ЛЕКЦИЯ №10

Тема лекции:  

Комбинированные и многослойные материалы.

 

План проведения лекции:10.1.Параметры многослойных материалов.10.2.Адгезия композиционных материалов.10.3.Виды двухслойных материалов. Их свойства.10.4.Материалы, сделанные на основе алюминиевой фольги.

Лектор: к.т.н., доцент Усупкожоева А.А.Современная тара и упаковка

10.1.Параметры многослойных материалов  Комбинированные и многослойные материалы являются видами

композиционных материалов, поэтому делить упаковочные материалы на многослойные и на комбинированные вполне условно. Многослойные материалы относится к той группе материалов, которые состоят из слоев только синтетических полимеров, а в состав комбинированных материалов входят слои различных материалов, таких как бумага, ткань или фольга. Комбинированные и многослойные материалы широко применяются в качестве упаковки, поскольку они имеют практически неограниченные возможности варьирования их свойств за счет таких параметров, как:

►выбор состава композиционного материала; ►установка порядка чередования слоев; ►обеспечение необходимого уровня адгезионного взаимодействия

между его слоями; ►выбор оптимальной технологии и нужного оборудования для получении

конкретного материала.

10.2.Адгезия композиционных материалов.

Монолитность композиционного материала достигается за счет адгезии. Адгезия – это комплекс сложных явлений, которые приводят к соединению разнородных тел в единое целое. Такая характеристика полимеров, как их способность к адгезии, позволяет определить возможность их использования в качестве пленкообразующих материалов, таких как герметики, покрытия или клеи. Этот же параметр определяет возможность получения армированных и наполненных полимерных материалов. Для того, чтобы создать адгезионное соединение, один из материалов должен быть пластичным, то есть текучим (тот, который послужит адгезивом), а другой – наоборот твердым (то, который будет субстратом). Иногда, когда соединяются одинаковые по химической структуре материалы, возникает самослипание, то есть аутогезия. Количественно адгезия оценивается работой разрушения соединения, отнесенной к единице поверхности, этот показатель называется адгезионной прочностью.

10.3.Виды двухслойных материалов. Их свойства.

Среди двухслойных пленок широко распространен для упаковки пищевых продуктов получил такой материал, как целлофан, то есть полиэтилен. Это один из самых давних материалов этой группы. Он широко известен под такими названиями, как “вискотен”, “целотен”, “метатен”, “ламитен”, “целлоглас-РЕ” и так далее. Целлофан сочетает в себе как прочность и газонепроницаемость с паронепроницаемостью, так и водостойкость и способность к термической сварке.

Двухслойный материал полиэфир (или лавсан) – это полиэтилен, выпускаемый отечественной производителями под названиями ЛП-1, СП-2, ПНЛ. За рубежом он очень известен, как “майлар-РЕ”, “терфан-РЕ”, “хостафан-РЕ”, “скотчпак”, “майлотен”, “экструэстер” и так далее. Пленки такого типа имеют ряд преимуществ перед полиэтиленом-целлофаном. Они гораздо прочнее, их адгезионная прочность намного выше, они влагоустойчивы и подходят для эксплуатации в огромном температурном интервале (начиная от -70° и заканчивая 100 С), а при использовании в качестве внутреннего слоя ПЭНД даже до 120 градусов. Двухслойный материал полиэтилен-полиамид, называемый еще “алкорон”, “экструамид” и “комбитен”. В отечественной практике применяется для изготовления пленок, в которые упаковываются продукты питания под вакуумом.

Другие пленки, основанные на полиамиде, такие как, например, полиамид-полипропилен, выдерживают нагревание до 135 градусов. Трехслойные пленки ПЭ-ПА-ПЭ могут подвергаться глубокой вытяжке до 180 миллиметров при толщине исходного материала до 300 мкм, а использование ПВДХ в качестве барьерного (промежуточного) слоя в трехслойном материале ПА-ВДВХ-ПЭ позволяет получать пленку для упаковки с улучшенными защитными качествами. В тех случаях, когда необходимо получить материал для упаковки продукции с минимальными показателями газопроницаемости и ароматопроницаемости, но необходимо, чтобы он был прозрачный, то в состав материала вводят ПЭТФ, который сочетает 4-5 и даже больше компонентов, таких как, например, ПОЛАК-4 (ПП-ПЭТФ-ПЭТФ-ПП) и ПЭЛАК-4 (ПЭНП-ПЭТФ-ПЭТФ-ПЭНП), с плотностью от 40 до 500 г/м2 и имеющие полимерное покрытие.

Из полимеров обычно используют полиэстер, сополимер ВХВД, сополимеры этилена с винилацетатом (типа ЭВА) или полипропилен. Так, например, комбинированный материал для упаковывания молока и разнообразных молочных продуктов в пакеты, имеющую форму тетраэдра, состоит из бумаги и полиэтиленового покрытия с красочной печатью и покрытой парафином (ОСТ 49-112-76). Комбинированный материал для упаковывания молока на автоматах “Тетра-Брик” – это бумага с нанесенной красочной печатью с одной стороны и покрытая с двух сторон полиэтиленом (ТУ 49-312-75). Во всех случаях при производстве материалов бумага-ПЭ-картон-ПЭ или бумага-ЭВА и другие покрытия наносят экструзионным способом, сополимеры ПВДХ (из дисперсий) – валковым способом.

 

10.4.Материалы, сделанные на основе алюминиевой фольги

Материалы, сделанные на основе алюминиевой фольги, представляют собой пленки с высокобарьерными свойствами, которые успешно конкурируют с такими традиционными видами тары, как стеклянная и металлическая. В большинстве случаев, базируясь на этих материалах, изготавливают разнообразные виды эластичной упаковки, такие как пакеты. В этом случае используют тонкую алюминиевую фольгу, толщиной от 7 до 14 мкм. На сегодняшний момент разработаны оригинальные комбинированные материалы, основанные на алюминиевой фольге.

К ним относятся: ►лафолен (то есть лавсан-фольга-полиолефины), используемый в виде пакетов для

упаковки продуктов питания, соков, напитков с последующей их стерилизацией; ►буфлен (или бумага-фольга-ПЭ), используемый для упаковки сухих продуктов

питания; ►ламистер (так называемый лак-фольга-ПП), служащий для изготовления упаковки

холодным штампованием для укладки продуктов, подвергающихся стерилизации или пастеризации.

►цефлен (называемый целлофан-ПЭ-фольга-ПЭ), который применяется для упаковки продуктов сублимационной сушки на скоростном упаковочном оборудование;

В последнее время при конструировании многослойных материалов используют металлизацию полимерных пленок. Металлизацией называется процесс, при котором наносится тончайшие слои металла на поверхность пленочного материала в глубоком вакууме. После процесса металлизации очень сильно снижается газопроницаемость пленочных материалов, а при незначительном расходе металла получается непрозрачная упаковка, в том числе и для ультрафиолетовых лучей. Металлизированные пленки гораздо экономичнее самой алюминиевой фольги, а также имеют целый ряд различных технологических преимуществ. К ним относятся такие преимущества, как уменьшение массы пленочного материала, а также отсутствие возможности повреждения металлического слоя при изгибе. Помимо этого, металлизацию часто используют для декорирования полимерных материалов.