)度等。含氟聚合物薄膜同時(shí)還能與其他聚合物如聚乙烯和聚氯乙烯薄膜相容，可應(yīng)用于多層薄膜。

4.6.1 聚氟乙烯（PVF）

聚氟乙烯分子量約為60000～80000，密度為1.39g/cm3，軟化點(diǎn)約為 200℃。聚氟乙烯耐熱性較差，易于熱分解，在200℃下 15～20min即開始分解，故熔融加工比較困難。聚氟乙烯薄膜通常采用溶液澆鑄法制造，所得薄膜是透明的。若擠出成型薄膜，需要添加穩(wěn)定劑和助熔劑。

聚氟乙烯薄膜具有優(yōu)良的柔韌性和耐撓曲性，可以在較寬溫度范圍內(nèi)保持這種性能，長期使用溫度為-70～110℃。

聚氟乙烯薄膜具有優(yōu)良的耐化學(xué)性，耐溶劑、酸、堿，甚至可以強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及一些有機(jī)溶劑中蒸煮而不喪失薄膜強(qiáng)度。聚氟乙烯薄膜水蒸氣透過率很低，對(duì)空氣和大部分有機(jī)物蒸汽滲透率也很低（除去酯類和酮類化合物）。聚氟乙烯薄膜電絕緣性能好，介電常數(shù)和體積電阻率都比較高。

聚氟乙烯薄膜耐光降解、耐污染、耐磨性好，具有極佳的耐候性，在露天暴曬幾十年，仍能保持良好的透明性、柔韌性。

聚氟乙烯薄膜一般用于包裝和建筑領(lǐng)域。可印刷和壓花，一般采用脈沖或介電法進(jìn)行熱封合。

4.6.2 聚三氟氯乙烯（PCTFE）

聚三氟氯乙烯密度為 2.07～2.18g/cm3，熔點(diǎn)為210℃，長期使用溫度為125℃，耐熱性比聚四氟乙烯差。耐化學(xué)性能比較好，在高溫下不受酸、堿、鹽溶液的侵蝕。但某些溶劑能在高溫下使其溶脹。聚三氟氯乙烯耐低溫性能非常好，至-195℃下仍可保持柔韌性。光學(xué)透明性好，是一種耐腐蝕性的光學(xué)透明材料。

聚三氟氯乙烯中的氯原子的無規(guī)化學(xué)立構(gòu)限制了結(jié)晶度。在商品樹脂中，通常采用共聚對(duì)其進(jìn)一步改性，生成玻璃化溫度約為45℃、熔融溫度約為190℃的半晶材料。Allied公司的Aclar是最早商品化的聚三氟氯乙烯。

盡管成型難度較大，但聚三氟聚乙烯仍可熔融加工。聚三氟氯乙烯可以用真空蒸鍍法鍍上金屬層，也可與紙張、鋁箔或其它塑料制成復(fù)合薄膜?？捎妹}沖、介電或超聲波法熱封合。

聚三氟氯乙烯薄膜不燃，對(duì)水蒸汽滲透率是各種薄膜中最低的，水蒸氣吸收率幾乎為零，對(duì)空氣的阻隔性也比較好。

聚三氟氯乙烯薄膜及其復(fù)合膜主要用于包裝領(lǐng)域。以聚三氟氯乙烯為阻隔層的復(fù)合薄膜，尤其適合于對(duì)濕氣敏感的藥物包裝。

4.7 丙烯腈共聚物

聚丙烯腈（PAN）分子間作用力很強(qiáng)，不能熔融加工。常采用共聚的方式，適當(dāng)降低分子間作用力，以達(dá)到熔融加工的目的。高氮樹脂（HNR）是丙烯腈含量很高的共聚物。它們具有很好的阻隔性和透明度，還具有較好的韌性。BP Amoco化學(xué)公司的 Barer系列產(chǎn)品是丙烯腈和甲基丙烯酸酯比例為 75:25，并在含氮橡膠主鏈上聚合的高氮樹脂。除具有很好的空氣阻隔性外，還具有良好的耐化學(xué)腐蝕性和密封性。它們可以與聚烯烴共擠出，用于吹塑和擠出容器、薄膜和片材的生產(chǎn)，但被FDA禁止用于與食品接觸的領(lǐng)域。

4.8 K樹脂

K-Resin（K-樹脂）即丁苯透明抗沖樹脂。丁苯透明抗沖樹脂是以苯乙烯、丁二烯為單體，以烷基鋰為引發(fā)劑，采用陰離子溶液聚合技術(shù)合成的一種嵌段共聚物，其主要特性是兼有高透明性和良好的抗沖擊性、密度小、著色力強(qiáng)，加工性能優(yōu)異、無毒性，它廣泛用于冰箱制造、電器儀表盤與其它材料（如 GPPS、SAN、SMA、PP、HIPS等）摻混改性等領(lǐng)域，可采用一系列地傳統(tǒng)加工技術(shù)對(duì)K-樹脂進(jìn)行開發(fā)應(yīng)用。

與其它透明聚合物想比較，K-樹脂共聚物的特點(diǎn)是密度低，從經(jīng)濟(jì)角度上看更有吸引力。K-樹脂的得率比非苯乙烯類的透明樹脂高 20～30%，并且符合美國食品藥品管理員FDA 21 CFR 177 1640和歐洲EEC指引90/128/EEC之所以修訂的規(guī)定，用作食品的包裝。K-樹脂在醫(yī)用市場中也占有很大的比例，適合當(dāng)作USP V1-50材料使用，可以采用環(huán)氧乙烷氣體或紫外射線消毒。

可采用一系列地傳統(tǒng)加工技術(shù)對(duì) K-樹脂進(jìn)行開發(fā)應(yīng)用。加工簡便（無需預(yù)烘干），可在任何通用的流延膜和吹塑膜擠塑機(jī)、注塑機(jī)和熱成型機(jī)等設(shè)備上進(jìn)行加工。

K樹脂食品包裝（如杯子、托盤和食品盒等）不僅外觀醒目而且堅(jiān)固耐用。K樹脂薄膜有助延長食品（如新鮮蔬菜、即食沙拉等）的保存期，并且使食品更誘人。還可用于收縮包裝和標(biāo)簽的高柔韌性薄膜和勇于包裝與捆扎的纏繞膜。K樹脂是玩具、醫(yī)療器械、環(huán)衛(wèi)用品、化妝品和辦公用品等許多應(yīng)用領(lǐng)域中各種產(chǎn)品的理想材料。

4.9 液晶聚合物

液晶聚合物（LCP）是在液體狀態(tài)保留了一些排布和結(jié)晶型組織的聚合物。LCP含有剛性鏈段，在剪切流動(dòng)過程中這些鏈段趨于自動(dòng)排列，很類似河流中的原木。而不像大多數(shù)聚合物熔體那樣形成無規(guī)纏繞狀態(tài)。這種局部取向的相區(qū)趨于形成微小的取向區(qū)域。單軸取向在垂直載荷下容易開裂，而雙軸取向或多軸取向，則獲得高強(qiáng)度性能。

具有商品價(jià)值的幾種 LCP都是由剛性和韌性單體分子構(gòu)成的共聚物。剛性部分稱為介晶單體，賦予材料高溫性能和很好力學(xué)性能，而韌性單體則提供加工性。

把 LCP加工成型的關(guān)鍵是控制熔體流動(dòng)過程，以達(dá)到期望的取向。在吹塑薄膜生產(chǎn)中，現(xiàn)已開發(fā)出一種反向旋轉(zhuǎn)的圓形口模，使加工的薄膜獲得良好的雙軸定向。

典型的雙軸取向的 LCP薄膜比雙軸取向的PET拉伸強(qiáng)度高40%，拉伸模量高1倍，而密度幾乎相同。而且，它還具有優(yōu)異的阻隔性能，且不受濕氣影響。其對(duì)二氧化碳、氮?dú)夂推渌鼩怏w的阻隔性都比較好，在相對(duì)濕度高于85%時(shí)，對(duì)氧氣的阻隔性比EVOH高6～8倍。

LCP容器具有金屬外觀效果，已應(yīng)用于化妝品包裝中。此外，食品和飲料的包裝領(lǐng)域也正在努力爭取獲得FDA的批準(zhǔn)。

5. 多層共擠出復(fù)合薄膜粘合層樹脂

粘合樹脂通常是一類接枝改性的聚合物，通過將共聚單體接枝在聚合物的主鏈上形成官能支鏈，使暴露在主鏈外的官能支鏈迅速，高效地與被粘合材料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。粘合性材料的潤濕，擴(kuò)散，化學(xué)鍵以及物理糾纏是決定粘合強(qiáng)度的主要因素。其粘合的效果通常用剝離強(qiáng)度表征。

常用粘合性聚合物是一種酸酐改性的乙烯-醋酸乙烯，聚乙烯，聚丙烯聚合物和一些酸共聚物。根據(jù)聚合物載體的種類分別用于粘合PE、PP、沙林、EVA、PA和EVOH、PVC、紙張等，這類粘合樹脂用于普通擠出和共擠出設(shè)備進(jìn)行加工。

5.1 酸酐改性的乙烯-醋酸乙烯共聚物（簡稱EVA改性粘合樹脂）

EVA改性粘合樹脂就像 EVA一樣，它的改性粘合樹脂具有類似于EVA樹脂的密度和熔指，可粘合多種材料。常用于粘合聚乙烯、離子型聚合物、乙烯-醋酸乙烯共聚物以及聚酰胺?？捎闷胀ň垡蚁D出設(shè)備或共擠出設(shè)備進(jìn)行加工。

EVA改性粘合樹脂在共擠出時(shí)必須保證有充分的時(shí)間使酸酐激活，以確保產(chǎn)生足夠的粘合力。因此，溫度的設(shè)置非常重要。為了確保粘合強(qiáng)度，在粘合樹脂接觸其他被粘合材料前，應(yīng)使粘合樹脂的熔體保持在 210℃以上的熔體溫度數(shù)分鐘，從而確保其在共擠出加工時(shí)的粘合性能。為了防止EVA因加工溫度過高而降解，加工溫度應(yīng)該限制在238℃以下。

當(dāng) EVA改性粘合樹脂被用于多層共擠出薄膜表層時(shí)，有高粘性及摩擦系數(shù)高的問題，這種情況下，可將加工溫度降到150～175℃或更低。

含有二氧化硅成分的開口爽滑母粒的添加，會(huì)對(duì)接觸面的 EVA改性粘合樹脂粘合性能產(chǎn)生一定影響，需要注意，并通過添加量和溫度等工藝條件的調(diào)整進(jìn)行改善。

5.2 酸酐改性的線形低密度聚乙烯聚合物（簡稱LLDPE粘合樹脂）

LLDPE粘合樹脂具有與線形低密度聚乙烯類似的密度和熔體指數(shù)。可粘合多種材料，常用于粘合乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）、聚酰胺、聚乙烯、離子型聚合物(沙林)和乙烯共聚物。拜牢?4100系列產(chǎn)品是LLDPE粘合樹脂的典型代表。

LLDPE粘合樹脂對(duì)乙烯-乙烯醇聚合物有良好的粘合性能，對(duì)聚酰胺具有優(yōu)異的粘合性。也可用于粘合聚丙烯和離子型聚合物，特別是吹塑工藝中使用的鈉離子聚合物。

LLDPE粘合樹脂可用于吹膜、流延薄膜/片材等共擠出工藝。用 LLDPE粘合樹脂生產(chǎn)聚乙烯阻隔結(jié)構(gòu)的共擠出薄膜比用 EVA粘合樹脂為基材生產(chǎn)的薄膜具有更好的耐熱性能。此外，LLDPE粘合樹脂還可以用于共擠出涂布工藝。由于每個(gè)牌號(hào)樹脂的流變性能不同，因此都具有特定的應(yīng)用場合。

LLDPE粘合樹脂可以在較寬的加工條件下加工。同上面EVA改性粘合樹脂一樣，加工溫度的設(shè)定非常關(guān)鍵，需要保證加工中 LLDPE粘合樹脂有充分的活化時(shí)間，應(yīng)在 200℃以上的熔融溫度中保持幾分鐘，以激活酸酐基團(tuán)。

影響擠出機(jī)最佳溫度設(shè)定的因素主要有LLDPE粘合樹脂在薄膜結(jié)構(gòu)中的位置（中間層和表層），結(jié)構(gòu)中其他材料的熱穩(wěn)定性能、加工流變性等物性指標(biāo)以及加工設(shè)備的不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。通常 LLDPE粘合樹脂作為共擠出的中間層。低熔體指數(shù)的 LLDPE粘合樹脂在吹塑薄膜時(shí)，具有膜泡穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)。

在和EVA或EVOH這類樹脂熱敏樹脂材料共擠出時(shí)，為了防止EVA和EVOH的溫度過高，LLDPE粘合樹脂的加工溫度不應(yīng)超過235℃。如果粘合力足夠好，可將粘合樹脂加工溫度降到210～220℃。當(dāng)和尼龍及其他熱穩(wěn)定好的樹脂共擠出加工時(shí)，它的加工溫度可以高一些，最大不超過 250℃。當(dāng)粘合力足夠時(shí)，可適當(dāng)降低。雖然LLDPE粘合樹脂可耐高達(dá)300℃的加工溫度，但實(shí)際加工中不能超過 260℃，否則共擠出薄膜時(shí)容易產(chǎn)生晶點(diǎn)問題。

對(duì)于 LLDPE粘合樹脂，采用共擠出生產(chǎn)工藝時(shí)，控制材料和加工工藝參數(shù)并使不同材料的熔體粘度匹配是最關(guān)鍵的工藝技術(shù)。

5.3 酸酐改性的聚丙烯聚合物（簡稱PP粘合樹脂）

PP粘合樹脂具有與聚丙烯類似的密度和熔體指數(shù)，常用于粘合聚丙烯、乙烯-乙烯醇共聚物、聚酰胺等。其設(shè)計(jì)用途是在聚丙烯和乙烯-乙烯醇共聚物或聚酰胺之間作為粘合層熔融共擠出。

PP粘合樹脂代表產(chǎn)品有拜牢?5000系列產(chǎn)品，其中拜牢?50E631以均聚聚丙烯為基體材料，拜牢?50E561、50E571和 50E662以無規(guī)共聚聚丙烯為基礎(chǔ)材料。PP粘合樹脂可用于吹膜、共擠出吹膜、流延薄膜/片材等共擠出加工工藝。不同牌號(hào)PP粘合樹脂的流變性能不同，具體應(yīng)用時(shí)，應(yīng)選擇更合適的產(chǎn)品。

PP粘合樹脂同樣具有較寬的加工窗口，其加工溫度的設(shè)定也非常關(guān)鍵，需要保證加工中 PP粘合樹脂有充分的活化時(shí)間，應(yīng)在 210℃以上的熔融溫度中保持幾分鐘，以激活酸酐基團(tuán)，從而確保其在共擠出加工時(shí)的粘合性能。

PP粘合樹脂在擠出機(jī)中滯留時(shí)間也會(huì)影響薄膜的質(zhì)量，應(yīng)使粘合樹脂在擠出機(jī)中的流動(dòng)盡可能順暢，以避免因流道死角造成粘合樹脂滯留時(shí)間過長而老化降解。

在和EVA或EVOH這類樹脂熱敏樹脂材料共擠出時(shí)，為了防止EVA和EVOH的溫度過高，酸酐改性的 PP粘合樹脂的加工溫度不得超過235℃。如果粘合力足夠好，可將粘合樹脂加工溫度降到210～220℃。

當(dāng)和尼龍及其他熱穩(wěn)定的樹脂共擠出加工時(shí)，它的加工溫度可以高一些，最高不超過250℃。在此溫度下，PP粘合樹脂可產(chǎn)生足夠的粘合力，獲得滿意的薄膜質(zhì)量。溫度過高薄膜易產(chǎn)生質(zhì)量缺陷。

當(dāng) PP粘合樹脂作為多層共擠出外表層擠出時(shí)，通常加工溫度可以低于上述推薦溫度。但加工溫度應(yīng)高于200℃，以保證和乙烯-乙烯醇共聚物、聚酰胺等阻隔材料的具有良好的粘合性。

5.4 酸酐改性的高密度聚乙烯聚合物（簡稱HDPE粘合樹脂）

HDPE粘合樹脂因含有高密度、高熔點(diǎn)聚烯烴組分，所以具有強(qiáng)韌、耐高溫的特點(diǎn)。該樹脂呈顆粒狀，加工性能穩(wěn)定。對(duì)于潮濕和碳?xì)浠衔锞哂袠O佳的阻隔性。獨(dú)特的性能優(yōu)勢，對(duì)設(shè)計(jì)和應(yīng)用于眾多形式不同的共擠出結(jié)構(gòu)非常有利。

HDPE粘合樹脂可與眾多不同材料粘合。常用于與聚乙烯、EVA、乙烯-乙烯醇共聚物、尼龍等的共擠出粘合，還可擠出涂布在金屬表面與其粘合。其廣泛應(yīng)用于共擠出流延、共擠出吹膜、共擠出片材耐煮沸結(jié)構(gòu)；聚乙烯于尼龍、乙烯-乙烯醇共聚物的粘合；鋁塑粘合等結(jié)構(gòu)中。在與尼龍、乙烯-乙烯醇共聚物的共擠出吹膜中提供強(qiáng)韌的層間粘合力。

HDPE粘合樹脂推薦溫度：與 EVA、EVOH等熱敏性樹脂共擠出時(shí)加工溫度為120～235℃；與尼龍或其它熱穩(wěn)定材料共擠出時(shí)加工溫度為120～250℃。該推薦溫度使粘合樹脂有充分時(shí)間在高溫下活化以激活酸酐組分，從而使粘合樹脂的粘合力發(fā)揮到最佳程度。在共擠出加工中，無論溫度怎樣調(diào)整，都應(yīng)保證粘合樹脂與其它樹脂熔體在 210℃以上溫度共處幾分鐘，保證充分接觸，使粘合性能有效發(fā)揮。當(dāng)與熱敏性樹脂共擠出時(shí)，為防止乙烯-乙烯醇共聚物或 EVA過熱分解，最高溫度不超過235℃。如果粘合效果可以，建議加工溫度為210～220℃。當(dāng)和尼龍及其他熱穩(wěn)定的樹脂共擠出加工時(shí)，熔融溫度可以高一些，但最高不要超過250℃。

5.5 乙烯-丙烯酸共聚物（EAA）

乙烯和丙烯酸共聚反應(yīng)可以獲得分子側(cè)鏈含有羰基的聚合物。這些聚合物被稱為乙烯-丙烯酸共聚物（EAA）。它們是有與低密度聚乙烯類似的耐化學(xué)腐蝕性和阻隔性的柔軟的熱塑性塑料。但與低密度聚乙烯相比，EAA因?yàn)橛袣滏I存在使分子間作用力增強(qiáng)，從而具有更高的強(qiáng)度、韌性、熱粘性和粘附性。主要用途是充當(dāng)發(fā)泡材料以及鋁箔與其它聚合物間的擠出粘合層。

隨著丙烯酸含量增加，結(jié)晶度減少，EAA的透明度增加、粘附強(qiáng)度增加，熱封溫度降低。FDA條例允許直接接觸食品的乙烯共聚物中丙烯酸的含量最高為25%。

EAA與多種填充物、顏料、染料等有很好的相容性，但與胺、環(huán)氧化物以及金屬的氫氧化物、氧化物、碳酸鹽等共混或共擠時(shí)，若這些材料發(fā)生分解，將導(dǎo)致聚合物的交聯(lián)和其他問題。

陶氏化學(xué)公司Primacor是典型的EAA系列產(chǎn)品，其中 2912、2150、3330、3340、3440、3460等牌號(hào)主要用于擠出涂布，其加工溫度為：170℃／230℃／280℃／290℃／290℃；1320、1410、1430等牌號(hào)用于擠出吹膜，上述產(chǎn)品的丙烯酸含量為3%～9.7%，熔融指數(shù)為1.5～5g/10min。

應(yīng)當(dāng)指出的是為防止高溫下Primacor樹脂的腐蝕性，與樹脂接觸的加工設(shè)備部分應(yīng)采用鍍鉻或鍍鎳處理，并且在停機(jī)前用熔融指數(shù)為2g/10min左右的 LDPE樹脂，在 280℃下把Primacor全部清洗出來。

5.6 乙烯和甲基丙烯酸酯的共聚物（EMAA）

乙烯和甲基丙烯酸酯的共聚物對(duì)于多種材料如拉伸聚丙烯、尼龍、紙、卡紙等，有很好的粘合性能，具有出色的封口性能，具有高比例填料接受性和柔軟性，在屋頂建筑材料上是聚氯乙烯的一種很好的替代物。乙烯和甲基丙烯酸酯的共聚物可用普通聚乙烯加工設(shè)備加工。共擠出工藝，推薦樹脂的熔融溫度在160～220℃之間，具體加工溫度應(yīng)該根據(jù)擠出機(jī)螺桿結(jié)構(gòu)、共擠出材料熔體粘度匹配要求等來確定。杜邦拜牢?22E757是一種典型的乙烯和甲基丙烯酸酯共聚物?？蓱?yīng)用于共擠出和共混、擠出涂布和擠出復(fù)合。

5.7 離子型樹脂

用Na+，Zn2+，Li+等正離子中和EAA或類似的共聚物，如 EMAA(乙烯甲基丙烯酸)等，可以得到比未中和共聚物熔體強(qiáng)度更高、韌性更好、透明度更好的材料。由于在這些材料的聚合物鏈中同時(shí)有共價(jià)鍵和離子鍵，所以被稱為離聚物或離子型樹脂。

離子型樹脂為無色、無嗅、無味的固體顆粒，市售的離子型樹脂具有半結(jié)晶狀態(tài)結(jié)構(gòu)，金屬離子一般是鋅和鈉兩種。目前有50多個(gè)牌號(hào)可以選擇。代表性的產(chǎn)品為杜邦公司的Surlyn樹脂。

離子型樹脂具有極好的沖擊強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、撕裂強(qiáng)度，良好的耐針刺性、耐磨性和優(yōu)良的耐環(huán)境應(yīng)力開裂性、電絕緣性。具有良好的低溫韌性，一些產(chǎn)品的脆化溫度可以達(dá)到-110℃；具有良好的耐熱性，通常使用溫度為50～80℃，有些產(chǎn)品使用溫度可以達(dá)到 100℃。室溫下，絕大多數(shù)離子型樹脂耐有機(jī)溶劑和食用油。離子型樹脂同除聚丙烯之外的絕大多數(shù)熱塑性塑料和橡膠有良好的熱合性，同鋁箔粘結(jié)性好。具有極佳的熱封性能，可耐污染熱封。

離子型樹脂已被美國食品醫(yī)藥管理局（FDA）批準(zhǔn)為可直接使用在與食品及藥品接觸的場合。

離子型樹脂的性能隨相對(duì)分子質(zhì)量、金屬離子種類及數(shù)量、基礎(chǔ)樹脂結(jié)構(gòu)等的不同而不同。通常鈉離子的離子型樹脂具有更好的光學(xué)性、熱粘性和抗油性。鋅離子的離子型樹脂對(duì)水更具惰性，在共擠出和擠出涂覆鋁箔中有更好的粘附性。

離子型樹脂自身的阻隔性能不好，但與聚偏二氯乙烯、高密度聚乙烯或金屬箔結(jié)合制得的復(fù)合材料具有很好的阻隔性。離子型樹脂是多層復(fù)合食品包裝膜的重要組成成分之一，在新鮮食品、熟食、冷凍食品、奶酪、快餐食品、各種酒精和非酒精飲品以及藥品的包裝中，都有較廣泛的應(yīng)用。共擠出復(fù)合和共擠出涂布是離子型樹脂最常見的加工方式，離子型樹脂多用于復(fù)合薄膜的熱合層，也用于與尼龍、PET、LDPE和 PVDC等材料的復(fù)合。離子型樹脂可以用常規(guī)塑料加工設(shè)備加工，通常加工溫度為175～290℃。離子型樹脂價(jià)格較貴，其熔融加工成型時(shí)，金屬離子會(huì)游離出來腐蝕設(shè)備，因此，加工離子型樹脂的流道，應(yīng)做耐腐處理。加工完畢后，應(yīng)使用 PE料將殘留在設(shè)備中的離子型樹脂清洗干凈再停機(jī)。

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6. 結(jié)束語

多層共擠出復(fù)合薄膜加工技術(shù)節(jié)能、高效、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)，符合包裝材料“綠色”發(fā)展趨勢和要求，具有很好的發(fā)展前景。隨著加工技術(shù)和裝備的不斷完善與發(fā)展，相信會(huì)有更多更新的塑料原料成為多層共擠出薄膜中的一層，會(huì)有更多改性處理的塑料原料在多層共擠復(fù)合薄膜中煥發(fā)青春、發(fā)揮更大的作用。