مواد التغليف الجديدة: فيلم التغليف متعدد الطبقات (الجزء الأول)

ومن أجل إطالة العمر الافتراضي للمواد مثل الأغذية والأدوية، كثيرةمواد التعبئة والتغليفللأغذية والأدوية في الوقت الحاضر تستخدم أفلام التغليف المركبة متعددة الطبقات. حاليًا، هناك طبقتان، وثلاث، وخمس، وسبعة، وتسعة، وحتى إحدى عشرة طبقة من مواد التغليف المركبة. فيلم التغليف متعدد الطبقات عبارة عن فيلم رقيق يتم تشكيله عن طريق بثق مواد خام بلاستيكية متعددة في قنوات متعددة في وقت واحد من فتحة قالب واحدة، والتي يمكن أن تستفيد من مزايا المواد المختلفة
متعدد الطبقاتلفة فيلم التعبئة والتغليفتتكون بشكل رئيسي من مجموعات البولي أوليفين. حاليًا، تشمل الهياكل الشائعة الاستخدام: البولي إيثيلين/البولي إيثيلين، البولي إيثيلين فينيل أسيتات كوبوليمر/بولي بروبيلين، LDPE/طبقة لاصقة/EVOH/طبقة لاصقة/LDPE، LDPE/طبقة لاصقة/EVH/EVOH/EVOH/طبقة لاصقة/LDPE. يمكن تعديل سمك كل طبقة من خلال تقنية البثق. ومن خلال ضبط سمك الطبقة العازلة واستخدام مجموعة متنوعة من المواد العازلة، يمكن تصميم أفلام مرنة ذات خصائص عازلة مختلفة. يمكن أيضًا استبدال مواد طبقة الختم الحراري وتعديلها بمرونة لتلبية احتياجات التغليف المختلفة. يعد مركب التغليف متعدد الطبقات والمتعدد الوظائف هذا هو الاتجاه السائد لتطوير مواد أفلام التغليف في المستقبل.

هيكل الفيلم المركب للتغليف متعدد الطبقات

ينقسم الفيلم المركب للتغليف متعدد الطبقات، بغض النظر عن عدد الطبقات، بشكل عام إلى طبقة أساسية وطبقة وظيفية وطبقة لاصقة بناءً على وظيفة كل طبقة من الفيلم.

المستوى الأساسي
بشكل عام، يجب أن تتمتع الطبقات الداخلية والخارجية للأغشية المركبة بخصائص فيزيائية وميكانيكية جيدة، وتشكيل أداء المعالجة، وطبقة الختم الحراري. كما يجب أن يكون لها أداء جيد في الختم الحراري وأداء اللحام الساخن، وهي منخفضة التكلفة نسبيًا، ولها تأثيرات دعم واستبقاء جيدة على الطبقة الوظيفية، ولها أعلى نسبة في الفيلم المركب، مما يحدد الصلابة الإجمالية للفيلم المركب . المواد الأساسية هي بشكل رئيسي PE، PP، EVA، PET، وPS.

طبقة وظيفية
الطبقة الوظيفيةفيلم تغليف المواد الغذائيةهي في الغالب طبقة حاجزة، وعادة ما تكون في منتصف فيلم مركب متعدد الطبقات، وتستخدم بشكل أساسي راتنجات الحاجز مثل EVOH، وPVDC، وPVA، وPA، وPET، وما إلى ذلك. ومن بينها، المواد ذات الحاجز العالي الأكثر استخدامًا هي EVOH وPVDC ، والـ PA و PET المشتركان لهما خصائص حاجزة مماثلة، تنتمي إلى المواد الحاجزة المتوسطة.

EVOH (كوبوليمر كحول فينيل الإيثيلين)
إن كوبوليمر كحول الإيثيلين فينيل عبارة عن مادة بوليمر تجمع بين قابلية معالجة بوليمرات الإيثيلين وخصائص حاجز الغاز لبوليمرات كحول الإيثيلين. إنه شفاف للغاية وله لمعان جيد. يتمتع EVOH بخصائص حاجز ممتازة للغازات والزيوت، مع قوة ميكانيكية ممتازة، ومرونة، ومقاومة التآكل، ومقاومة البرد، وقوة السطح، وأداء معالجة ممتاز. يعتمد أداء حاجز EVOH على محتوى الإيثيلين. عندما يزيد محتوى الإيثيلين، ينخفض ​​أداء حاجز الغاز، لكن أداء مقاومة الرطوبة يزداد، ومن السهل معالجته.
تشمل المنتجات المعبأة بمواد EVOH التوابل ومنتجات الألبان ومنتجات اللحوم ومنتجات الجبن وما إلى ذلك.

PVDC (كلوريد البولي فينيلدين)
كلوريد البولي فينيلدين (PVDC) هو بوليمر من كلوريد الفينيليدين (1،1-ثنائي كلورو إيثيلين). درجة حرارة تحلل البوليمر المتجانس PVDC أقل من نقطة انصهاره، مما يجعل من الصعب ذوبانه. لذلك، باعتباره مادة تعبئة، فإن PVDC عبارة عن بوليمر مشترك من كلوريد فينيليدين وكلوريد الفينيل، والذي يتمتع بخصائص جيدة في مقاومة الهواء، ومقاومة التآكل، وطباعة جيدة وخصائص ختم الحرارة.
في الأيام الأولى، كان يستخدم بشكل رئيسي للتغليف العسكري. وفي الخمسينيات من القرن الماضي، بدأ استخدامه كفيلم لحفظ الطعام، خاصة مع التطور السريع لتكنولوجيا التعبئة والتغليف الحديثة ووتيرة حياة الإنسان الحديث، وسرعة تغليف التجميد والحفظ، وثورة أواني الطبخ بالميكروويف، وامتداد المواد الغذائية و جعلت مدة صلاحية الدواء تطبيق PVDC أكثر شعبية. يمكن تحويل PVDC إلى أغشية رقيقة جدًا، مما يقلل من كمية المواد الخام وتكاليف التعبئة والتغليف. لا تزال تحظى بشعبية اليوم

طبقة لاصقة
بسبب ضعف التقارب بين بعض الراتنجات الأساسية وراتنجات الطبقة الوظيفية، فمن الضروري وضع بعض الطبقات اللاصقة بين هاتين الطبقتين لتكون بمثابة الغراء وتشكل فيلم مركب متكامل. تستخدم الطبقة اللاصقة راتنجات لاصقة، شائعة الاستخدام تشمل البولي أوليفين المطعمة بأنهيدريد الماليك وبوليمر أسيتات فينيل الإيثيلين (EVA).

أنهيدريد الماليك المطعمة البولي أوليفينات
يتم إنتاج البولي أوليفين المطعم بأنهيدريد المالئيك عن طريق تطعيم أنهيدريد المالئيك على البولي إيثيلين من خلال البثق التفاعلي، مما يؤدي إلى إدخال مجموعات جانبية قطبية على السلاسل غير القطبية. وهو عبارة عن مادة لاصقة بين المواد القطبية وغير القطبية ويستخدم عادة في الأفلام المركبة من البولي أوليفينات مثل البولي بروبيلين والنايلون.
EVA (كوبوليمر أسيتات فينيل الإيثيلين)
تقوم مادة EVA بإدخال مونومر أسيتات الفينيل في السلسلة الجزيئية، مما يقلل من تبلور البولي إيثيلين ويحسن قابلية الذوبان وأداء الختم الحراري للحشو. تؤدي المحتويات المختلفة للإيثيلين وخلات الفينيل في المواد إلى تطبيقات مختلفة:
① المنتجات الرئيسية لـ EVA التي تحتوي على خلات الإيثيلين أقل من 5% هي المواد اللاصقة، والأفلام، والأسلاك والكابلات، وما إلى ذلك؛
② المنتجات الرئيسية لـ EVA التي تحتوي على أسيتات الفينيل بنسبة 5% إلى 10% هي الأفلام المرنة، وما إلى ذلك؛
③ المنتجات الرئيسية لـ EVA التي تحتوي على أسيتات الفينيل بنسبة 20% إلى 28% هي المواد اللاصقة المذوبة بالحرارة ومنتجات الطلاء؛
④ المنتجات الرئيسية لـ EVA التي تحتوي على أسيتات الفينيل بنسبة 5% إلى 45% هي الأفلام (بما في ذلك الأفلام الزراعية) والألواح ومنتجات قوالب الحقن ومنتجات الرغوة وما إلى ذلك.