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阻隔性塑料中空容器的应用(上)

阻隔性塑料中空容器，指在阻止氧气等非极性气体以及汽油等非极性有机溶剂的渗透方面，明显地高于聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等通用塑料容器(非阻隔性塑料容器)的容器。阻隔性塑料中空容器较之非阻隔性塑料中空容器，在应用中具有两大优势：一是它能有效地防止空气中的氧气通过容器的器壁进人到容器中，能有效地保护塑料容器所包装的食品、药品等多种商品，避免它们因受氧气的作用而引起的变质，从而延长商品的保质期及货架期；其二是防止容器中所包装的非极性有机溶剂等商品通过容器器壁而散逸，减少商品储存过程中的损失并改善环境质量，因此阻隔性中空容器颇受业界欢迎，是塑料中空容器中一个重要的、不可或缺的品种。自塑料包装容器发展的初期，业界就对阻隔性塑料中空容器给予了很大的关注，早在二十世纪中叶就开始生产应用硬质PVC类阻隔性中空容器，此后一直把阻隔性中空容器的开发应用，作为扩大中空容器应用领域和提高产品附加价值的重要手段，在漫长的岁月中，除了注意阻隔性脂选择应用之外，人们还开发了掺混技术、共吹塑技术、表面涂布等技术，制备阻隔性、高阻隔性中空容器，到二十一世纪初，已经能够利用多层共吹塑技术，生产出高质量、低成本的、极具市场竞争力的塑料汽车燃料油箱，并已在啤酒包装阻隔瓶方面，也显现出光明的前景。沿着提高产品质量、降低生产成本、节约医疗改善环保的方向不断前进。

已工业化的阻隔性塑料中空容器，从结构上分：有单层阻隔性中空容器(由一种阻隔性树脂或阻隔性混合物制成的单层电磁离合器吸合结构)和多层阻隔性中空容器(容器壁由含有一种或几种阻隔性材料或阻隔性混合物的多层复合型容器)两个大类，多层阻隔性中空容器中，又有多层共吹塑型阻隔性中空容器和涂布型阻隔性中空容器，多层共吹塑容器中，根据瓶坯制造方法的不同，又有共挤出类多层共吹塑容器和共注射类多层共吹塑容器之分。根据阻隔性程度的不同龙海，阻隔性中空容器可分为阻隔性中空容器(如PVC、PET单层中空容器，PP/PA6/PE、PP/PA6/PP之类的多层共吹塑型复合容器)和高阻隔性中空容器(如PVDC单层容器，PEN单层容器，含EVOH层、MXD6层或PVDC层的多层容器以及经表面处理、含氟化层、磺化层或无定型碳层的多层复合容器)两个大类。

一、单层类阻隔性中空容器

（1）硬质PVC中空容器。硬质PVC中空容器是最早工业化的阻隔性塑料中空容器。自二十世纪四十年代起，人们已开始PVC生产阻隔性中空容器，在二十世纪五、六十年代，大量应用于化妆品、洗涤剂、食品、药品等商品的包装。但在二十世纪六十年代末期，人们发现在PVC容器包装的酒中含有氯乙烯单体存在，由于氯乙烯单体是一种致癌物质，聚氯乙烯瓶的卫生安全性受到质疑，因此聚氯乙烯的应用受到很大的冲击，虽然经过十余年的努力，二十世纪八十年代，世界各国对PVC中的残留游离单体问题，都得到了满意的解决，钙-锌复合类稳定剂的广泛应角，更进一步提高了PVC容器的卫生安全性，但又因其废弃物环生发产品保性能欠佳以及性能价格比良好的PET瓶在二十世纪余十年代的迅速崛起，并迅速地进入了PVC瓶的许多应用领域，成为阻隔性塑料容器的主流，因此现PVC容器无论在阻隔性塑料容器中应用量或者在阻隔性塑料容器中的重要性，均已今非夕比。

（2）高丙烯腈容器与PVDC容器。高丙烯腈(PAN)容器，指PAN(由70%左右的丙烯腈、20%-30%的丙烯酸酯[或者苯乙烯]、和少量丁二烯的共聚物)制得的容器。二十世纪六十年代末期，它曾作为阻隔性容器，用于碳酸饮料的包装，自PET瓶在可乐等碳酸饮料方面得到实际应用之后，相形之下，高丙烯腈容器存在加工困难、卫生性能较难保证、价格高等缺陷，很快失去有知名外资企业就推出另外一项可延续性举措—生态标签了它在阻隔性中空容器中的重要性。PVDC容器阻隔性能优良，属于高阻隔类范畴，三坐标在二十世纪七、八十年代开始应用，PVDC容器因成型工艺困难、环境保护适应性差，价格高等因素，实际应用不多。

（3）尼龙类中空容器。尼龙6、尼龙9、尼龙11等的容器，也属阻隔性中空容器之列，由于尼龙吹塑成型性能欠佳，这类容器多采用滚塑方法法制得。在尼龙类容器中，利用价格低廉的尼龙6的单体己内酰胺为原料，通过滚塑聚合成型制得的尼龙6类中空容器，具有良好的性能，曾被认为是在燃料油箱等方面具有强大竞争力的品种，但因其工艺要求高、生产效率低，特别是近年来大型多层吹塑工艺的突破性进展，滚塑聚合尼龙6容器的重要性因此下降。

（4）PET容器。自二十世纪七十年代初，美国杜邦公司开发出实验性PET双向拉伸饮料瓶，随后在美国、德国、日本、法国、意大利等国，PET双向拉伸吹塑技术得到了很大的发展；二十世纪八十年代以后我国也开发出经济打火机实用的两步法PET双向拉伸吹塑设备，对于PET双向拉伸吹塑容器，在我国的普及，起到了积极的推动作用。特别是进入二十世纪九十年代以后，随着PET树脂生产技术的日臻完善、PET树脂价格的不断降低，PET双向拉伸瓶的性价比明显提升，PET双向拉伸瓶逐步成为单层阻隔性塑料瓶的主流产品，广泛应用于饮料、食用油、食品、洗涤剂、等众多商品的包装。

（5）PEN容器。PEN和PET同属聚酯类高分子物质，PEN大分子链中以奈环替代了PET大分子链中的苯环，因而PEN较之PET具有更加突出的阻隔性，它阻隔氧气、二氧化碳等气体的能力，比PET要高倍，PEN容器作为高阻隔包装容器，在瓶装啤酒方面的应用，取得了相当理想的效果，只是目前要大量推广应用，尚存在价格上的障碍。

（6）由混合料制备的阻隔性中空容器。应用混合的方法，对塑料进行改性，一直被认为是获得高性能、低成本塑料制品的一条有效途径。人们在应用混合的方法，开发阻隔性中空容器方面，也进行了大量的工作，取得了可喜的进展。(a)利用尼龙、相容剂、聚乙烯掺混物，制备阻隔性中空容器。由尼龙、相容剂、聚乙烯混合物，制备的中空容器，具有和尼龙容器相当的阻隔性能，同时较之尼龙料具有更好的吹塑成型性能，并能大幅度降低塑料瓶的原料成本，从而增加容器的市场竞争能力。国外在二十世纪八十年代已开始这方面的研究，我国复旦大学、杨子石化等单位也都曾从事过这方面的工作并取得实用性成果，但由于近年来，以尼龙为阻隔层的多层共吹塑容器的长足发展，掺混性阻隔性容器的重要性大幅度下降。（b）由PET和纳米填料产品销售时还会提供1只USB充电器混合制备的中空容器。在PET中，混合3%左右的纳米填料，制得的单层中空容器，已可较普通PET双向拉伸吹塑容器的阻隔性，提高30%以上，而且所制得的PET瓶具有较好的耐热性，可以承受巴氏消毒处理，人们正在这方面进行深入的研究，希望通过纳米技术，生产出能够满足啤酒包装需要的高阻隔容器，其动向值得大家高度关注。