文档介绍：塑料包装材料性能
影响塑料包装材料阻隔性能的因素
已知25℃下，氧在无定形PET中的渗透系数为14 g·cm·cm-2·s-1·kPa-1，试计算50℃下渗透性系数P（已知PET的活化能E为38kＪ·mol-1）
塑料更加规整而有序，从而提高结晶度和大分子的排列密度
影响塑料包装材料阻隔性能的因素
聚合物
伸长率/%
P渗透系数
PP
0
150
PP
300
80
PET
0
10
PET
500
5
取向对氧的渗透性的影响
湿度对阻隔性能的影响
塑料树脂中具有亲水性能的主要是PVA、PA等薄膜。亲水性树脂由于其强的吸水性而使树脂溶胀，分子间距增大而使阻隔性下降（原因：水起到增塑剂的作用，增加聚合物的自由体积）。非亲水性聚合物的透湿性几乎不受环境湿度的影响。
影响塑料包装材料阻隔性能的因素
提高塑料包装材料阻隔性能的方法
1、复合改性
塑料包装薄膜的复合改性是一种最有效的提高塑料包装材料阻隔性能的方法。塑料包装薄膜的复合既可以是二层复合，也可以是多层复合多层复合层数现已发展到10层，而且层数越多，阻隔效果越好。
1）树脂间的复合
虽然有些单层薄膜的阻隔性不太好，然而进行多层复合以后，其复合薄膜的阻隔性也会大大提高，这一点从复合薄膜材料阻隔性计算公式中可以看出。
提高塑料包装材料阻隔性能的方法
复合薄膜材料阻隔性计算公式：
1/P=T1/P1+T2/P2+….
提高塑料包装材料阻隔性能的方法
式中：P—复合薄膜的总透过率
T1，T2—各复合层的厚度
P1，P2—各复合层的透过率
主要是经过多层复合后，薄膜的针孔、晶点造成的缺陷可以被弥补
从透过机理上分析:薄膜层数的提高，使欲透过的气体的透过路径变得复杂，相应也使得气体透过的阻力加大
提高塑料包装材料阻隔性能的方法
例如：计算在下述多层结构中氧的总渗透性系数
层数
聚合物
厚度/mm
渗透性系数
层1
PE
150
层2
PA
层3
PVC
层4
PP
150
（2）普通树脂与中等阻隔树脂性能的复合
这种复合方式的外层为普通树脂，而内层为中等阻隔性能树脂。由于两种树脂的相容性不太好，往往需加入粘合层，因此若含粘合层时，总层数以三层和五层居多。
复合材料中的普通树脂为LDPE、LLDPE、HDPE、PP及PVC等，而中等阻隔性能树脂为PA、PET及EVAL等。
其中普通树脂如PE、PP等还在复合薄膜的制袋过程中起到热封层的作用。这方面复合的例子有BOPP/EVA/PE、PA/PE、PET/PE。
塑料包装系统中的传质问题：渗透
H2O
H2O
O2
N2
H2O
CO2
渗透的机理：单分子扩散过程，即分子在高压侧的压力作用下:
渗入包装材料内表面
气体分子在包装材料中从高浓度向低浓度进行扩散，
在低压侧一面向外散发
假设包装材料厚度为X，气体在高压侧的压强为P1,在低压侧为P2，气体浓度为C，高浓度为C1，低浓度为C2
塑料包装系统中的传质问题：渗透
P2----
包装壁
P1---
C1
C2
X=0
X=l
根据费克第一扩散定律，透气率（单位时间、单位面积的气体渗透量）与浓度梯度成正比，可以表示为：
K= －D·dc/dx=－ D· (C2-C1)/l
根据亨利定律，在一定温度下，水蒸气或气体溶解在包装材料中的浓度C 与该气体分压力p成正比，即C=Sp，式中S为溶解度系数
∴ K=DS · (P1-P2)/l
塑料包装系统中的传质问题：渗透
又∵P=DS（渗透系数P为扩散系数D与溶解系数S的乘积）
气体渗透率K也可表示为单位时间t单位面积A上的透过量q来表示，即K=q/At
塑料包装系统中的传质问题：渗透
K=DS · (p1-p2)/l
q/At=P· (p1-p2)/l
P=ql/At△p
塑料包装系统中的传质问题：渗透
P=ql/At△p
P
渗透系数
t
在恒定条件下渗透发生所用时间
l
包装材料的壁厚
p
气体或蒸气的分压
△p
包装材料壁两侧的分压差
A
包装材料表面发生渗透的面积
q
气体透过量（质量或体积）
c
渗透物在聚合物中的浓度
S
溶解度系数
D
扩散系数
与渗透过程相关的符号
渗透公式的应用
包装材料的选择。为了确定某特定包装材料的最高性价比，需要用到材料的力学性能和材料对于氧、二氧化碳、氮、水以及有机蒸气的渗透系数。注意的是，很多渗透系数都是近