《HIPSEVOH高阻隔复合材料的加工工艺.docVIP

HIPS/EVOH高阻隔复合材料的加工工艺 罗战平，魏龙庆 （卓高泰（广州）包装有限公司，广州 511356） 摘要：本文介绍了高阻隔EVOH树脂的性能特点和应用情况。探讨了开发硬包装用EVOH复合材料的必要性。结合实际开发经验，介绍了HIPS/EVOH复合材料的成型设备和加工工艺，分析了影响复合材料性能的关键问题和解决方案。 关键词：EVOH；高阻隔；复合材料；加工工艺。 The Processing Technology of HIPS/EVOH High Barrier Composite Materials LUO Zhanping，WEI Longqing (Tragot(GuangZhou) Packaging CO.,LTD,GuangZhou 511356,China) Abstract：The properties and applications of high barrier EVOH resin were introduced.The necessity of development of EVOH composites applied to rigid packaging was discussed.The processing equipments and processing technology of HIPS/EVOH composites were introduced,according to development experiences.And the key problems and suggested solutions of processing the composites were analyzed. Key words：EVOH Resin；High Barrier；Composite Materials；Processing Technology. 引言 乙烯-乙烯醇共聚物简称EVOH，与聚偏二氯乙烯(PVDC)和聚酰胺(PA)并称为世界三大阻隔树脂[1]。由于EVOH树脂优良的阻气性、透明性、加工性、耐溶剂性，其应用领域越来越广，需求量也迅速增长[2]。EVOH的耐水性较差，因而多与其它阻湿性能较好的树脂复合成型后使用。目前EVOH高阻隔复合材料多应用于软包装领域[3]，国内对于EVOH复合材料在硬包装上的应用仍处于研究开发阶段，材料主要依赖进口。 高阻隔EVOH树脂 1.1 EVOH的阻隔性能 高分子材料的阻隔性是指制品对小分子气体、液体、水蒸气等的屏蔽能力。目前常用的具有良好阻隔性能的树脂品种主要包括：EVOH、PVDC、PAN、PEN、PA和PET。表1为以上树脂的氧气、二氧化碳、水的透过系数[4]。从表1中可以看出，EVOH对气体的阻隔性最好，但对水的阻隔相对较差。  透过系数 树脂 氧气/cm3*mm(m2*d*MPa)-1 二氧化碳/cm3*mm(m2*d*MPa)-1 水/g*mm(m2*d*MPa)-1 EVOH(乙烯29％) 0.1 0.5 20-25 EVOH(乙烯38％) 0.4 6 40-70 PVDC共聚物 0.5-4 1.2 0.2-6 PAN共聚物 8 16 50 PEN 12-22 50 5-9 PA66 15-30 50-70 ---- PA6 25-40 50-200 150 PET 49-90 180 18-30 表1常用阻隔树脂的透过系数 Tab 1 Transmission coefficient of different barrier resins EVOH 分子结构与性能 EVOH为半结晶型热塑性树脂，其分子中含有羟基分子和分子间氢键彼此强烈的键合，使氧气扩散所需的链段运动受分子内和分子间内聚能限制，因此它有很好阻隔性能。但由于EVOH树脂的分子结构中存在着羟基，EVOH具有亲水性和吸湿性。当吸附湿气后，水对EVOH有增塑作用，氢键的键合能力下降，键段活动能力增加，气体就容易通过，气体的阻隔性能会受到影响[5-6]。因而通常采用多层结构，使EVOH与其它阻湿性能较好的树脂复合成型后使用。由于EVOH是共聚结构，随着乙烯与乙烯醇组分含量的不同，其性能也相应变化，乙烯含量增加，对非极性气体(氧、二氧化碳、氮)的阻隔性下降而成型加工性能及防潮性能则有所改善。 EVOH的应用情况 EVOH用作高阻隔材料时通常采取多层复合结构，典型结构有[7]：LDPE/EVOH/LDPE、PP/AD/EVOH/AD/LDPE、PP/PA/EVOH/PA/AD/PE、PE/AD/PA/EVOH/PA/AD/PE、PA/EVOH/PA/AD/PE，结构中AD为粘合剂。多层复合结构可以充分发挥各材料的性能，