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PET啤酒瓶阻隔性能提高的技术应用

啤酒包装是塑料应用关注的焦点之一，也是迄今塑料并未占领的最大食品包装领域。由于啤酒包装对于瓶体阻隔性能的要求比较苛刻，为了提高塑料啤酒瓶的阻隔性，人们开发出高性能聚萘二钾酸乙二酯（PEN）树脂、多层瓶技术（中间层为阻隔性树脂等）、有机和无机涂层技术、高阻隔性共混物和共聚物、添加氧清除剂以及闭光保6、尽可能使用投影机原装电缆、电线.护等多种技术。本文主要对这些提高PET啤酒瓶阻隔性能的技术进行介绍。

高阻隔性单层容器

可以用于制备高阻隔性单层容器的树脂主要有：丙烯腈树脂如丙烯腈－苯乙应在清洁干燥的器皿中进行寄录音设备存烯共聚物(Barexa)、PEN以及杜邦的高阻隔性聚酰胺树脂(SELAR PAa)。但这些材料的成本都比较高，只有PEN有望用于啤酒包装。与PET相比，PEN具有以下优点：耐温性能更佳，玻璃化转变温度(Tg)为124℃，比PET高78℃，熔点为286℃，比PET高248℃；气体阻同时在电子万能实验机上控制器的连接线也应当留意隔性更高。PEN对O2的阻隔性流量仪表是PET的4倍，对CO2的阻隔性是PET的5倍，对水分的阻隔性是PET的3.5倍；此外，机械强度、抗紫外线等性能也更好。PEN可用作可以回收的啤面粉机酒瓶，热灌装温度达100℃的果汁瓶，加热到100℃以上的热灌装沙拉等容器，以及在130～138°下保持不变形和耐高压的蒸煮包装。

PEN的合成单体为乙二醇和2.6－萘二甲酸(NDC)。不过由于NDC的合成难度较大，目前只有BP一家公司实现工业化生产。

美国和西欧相关立法都已批准PEN用于食品接触包装领域，日本也已经批准PEN、PEN／PET共聚物及共混物用于除软饮料包装以外的所有包装领域。

多层瓶技术

1．纯阻隔性聚合物

目前，用于多层瓶中作为高阻隔性夹层的材料主要有3种：乙烯－乙烯醇共聚物(EVOH)、聚偏氯乙烯(PVDC)和MXD6聚酰胺。此外，液晶聚合物(LCP)也是1种不错的高阻隔性材料。

含萘二甲酸酯的PET共聚物具有较高的阻隔性，成本低于PEN，但阻隔性还不足以提供啤酒4个月的货架寿命。MXD6聚酰胺可提供比PET高19～20倍的阻隔性，加工温度与PET相似，以30％的比例与PET共混，存在雾度和成本较高的问题；此外，目前尚不清楚MXD6聚酰胺与PET共混对PET结晶性、定向性及热和湿敏感性的影响。Miller and Anheuser—Busch已经试销以纯MXD6为阻隔层的PET多层啤酒瓶。

EVOH的阻隔性能要比等厚度的MXD6高4～7倍，EVOH与PET的相容性小，很难使PET与足够的EVOH共混，达到阻隔性明显提高。此外，湿气对EVOH会产生不良影响，可通过挤出前干燥物料或将其用作中间夹层等方式来克服。

PVDC的阻隔性和EVOH相当，但由于含氯，存在回收问题，影响了其在包装材料中的应用。

LCP对O2的阻隔性比。PET高200倍，将4.5％的LCP与PET掺混即可使O2的透过性降低约70％，而且不受湿度的影响。用量很小就可以获得很好的阻隔性能，有利于降低生产成本。不过由于其加工难度较大且制品不透明。应用受到了一定的限制。

2．纳米复合材料

与塑料啤酒瓶相关的纳米复合材料研究工作主要有：

Honeywell公司实现了原位改性纳米复合聚酰胺材料的工业化生产。与普薯类制品通聚酰胺6相比。复合材料的强度、刚性、对O2等气体的阻隔性以及耐热性均有所提高；其中，对O2的阻隔性提高3～4倍。日本宇部兴产、尤尼奇卡和德国拜耳等公司则实现了原位聚合法聚酰胺－6纳米复合材料的工业化生产。三菱瓦斯化学公司和蒙脱土生产公司Nanocor联手开发的MXD6聚酰胺纳米复合材料，不仅保持了MXD6原有的透明性，而且阻隔性能也得以提高。

伊士曼化工公司在开发聚酯纳米复合材料方面非常活跃。早在1999年2月，伊士曼就与Nanocor建立合作伙伴关系，共同开发包装用聚酯纳米复合材料。尽管纳米材料的引入可以改善PET的阻隔性、熔体强度等性能．不过由于纳米材料引入会加速聚酯的结晶速度。因此制备透明制品特别是智能制造、互联+还面临许多挑战。目前，大多数啤酒厂商选择了采用阻隔涂层方法生产PET啤酒瓶，伊士曼公司已经中断该产品的生产和研究工作。

EVOH的生产成本较高，多年来生产厂商及终端用户都致力于EVOH纳米复合材料用于阻隔包装的研究。不幸的是，EVOH复合材料很难制备，不能用原位聚合法生产，只能采用熔融共混法，而共混法很难使纳米材料在基体树脂中呈现纳米级分散。

(待续)