产品包装领域塑料发泡工艺应用探析

产品包装领域塑料发泡工艺应用探析

刘海艳 1 赵宇 2 姜春茂 3 王波 4 张雷 5 李东华 6 刘巍巍 7 柳燕 8

北方华安工业集团有限公司 黑龙江齐齐哈尔 161046

摘要：塑料因其密度低、比强度高、耐化学性好、易成型、易着色、耐冲击、加工成本低、绝缘性好等优点，被广泛应用于工农业、建筑、包装、国防和日常生活等各个领域。

关键词：塑料发泡工艺；产品包装；应用

自进入新世纪以来，我国产品包装业进入了快速发展阶段，这也使我国成为全球最大的包装材料生产和消费大国；塑料包装作为我国产品包装业最重要的主力军之一，其在产品包装业的应用已超过30%，而且它仍在逐年稳步增长。同时，随着一些新的产品包装技术和工艺的出现，塑料包装在产品包装领域的应用得到了拓展；塑料发泡工艺是具有代表性的新产品包装工艺之一。为了更好地促进塑料发泡工艺在产品包装领域的应用，本文详细阐述了产品包装领域塑料发泡工艺的应用。

一、塑料发泡工艺

塑料发泡的工艺是利用各种方法将塑料“发泡”泡沫形成包装所需的泡沫；泡沫是塑料发泡工艺中最主要的产品，但运用的发泡方法不同，所得到的泡沫性能和用途也不同。而泡沫是以热固性或热塑性合成树脂为基体，发泡剂或其他添加剂在“发泡”作用下形成多孔物体，该一孔物体通常具有吸声、绝缘隔热、质量轻等性能及特点。当前，我国常用的泡沫塑料主要有发泡聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚氨酯等；发泡方法有物理法、化学法及机械法。

1、物理法。它是以物理原理为基础进行发泡，该方法可分为以下类型：①用高压惰性气体溶解于糊状或塑料熔体中，再经减压释放气体形成塑料泡沫及孔隙度。②采用低沸点液体蒸发气化发泡。在特定的温度与压力下，将低沸点液体混合到聚合物颗粒中，然后加热软化聚合物，从而使低沸点液体气化，以此达到发泡目的。③在塑料中加入空心球，形成发泡体，以达到发泡目的。

物理发泡的成本相对低，特别是使用氮气及二氧化碳的成本低且无污染，而且塑料发泡后不会留下残留物，不会影响塑料的性能及使用。然而，这种方法的缺点是所需压力高，设备要求高。

2、化学法。其是利用混合物中某些成分的化学反应产生的气体来发泡塑料的一种方法。该方法包括：首先在待加热的塑料中加入化学发泡剂，分解释放气体，使泡沫膨胀。化学发泡剂有碳酸钠、碳酸氢铵及偶氮二甲酰胺。其次，采用泡沫组分间相互作用释放惰性气体(如氮气和二氧化碳)的方法。

3、机械法。它是指树脂溶液、悬浮液或乳液的强烈机械搅拌，其目的是使空气进入，使其形成均一的泡沫体，再经化学或物理变化使其胶凝与固化而形成发泡塑料。加入表面活性剂、乳化剂和通入空气能缩短成型周期。该方法无需添加发泡剂，但设备要求高。

二、塑料发泡工艺在产品包装领域的应用

1、食品包装。在食品包装中，塑料发泡主要用于一次性餐具中，如方便面碗、一次性汤碗、快餐饭盒、保鲜盘等。这些发泡餐具是以聚苯乙烯树脂为原料，在一定温度下加热熔融，加入丁烷等发泡剂，通过挤出机挤出拉片，然后经收卷后，放置在潮湿通风的环境中进行养生，最后对其进行二次加热吸塑成型。发泡餐具具有耐压、保温、清洁、成本低等优点，在国际上得到了广泛的应用。然而，随着人们安全意识的增强，近年来，发泡餐具的安全性引起了人们的重视。

2、缓冲包装。其又称防震包装，是保证物品在储存、堆放、装卸、运输中发生摩擦、挤压、振动、跌落、撞击等，不发生机械损伤而采取的防护措施的包装。泡沫塑料以其优异的吸振及缓冲性能被广泛应用于缓冲包装材料。泡沫塑料具有加工方便、质量轻、保护性好、物美价廉、应用性广等优点，但也存在一些缺点，如环境难以降解、燃烧产生有害气体等。随着科技的发展，可降解的泡沫塑料得到了发展。

3、防潮包装。湿度是引起产品变质、降解、腐蚀和破坏使用功能的主要原因之一。各种物品在包装储存时都需特定的湿度环境，如橡胶制品的相对湿度范围为40%～80%、电子设备为20%～70%、光学仪器为20%～40%、弹药为45%～55%。如炸药、火药、弹药等军用品易受潮变质，仪器仪表、精密枪械、电子仪器、芯板等也易受潮而腐蚀。因此，在储存过程中，对有一定湿度要求的产品，应采用防潮材料进行包装。防潮包装是利用具有水蒸气隔离性能的材料对产品进行包装。防潮包装既能隔绝外界水蒸气对产品的影响，又能使产品包装内的相对湿度满足要求。在军工产品中，胶棉结构模铸周转箱一般用于防水防潮，它以热塑性材料为基体，采用微孔发泡工艺制成，具有良好的防水防潮性能。该材料由于具有坚固、轻巧、多功能、易清洗、性价比高等优点，广泛应用于军用产品的运输包装中。当防潮要求较高时，可在包装内加入合适的干燥剂，以吸收内部残留的潮气。

4、防静电包装。静电放电会带来电击，可引起火灾或可燃气体爆炸，损害电子设备和电子元器件。据统计，美国电子工业部门每年因静电释放损坏的电子元器件损失高达数百亿美元；而在日本约45%的不合格电子元件是由静电释放引起的。军工产品如火工品、引信、弹药、控制系统武器装备等，属于易燃烧与爆炸产品，在生产、运输、使用、储存中，因接触、摩擦、碰撞等产生静电积聚并释放出电，极易造成武器系统的战斗力丧失，甚至发生燃烧爆炸，从而造成重大的损失。军工产品的静电若不消除干净，静电会吸附灰尘，从而降低元器件的绝缘电阻，进而缩短电子器件的寿命。因此，对静电敏感的物品，如电子元件、电起爆器、弹药、火箭弹等，需选用防静电或能消除静电材料进行包装。防静电包装材料包括防静电塑料薄膜、具有缓冲能力的泡沫、注塑与挤出成型的防静电塑料等。防静电聚乙烯袋是电子产品中广泛使用的防静电材料，它能及时释放电子产品在运输或储存等过程中产生的静电，从而避免损坏。

5、防爆包装。若产品有一定的爆炸性，应采用防爆包装材料进行包装，以避免产品在运输或储存中受冲击、摩擦、高温等作用时发生的爆炸。对于爆炸性产品的包装，可先用塑料桶包装，再装入木箱或铁桶中。对于火工品、弹药、引信等易燃易爆军用产品，其防爆要求相对较高。在胶棉结构模铸包装箱中加入一定量的防爆包装材料，再进一步优化结构设计，可制成具有较好减震性能的防爆包装周转箱。胶棉结构模铸件的芯层是蜂窝状，因其导热系数低，比普通注塑件及金属具有更高的隔热性能，适合于隔热包装。因此，胶棉结构模铸包装箱放置在高温巷道或露天环境时，其爆炸的风险性很小。另外，在包装材料中添加阻燃剂也可用于防燃包装。

6、隐身包装。其是利用一定的包装材料，经技术处理使物品难以被发现的包装技术的总汇，它起源于战争。随着电磁波及红外探测技术的飞速发展，对军用产品扩武器系统构成了严重威胁。因此，军用装备需采用隐身包装来吸收红外波及雷达等，以避免被敌方的红外及电磁波探测器探测到。在胶棉结构模铸包装的原料中加入碳纤维及特殊色料等，能吸收雷达波及红外线；在包装箱外表面涂锌、铝等合金层，能吸收及反射电磁波。这种带有雷达屏蔽层及热屏蔽层等多层材料复合而成的隐身包装，能极大地提高军用品的生存能力。隐身包装不仅应用于军工产品，也应用于人们的日常商品包装中。民用隐身包装是从军用包装演变而来的。隐身塑料包装已成为一种新的时尚包装。民用塑料隐身包装具有重复利用、保鲜、防潮等特点，当前民用塑料隐身包装大多采用隐身拉链包装。

综上所述，塑料发泡因其质轻、强度高、易成型、成本低、缓冲性能好、防潮、防霉、隔热、电绝缘等优点而受到广泛关注。其被广泛用于生产餐具、托盘、保温材料、衬垫等，其应用领域涉及食品、建筑、电子产品等行业。

参考文献：

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[2]陈威.发泡塑料在包装中的应用[J].塑料包装，2015(06)．

[3]冯启鹏.产品包装领域塑料发泡工艺应用探析[J].经贸实践，2018(12).