食品包裝學
第一節：
塑料的基本概念、組成及主要包裝效能
一、高分子聚合物塑料的基本知識
二、塑料的組成和分類
三、塑料的主要包裝效能指標
3一、高分子聚合物塑料的基本知識
(一)高分子聚合物的基本概念
主要內容
·1. 塑料的基本概念、組成及主要包裝效能
·2. 食品包裝常用塑料樹脂
·3. 常用食品包裝塑料薄膜
·4. 塑料包裝容器及製品
·5. 塑料包裝材料的選用
2· 塑料是以高分子聚合物——樹脂為基本成分，再加入一
些用來改善其效能的各種新增劑製成的包分子材料。
· 塑料用作包裝材料是現代包裝技術發展的重要標誌。塑
料及其復合包裝材料因原材料**豐富、成本低廉、性
能優良、流通使用方便，成為近40年來世界上發展最
快、用量巨大的包裝材料。
· 具有許多優良的物理效能（強度、彈性、耐折、阻隔性
等），化學穩定性好，質輕，易加工成型等。
· 致命缺陷：某些塑料材料存在著衛生安全方面問題；塑
料包裝廢棄物對環境汙染的問題。
41、高分子與低分子的區別：
1） 分子量：
分子質量大
分子所含原子數多
分子長度長
高分子聚合物具有一系列低分子化合物所不
具有的特殊效能，如化學惰性、難溶、強韌
性等。5
<103 低分子
>103，104~106 高分子
高分子化合物、大分子化合物、高分
子、大分子、高聚物、聚合物
高分子也叫高
分子化合物，
是指分子量很
高並由共價鍵
連線的一類化合物6
常用的聚合物的分子量（萬）
2） 性質特點：
隨分子量增大，聚合物有一定強度和彈性。
塑料聚乙烯
分子量6～30
纖維滌綸
分子量1.8～2.3
橡膠分子量
天然橡膠 20～40
1) 不能氣化低分子: 氣、液、固
高分子：液、固
聚氯乙烯 5～15
尼龍-66 1.2～1.8
丁苯橡膠 15～20
2) 難溶，先溶脹
聚苯乙烯 10～30
維呢綸6～7.5
順丁烯膠 25～30
3) 溶液粘度大
4) 物理力學效能，加工效能較好
有較高的強度、彈性，可做材料使用，可抽
絲，或製成薄膜。
（二）高分子化合物分子組成
化合物組成並不複雜，由簡單結構單元重複連
接而成。
71.由一種結構單元組成的高分子
例如：聚苯乙烯
81.由一種結構單元組成的高分子
n ch2 ch
聚合ch2-ch-ch2-ch-ch2-ch
2.由兩種結構單元組成的高分子
3.由無規排列的結構單元組成的高分子
縮寫成ch2 ch
n 合成聚合物的起始原料稱為單體
在大分子鏈中出現的，以單體結構為基礎的原子
n ch2 ch
ch2-ch-ch2-ch-ch2-ch
9團稱為結構單元
10 結構單元有時也稱為單體單元、 重複結構單元。重複結構
單元是高分子鏈中重複出現的單元，即鏈節。
結構單元＝單體單元＝重複結構單元＝鏈節 ？
n —重複結構單元數，也稱為鏈節數, 等於聚合度。
聚合度（degree of polymerization）：是衡量高分子
大小的乙個指標。有兩種表示法：
以大分子鏈中的結構單元數目表示，記作 x n
以大分子鏈中的重複結構單元數目表示，記作 dp
11由聚合度可計算出高分子的分子量：
式中:00
m0 是結構單元的分子量
另一種情況：
n h2n-(--ch2-)-cooh --nh-(--ch2-)-co-- + n h2o
結構單元＝重複結構單元＝鏈節≠ 單體單元
122.由兩種結構單元組成的高分子
合成尼龍-66
h2n(ch2)6nh2 + hooc(ch2)4cooh
h--nh(ch2)6nh--co(ch2)4co--oh + (2n-1) h2o
nh2n(ch2)6nh2 + hooc(ch2)4cooh
h--nh(ch 2) 6nh--co(ch 2)4co--oh + (2n-1) h2o
n單體在形成高分子的過程中要失掉一些原子
結構單元≠ 重複結構單元≠ 單體單元
結構單元
結構單元
但, 重複結構單元＝鏈節
重複結構單元
x n= 2 dp= 2 n
此時 ，兩種結構單元構成乙個重複結構單元
m= x n m
0= 2 dp m
03. 由無規排列的結構單元組成的高分子
由一種單體聚合而成的高分子稱為均聚物。 由兩種
或兩種以上的單體聚合而成的高分子則稱為共聚物。
例如：丁苯橡膠
13注意：mo兩種結構單元的平均分子量。
(三)高分子聚合物大分子的結構及構象
· 高分子聚合物大分子間靠范德華力和氫鍵相互結合
14----( ch 2--ch=ch--ch2xy
（次價鍵）。
· 高分子聚合物鏈中單鍵可以繞著它鄰近的鍵按一定
x, y為任意值，故在分子鏈上結構單元排列是任意的：
~~m1m2m1m1m2m1m2m2m2~~
在這種情況下，無法確定它的重複結構單元，僅有
結構單元＝單體單元
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鍵角作旋轉運動，並且這種運動是一種熱運動，它
使細長的大分子時而捲曲時而舒張，形成大分子不
同的異構體—構象。
· 構像的瞬息變化使大分子具有很好的柔韌性。
16高分子聚合物按其幾何形態可分為兩種：線型大分子和體型
大分子圖(a)：直鏈線型結構大分子
·各鏈節以共價鍵連線成長鏈分子，直徑小，長度很長，呈
捲曲狀或線團狀。長徑比1000:1。
18·圖(b) ：線型支鏈大分子
·在主鏈的兩側以共價鍵連線相當數量的長短不一的支鏈，
其形狀有樹枝型、梳型、線團型。
·圖(c)：體型結構大分子
·**型或支化型分子鏈之間，沿橫向通過鏈節以共價鍵連
接起來，形成三維網狀大分子。
19高分子聚合物的大分子聚集態:
●無定型聚合物(非晶態結構)
●結晶型聚合物（結晶區、結晶度）
●高分子聚合物是否能結晶及
結晶度大小對其效能有很大影
響。結晶度大：強度、硬度、
熔點、化學穩定性、阻隔性
好；彈性、塑性、衝擊強度
(四) 高分子聚合物大分子間的結合及其聚集態
高分子聚合物內大分子之間是靠物理吸引力相互
結合而構成物體，這一結合力稱為次價鍵力。包
括范德華力和氫鍵兩種。
外力拉伸使高分子聚合物沿著拉伸方向定向排列而
提高聚合物結晶度
20弱。
2122
(五)高分子聚合物的物態及其相應效能
高分子聚合物在不同溫度下分別呈現為玻璃態、高
彈態、黏流態。
231．線型無定型高分子聚合物的溫度－形變曲線
玻璃態高聚物作為塑料時的使用狀態。（ tb~tg）
高彈態此狀態下高聚物具有極高的彈性。熱成型、拉伸、熱定
型。（ tg~tf）
粘流態此狀態下高聚物呈可流動的粘稠液體。熔融成型。
（tf~td）
tb脆化溫度、tg玻璃化溫度、tf熔融溫度、td分解溫度
242．線型結晶高分子聚合物的溫度－形變曲線
3. 體型高分子聚合物的物態
結晶態（
黏流態（>tm），此時tm稱為熔點
一、高分子聚合物塑料的基本知識
二、塑料的組成和分類
三、塑料的主要包裝效能指標
2．新增劑
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· 沒有高彈態和黏流態; 受熱後仍保持堅硬狀態，當加
熱達到一定高溫度時聚合物被分解破壞。
26二、塑料的組成和分類
（一）塑料的組成
1．聚合物樹脂
· 聚合物樹脂約佔40～100%，是由不飽和烴和它們的衍
生物的低分子化合物（俗稱單體）通過加成聚合反應或
縮合聚合反應，變成結構上具有很多同樣單元重複出現
的高分子聚合物（polymer），統稱合成樹脂。
· 聚合物樹脂的效能主要取決於高分子化合物的化學組
成、分子量、分子結構等。
28（1）增塑劑
· 指增加塑料的可塑劑，改善在成型加工時樹脂的流動··
···新增劑主要用於改善塑料的效能。
增塑劑填充劑
穩定劑抗氧化劑等。
29性，並使製品具有柔韌性的有機物質。
· 首先要與樹脂具有良好的相容性，還要求增塑劑無
色、無毒、無味、耐光、耐熱、耐寒、揮發性和遷移
性小，不燃且化學穩定性好，廉價易得。
· 常用的增塑劑有鄰苯二甲酸二丁酯（dbp），鄰苯二
甲酸二辛酯（dop），環氧大豆油，磷酸三甲苯酯，
磷酸三苯酯，癸二酸二辛酯，氯化石蠟等。
30（2）穩定劑
· 為防止或抑制塑料在加工（特別是高溫加工）和使用過
程中，因受光、熱、氧、微生物等外界因素作用引起變
質損壞而加入的新增劑，有延長製品使用壽命的作用。
· 按所發揮的作用不同大體可分為抗氧化劑、熱穩定劑、
光穩定劑等。
· 穩定劑一般具有一定的毒性，用於食品包裝應選用無毒
或低毒的品種。
31（3）填充劑
· 填充劑一般都是粉末狀的物質，而且對聚合物都呈惰
性。· 目的：改善塑料的成型加工效能，提高製品的某些性
能，賦予塑料新的效能和降低成本。
· 常用的充填劑有：碳酸鈣、陶土、滑石粉、硫酸鈣等。
32（二）塑料的分類
· 其他常用新增劑：
抗靜電劑、潤滑劑、阻燃劑、著色劑等。
· 塑料中的各種新增劑應具有與樹脂良好的相容性、穩
定性、不相互影響作用的特性。
· 用於食品包裝應選用無毒、無味、不溶出，以免影響
食品的品質、風味、衛生安全性。
331．熱塑性塑料
· 主要以加成聚合樹脂為基料，加入適量新增劑製成。
在特定溫度範圍內能反覆受熱軟化流動和冷卻硬化成
型，而樹脂化學組成基本效能不發生變化的塑料品
種。· 包裝上常用的有：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等塑
料。這類塑料成型加工簡單，包裝效能良好，可反覆
成型，但剛性低，耐熱性不高。
35· 塑料的品種很多，效能差異很大，分類方法很多，通
常根據塑料在加熱和冷卻時表現出來的性質不同，把
塑料分為：
· 熱固性塑料
· 熱塑性塑料
342．熱固性塑料
· 主要以縮聚樹脂為基料，加入填充劑、固化劑及其他
適量新增劑，在一定溫度下經一定時間固化製成。再
次受熱，只能分解，不能軟化，因此不能反覆塑製成
型。· 具有耐熱性好，剛硬、不溶、不熔等特點，但較脆，
且不能反覆成型。
· 包裝上常用的有：氨基塑料、酚醛塑料等。
36三、塑料的主要包裝效能指標
（一）主要保護效能指標
一、高分子聚合物塑料的基本知識
二、塑料的組成和分類
三、塑料的主要包裝效能指標
371．阻隔性與滲透性
2．機械力學效能
3．穩定性
第二節塑料包裝材料及包裝容器
塑料的原料大多是石油工業的副產品，較豐富，製品效能優良，成為食品銷售包裝中最主要的包裝材料。塑料是以高分子聚合物為主要原料，加入各種助劑而製成的材料，用於食品包裝表現出很多優越特性 一 高分子聚合物的基本知識 1.基本概念 分子量極大，可達到幾百萬 化學組成簡單，主要為c h o n等組成，往往是由...
各種塑料包裝材料效能比較
由於合成材料有著卓越的效能，因而在包裝領域中被大量應用。塑料包裝材料最大的優點，是可以通過各種方法方便地調節材料效能，以滿足各種不同的需要 還可以製成復合薄膜及多層塑料瓶，質輕 不易破損，方便運輸及攜帶。塑料包裝材料透明 光潔 平滑，易於印刷和造型裝璜，可美化商品外觀，提高商品陳列效能。大多塑料都可...
包裝材料及其應用例項
包裝材料是指用於製造包裝容器和包裝運輸 包裝裝潢 包裝印刷 包裝輔助材料以及與包裝有關的材料的總稱。按材料材質可以分為塑料 紙和紙板 玻璃 金屬和複合材料等。按材料的軟硬性質可以分為軟包裝材料 如紙 鋁箔 天然纖維等 半硬包裝材料 如瓦楞紙板 塑料等 硬包裝材料 如金屬 硬質塑料 玻璃等 按材料 可...