塑料食品包装材料市场(通用8篇)
一、聚乙烯(PE)
(一)性能及用途
聚乙烯是典型的热塑性塑料,为无臭、无味、无毒的可燃性白色粉末。成型用的聚乙烯树脂均为经挤出造粒的蜡状颗粒料,外观呈乳白色。
聚乙烯的分子量在1万~100万之间,分子量超过100万的为超高分子量聚乙烯。分子量越高,其物理力学性能越好,但随着分子量的增高,加工性能降低。因此,要根据使用情况选择适当的分子量和加工条件。高分子量聚乙烯是个加工结构材料和负荷材料,而地分子量聚乙烯只适合作涂覆、上光剂、润滑剂和软化剂等。
聚乙烯的力学性在很大程度上取决于复合物的分子量、支化度和结晶度。高密度聚乙烯的拉伸强度为20~25MPa,而低密度聚乙烯的拉伸强度只有10~12MPa。聚乙烯的伸长率主要取决于密度,密度大,结晶度高,其蔓延性就差。
聚乙烯的电绝缘性能优异。因为它是非绝缘材料,其介电常教及介电损耗几乎与温度、频率无关;高频性能很好,适于制造各种高频电缆和海底电缆的绝缘层。
(二)品种
1. 低密度聚乙烯(LDPE)
(1)性能
低密度聚乙烯的密度范围为0.910~0.925g/cm³。分子结构为主链上带有长、短不同支链的支链型分子。在主链上每1000个碳原子中约带有50个以下的乙基、丁基或更长的支链。与高密度和中密度聚乙烯相比,它具有较低的结晶度(55%~65%),较低的软化点(108ºC~126ºC)以及较宽的熔体指数(0.2~80g/10min)。
由于低密度聚乙烯的化学结构与石蜡烃类似,不含极性基团,所以具有良好的化学稳定性,对酸、碱和盐类水溶液具有耐腐蚀作用。它的电性能及好,具有导电率低、介电常数低、介电损耗低以及介电强度高等特性。但低密度聚乙烯的耐热性能较差,也不耐氧和光老化。因此,为了提高其耐老化性能,通常要在树脂中加入抗氧剂和紫外线吸收剂等。
低密度聚乙烯具有良好的柔软性、延伸性和透明性,但机械强度低于高密度聚乙烯和线型低密度聚乙烯。
(2)用途
低密度聚乙烯主要用于制造薄膜。薄膜制品约占地密度聚乙烯制品总产量的一半以上,用于农用薄膜及各种食品、纺织品和工业品的包装。低密度聚乙烯电绝缘性能优良,常用作电线电缆的包覆材料。注射成型制品有各种玩具、盖盒、容器等。与高密度聚乙烯掺混后经注射成型和中空成型可制管道及容器等。
2.高密度聚乙烯(HDPE)
(1)性能
高密度聚乙烯的高密度为0.941~0.965g/cm³。分子结构为线型结构,支链少,平均每1000个碳原子仅含有几个支链。与低密度聚乙烯相比,高密度聚乙烯结晶度达80%~90%,密度大,使用温度较高,硬度和机械强大较大,耐化学性能好。
(2)用途
高密度聚乙烯的用途与低密度聚乙烯不同。低密度聚乙烯约50%~70%用于制造薄膜;而高密度聚乙烯则主要用于制造中空硬制品,约占总消费量的40%~65%。具体用途有:吹塑法制造各种瓶、罐及各种工业用槽、桶等容器;注射成型制造各种盆、桶、蓝、篓、筐等日用成器、日用杂品和家具等;挤出成型制造各种管材、捆扎带以及纤维、单丝等。此外,还可用于制造电线电缆的包覆材料和合成纸;加入大量无机钙盐以后,还可以制造钙塑包装箱和家具、门窗等。最近,高密度聚乙烯用于制造高强度超薄薄膜,做
食品、农副产品和纺织品的包装材料发展很快。
3.中密度聚乙烯(MDPE)
(1)性能
密度为0.926~0.940g/cm³,分子结构为支链数介于高密度聚乙烯和低密度乙烯之间的线型高分子。结晶度为70%~75%,软化温度为110ºC~115ºC,除兼有高、低密度聚乙烯的性能外,还具有优良的抗应力开裂性、刚性及耐热性。
(2)用途
最适宜于高速吹塑成型制造瓶类,高速自动包裹用薄膜以及各种注射成型制品和旋转成型制品,如桶、罐等。还可用于电线电缆包覆层。
4.线型低度密度聚乙烯(LLDPE)
(1)性能
线型低密度聚乙烯的密度为0.910~0.925g/cm³。
由于线型低密度聚乙烯分子侧链为短支链,分子结构介于线型高密度聚乙烯和带有长支链的高压法低密度聚乙烯之间,所以其物理机械性能优于普通低密度聚乙烯。在机械性能方面,线型低密度聚乙烯的拉伸强度比普通低密度与乙烯高50%~70%,伸长率高50%以上,耐冲击强度、穿刺强度及耐低温冲击性能均比低密度聚乙烯好。在物理性能方面,在相同密度情况下,线型低密度聚乙烯的熔点比低密度聚乙烯高,使用温度范围宽,允许使用温度比低密度聚乙烯高10ºC~15ºC。
(2)用途
线型低密度聚乙烯可代替低密度聚乙烯制造薄膜、管材、注射成型制品、中空吹塑容器、旋转成型制品及电线电缆包覆材料等。制得的产品的机械性能比低密度聚乙烯好。所以,制造相同强度的制品时,线型低密度聚乙烯制品可减薄。
二、聚丙烯(PP)
(一)性能
聚丙烯重量轻,密度为0.90~0.91g/cm³,是通用塑料中最轻的一种。
聚丙烯具有优良的耐热性,长期使用的温度可达100ºC~120ºC,无载荷时使用温度可达150ºC,聚丙烯是通用塑料中唯一能在水中煮沸,并能经受135ºC的消毒温度的品种,因此可制造输送热水的管道。聚丙烯的耐低温性能不如聚乙烯,催化温度为-10ºC~-13ºC(聚乙烯为-60ºC)。低温甚至室温下的抗冲击性能不佳,低温下易脆裂是聚丙烯的主要缺点。
聚丙烯是一种非极性所料,具有优良的化学稳定性,并且结晶度越高,化学稳定性越好。除强化性酸(如发烟硫酸、硝酸)对他有腐蚀作用外,室温下还没有一种溶剂能使聚丙烯溶解,只是低分子量的脂肪烃、芳香烃和氯化烃对它有软化或溶胀作用。它的吸水性很小,吸水率还不到0.01%。
聚丙烯在成型和使用中易受光、热、氧的作用而老化。聚丙烯在大气中12天就老化变脆,室内放置4个月就会变质,通常需添加紫外线吸收剂、抗氧剂、炭黑和氧化锌等来提高聚丙烯制品的耐候性。
聚丙烯的力学强度、刚性和耐应力开裂都超过高密度聚乙烯,而且有突出的延伸性和抗弯曲疲劳性能,用它制成的活动铰链经过7000万次弯曲试验,竟无损坏痕迹。
聚丙烯的电绝缘性能优良,特别是高频绝缘性很好,击穿电压强度也高,加上吸水率低,可用于120ºC使用的无线电、电视的耐热绝缘材料。
(二)用途
聚丙烯综合性能优良,可以用注射成型、挤出成型、中空成型制成各种制品。在这些用途中用于注射成型制品居首位,包括日用器具、娱乐和体育用品、玩具等;汽车部件,如蓄电池壳体、空调零件、散热器叶片等;硬包装,如医疗洗涤器、盖罩、化妆品盒;机械零件,如洗衣机洗槽、搅拌器、空气管。挤出成型制品包括电线、电缆、薄膜、片材、管材等。薄膜主要用于包装服装、针织品、食品、香烟等。中空成型制品包括容器、瓶类。聚丙烯纤维分长丝(单丝、复丝、膨体纱)、短纤丝。纤维可代替棉、麻、丝、毛等天然纤维。主要用于生产机织和针织,如地毯、沙发布、捆扎材料、绳索和编织袋等。
三、聚氯乙烯(PVC)
(一)性能
聚氯乙烯是无毒、无臭的白色粉末,密度为1.40g/cm³,加入增塑剂和填料的聚氯乙烯塑料的密度为1.15~2.00g/cm³。
聚氯乙烯的力学性能取决于聚合物的分子量、增塑剂和填料的含量。聚合物的分子量越大,力学性能、耐寒性、热稳定性越高,但成型加工比较困难;分子量低则相反。增塑剂的加入,它不但能提高聚氯乙烯的流动性,降低塑化温度,而且使其变软。通常,在100份聚氯乙烯树脂中增塑剂量大于25份即变成软质塑料,伸长率增加,而拉伸强度、刚度、硬度等力学性能均降低;增塑剂加入量小于25份时为硬质或半硬质塑料,具有较高的力学强度。
聚氯乙烯是无定型聚合物,它的玻璃化温度(Tg)为80ºC左右,在此温度下即开始软化,随着温度的升高,力学性能逐渐丧失。显然,Tg是聚氯乙烯理论使用温度的上限。但在实际应用中,聚氯乙烯的长期使用温度不宜超过65ºC。聚氯乙烯的耐寒性较差,尽管齐催化温度低于-50ºC,但低温下即使软质聚氯乙烯制品也会变硬、变脆。由于聚氯乙烯含氯量达65%,因而具有阻燃性和自熄性。
聚氯乙烯的热稳定性差,无论受热或日光都能引起变色,从黄色、橙色、棕色直到黑色,并伴随着力学性能和化学性能的降低。
聚氯乙烯具有较好的典型能,其电绝缘性可与硬橡胶媲美。
(二)用途
聚氯乙烯的应用比较广泛。在包装材料方面,它可制造包装薄膜、收缩薄膜、复合薄膜和透明片材,还可制作集装箱和周转箱以及包装涂层。
四、聚苯乙烯(PS)
(一)性能
聚苯乙烯是质硬、脆、透明、无定型的热塑性塑料。没有气味,燃烧时冒黑烟。密度为1.04~1.09g/com³,易于染色和加工,吸湿性低,尺寸稳定性、电绝缘和热绝缘性能极好。
聚苯乙烯的力学性能同制造方法、分子量大小、取向度以及所含杂质有关。分子量大的强度高,分子量在5万以下的拉伸强度很低,10万以上的其拉伸强度的改善就不明显了。分子量高时成型困难,通常分子量控制在5~20万。
聚苯乙烯可溶解于许多溶剂中,如苯、甲苯、四氯化碳、氯仿、邻二氯苯等。
聚苯乙烯的透光率为87%~92%,其透光性仅次于有机玻璃。折光指数为1.59~1.60。受光照射或长期存放,会出现面混浊和发黄现象。
聚苯乙烯毒性极低,属于卫生安全的塑料品种。
(二)用途
聚苯乙烯由于具有高透明度、廉价、刚性、绝缘、印刷性好、易成型等优点,使它在青工制品,装潢和包装等方面有一定的使用价值。
五、聚对苯二甲酸乙二醇脂(PET)
(一)性能
聚对苯二甲酸乙二醇脂系结晶型聚合物,密度为1.30~1.38g/cm³,熔点为255ºC~260ºC,在热塑性塑料中具有最大的强韧性,其薄膜拉伸强度可与铝箔相匹敌,为聚乙烯的9倍,聚碳酸酯和尼龙的3倍。
聚对苯二甲酸乙二醇脂在较宽的温度范围内,保持其优良的物理机械性能,-20º~80Cº内温度的影响很小,长期使用温度可达120ºC,能在150ºC使用一段时间。
聚对苯二甲酸乙二醇脂在较高温度下,也能耐氟氢酸、磷酸、乙酸、乙二酸,但盐酸、硫酸、硝酸能使它受到不同程度的破坏,如拉伸强度下降。强碱尤其是高温下的碱,能使它的表面发生水解,其中以氨水的作用更剧。
(二)用途
聚对苯二甲酸乙二醇脂除了大量用于抽丝做纤维外,多用于制造薄膜,大量用于电影片基、X光片基、录音音像带基。由于电性能好,在电气、电子工业中可做B级(130ºC)绝缘材料。此外,还大量用于吹塑瓶子,如用于调味品、食用油、饮料、化妆用品瓶子。注射制品坚韧耐磨,吸湿性小,尺寸稳定,弹性模量高,并具有优良的电性能和耐化学性,主要用于机械、电气电子精密结构件,如线圈骨架、配电开关、继电器原件等。
六、聚酰胺(PA)
(一)性能
聚酰胺是乳白色或微黄色不透明粒状或粉状物,密度为1.02~1.15g/cm³,吸水率为0.3%~9.0%,随着链节中碳原数的增加,密度和吸水率趋于降低。
聚酰胺的结构可以看作是聚乙烯分子链中每间隔一定距离嵌入一个聚酰胺基团。这中间隔随链节中碳原子数的增加而增大,其性能受聚酰胺基团的影响变小,作为聚乙烯的性质增加。例如,聚酰胺的拉伸强度弯曲强度、熔点和吸水率等都随着链节中碳原子数的增加而降低。但由于聚酰胺基团的存在,聚酰胺类聚合物都显示出耐磨、易吸水的共性。
与金属比,聚酰胺的刚性比较低,表面硬度和耐蠕变性也较差,但它的比强度高于金属,比压缩强度与金属相当。
聚酰胺的拉伸强度、弯曲强度和硬度随温度和吸水率的增大而降低。而冲击强度则随温度和吸水率的增大而明显提高。
聚酰胺居于有优良的耐磨性,各种聚酰胺的摩擦系数差别不大,通常在0.1~0.3之间。如果在聚酰胺中添加二流化钼、石墨等填料或聚四氟乙烯粉末,可进一步提高其耐磨性。
聚酰胺的熔点温度范围窄,通常在180ºC~280ºC之间,长期使用温度一般不宜超过100ºC。若在100ºC以上的温度下长期与氧接触,会使制品逐渐呈现褐色,丧失使用性能。
大多数聚酰胺具有自燃性,少数品种具有可燃性,但对火焰的传播速度很慢。
聚酰胺在室温下耐稀酸、弱碱和大多数盐类,但强酸、较高浓度的酸及强氧化剂会使其明显受到侵蚀,在较高温度下发生破坏。
聚酰胺的耐溶剂性优良。能耐烃类、油类及一般溶剂,如四氧化碳、乙酸甲脂、苯、四氢呋喃等。它对矿物油、植物油均呈惰性,但水和醇及其类似的化合物能使聚酰胺溶胀,在常温下可溶于极性的酚类化合物和氯化钙的甲醇溶液。
各种聚酰胺的电性能在干态时基本相同,具有较高的电阻值,但随着温度和吸水率的增加有明显的降低;介电常数与此相反,虽吸水率的增加而增大。
(二)用途
聚酰胺在工业上主要用于制造各种机械、汽车、化工、电子和电器装置的零部件,特别用于高强度或耐磨制件,如各种齿轮、滑轮、轴承、泵体中叶轮、风箱叶片、高压密封圈、阀座、垫片、各种壳体、工具手柄、支撑架、汽车灯照等。在电子仪器设备、继电器等电器设备中制作零件、电梯导轨、建筑装饰用扶手等。在包装上可制成薄膜,与铝箔制成复合材料,用于罐头、食品和饮料的包装。
七、聚偏二氯乙烯(PVDC)
(一)性能
聚偏二氯乙烯是硬币、韧性、半透明至透明材料,带有不同程度的黄色。经紫光照射后发暗橙道淡紫色荧光。密度为1.70~1.75g/cm³,吸水性<0.1%。
与其他塑料相比,聚偏二氯乙烯对很多气体和溶液具有很低的透过率,故广泛用作包装材料。纯聚偏二氯乙烯由于难以制得适当的测试样品,因而很少获知其机械性能。主要是测定共聚物的强度。聚偏二氯乙烯的机械性能与结晶的种类、数量和定向程度有关。拉伸强度随结晶度升高,而韧性和伸长率则随之而下降。聚偏二氯乙烯在热、紫外线、离子辐射、碱性试剂、催化金属或盐类作用下容易分解,分解反应的共同特点是有氯或氢释放出来。
(二)用途
聚偏二氯乙烯除作纤维用外,主要用作包装薄膜。此外还可作为防湿的涂料和粘合剂。
八、聚乙烯醇(PVA)
(一)性能
聚乙烯醇的密度为1.26~1.29g/cm³,折射率为1.52,紫外线照射后发蓝白色荧光。吸水性大,浸入水中能溶解。对纤维的含水率可达30%~50%,在65%RH、25ºC环境下的湿率也可达4.5%。能透过水蒸气,但难透过醇蒸汽,更不能透过有机溶剂蒸汽、惰性气体和氢气。聚乙烯醇薄膜的阻气性甚至优于聚偏二氯乙烯薄膜。聚乙烯醇的弹性模数为4400~5400MPa,拉伸强度为35MPa,伸长率取决于含湿量,平均可达450%;纤维的湿强度是干强度的55%~60%;薄膜的硬度随分子量的增加而增加。聚乙烯醇虽为结晶性高聚物,但熔点不敏锐,融熔温度范围为220ºC~240Cº。玻璃化温度为85ºC。
聚乙烯醇受热软化,稳定使用温度为120ºC~140Cº。在250ºC,有氧存在分解时,产生自然。由于聚乙烯醇在一般气候条件下都会吸湿,故不宜在电绝缘方面应用。
(二)用途
由于聚乙烯醇具有良好的透明性、五静电性、韧性、印刷性,极好的阻气性和良好的耐化学性,作为水溶性的包装材料是个分适宜的。
九、乙烯-醋酸乙烯脂共聚物(EVA)
(一)性能
EVA共聚物是高分子的热塑性聚合物,是典型的无规共聚体。EVA由于在乙烯支链中引入由极性的醋酸集团所组成的短支链,打乱了原来的结晶状态,从而降低了支链上乙烯的结晶度,同时还增加了聚合物链之间的距离。这就使EVA比聚乙烯更富有柔韧性和弹性。
EVA的熔体指数(MI)的大小与聚合工艺条件有关,亦与VA含量有关,在同一聚合条件下,VA含量逾高,其MI亦逾高。
EVA的介电常数、介电损耗角正切值与共聚物中VA含量呈线性的函数关系,即VA含量越高,其介电常数也就越大。
EVA热分解温度为229ºC~230º,也有文献报道在250Cº以上。
EVA对于气体和湿气的渗透性要比低密度聚乙烯高,因此它不宜做高度抗渗透材料。EVA的耐油、耐化学药品性比聚乙烯、聚氯乙烯稍差,随VA含量的增加,这一倾向愈加明显。
(二)用途
EVA可作为收缩薄膜、重包装袋、可挠性电线和电缆护套,也常用于注射和吹塑制品、热熔粘合剂、各种板材纸张涂层、泡沫制品等。EVA还可作为其他树脂的改性剂。
十、聚碳酸酯(PC)
(一)性能
聚碳酸酯是无色或微黄色透明颗粒,无味、无臭、无毒。密度为1.2g/cm³,吸水率小于0.16%,透明率为75%~90%,折光指数(25ºC)1.5890,可制成透明、半透明,不透明的各种制品。
聚碳酸酯具有优异的冲击强度和耐蠕变性,拉伸强度和弹性模量也较高,而且能在较高的温度范围内保持较高的力学强度;不足之处是它的疲劳强度和耐磨性差。聚碳酸酯既有良好的耐寒性,又有良好的耐热性。它的脆化温度为-100%,最高使用温度为100%,可在-60~120ºC下长期使用。
聚碳酸酯对热、氧、大气和紫外线有良好的稳定性。但长期在室外使用或在强光照射下,其表面会变暗,失去光泽、泛黄,甚至产生龟裂。
聚碳酸酯是极性聚合物,电性能比非极性的碳氢聚合物稍差,但仍属于电性能优良的塑料品种。
(二)用途
我国的包装事业起步较晚, 直到20世纪80年代改革开发以后, 包装事业才得到重视。当时的建材产品包装, 尚处在初期发展阶段。水泥包装沿用几十年一贯制的纸袋包装, 纸质欠佳, 并且大量掺杂再生纸, 在搬运过程中容易使水泥袋破损, 水泥撒漏严重。不仅造成巨大的经济损失, 而且严重污染了环境。平板玻璃也采用传统单一的花格木箱包装形式, 内用稻草衬垫, 手工装卸, 同样容易造成碰撞破损。随着国家经济的不断发展, 水泥的产量逐年猛增, 而纸张供应有限, 曾一度出现建材包装材料极度缺乏的情形。多年来人们形成的“重产品、轻包装”思想, 严重阻碍了建材行业的发展。
针对以上一些问题, 国家有关部门审时度势, 制定了“百花齐放, 优存劣汰”的指导方针, 中国的建材包装材料开始进入快速发展阶段。为解决水泥包装纸张短缺问题, 出现了塑料纺织袋包装纸张短缺问题, 出现了塑料编织袋包装材料和复合包装材料, 它采用聚乙烯和聚丙烯材料, 缓解了供应矛盾。对于玻璃包装, 适时采用了钢制集装箱, 并用集装化运送, 有效解决了木材匮乏问题。国家还修订《水泥纸袋》国家标准和制定《玻璃集装箱架》新国家标准, 规范了建材凶包装材料的制造和生产, 与之配套的专用机械设备也逐步定型, 开始专业化生产。
早期的塑料编织袋、复合袋在设计上存在不合理的地方, 加上使用经验不足, 因而存在一定的质量问题。经过一段时间的试验和摸索, 剔除了一些难以回收的复合袋, 改用复膜编制袋, 纸袋废除了三加一袋型, 并纳入了修订后的水泥袋国家标准。玻璃集装箱也逐步从A型架、L型架发展到较为先进的套装式、导轨式等, 玻璃的木箱包装也从老式花格木箱发展到组合式木箱和新型花格木箱。
如今建材包装材料蓬勃发展, 已进入一个稳步发展阶段, 出现了各种包装形式。当前市场上水泥包装袋使用的有三大类;纸袋、复膜塑料编织袋和各种复合袋。纸袋包括有四层纸袋纸、三层伸性纸等小类、各种复合袋包含纸塑复合袋、预应力复合袋、水溶纱复合袋等多种。在玻璃包装器具内, 木箱有新型花格木箱、组合式木箱;集装箱架先后有A型、L型、封闭式、W型、套装式、导轨式和组合式等。
2 建材包装的发展趋势-绿色包装
如何保护环境, 促进和维护社会经济的可持续发展, 是当前我国迫切需要解决的问题。适应环境保护的需要, 中国的建材包装只有走绿色包装之路, 才能顺应潮流, 健康发展。所谓绿色包装指对生态环境不造成污染, 对人体健康不造成危害, 能循环和再生利用的包装材料。事实上, 当前建材产品的包装无疑是应该重点防治污染的一大门类。以水泥包装为例, 我国水泥的产量已经达到5亿多吨, 扣除散装水泥, 袋装水泥需用包装袋约80亿条/年, 这些包装袋都是一次性使用, 其废弃物总量达到年16亿吨, 试设想, 如果这些废弃物不能循环再生, 对环境的污染程度可想而知。尽管有三分之二以上的包装袋都是可以循环再生的。即便如此, 因无法回收和无法再利用的废弃物还是一个相当可观的数字。至于水泥在包装过程中产生的粉尘污染仍然十分严重。鉴于这种情况, 在即将再次修订的《水泥包装袋》国家标准中, 应该坚决扬弃那些不能对废物进行回收再生的包装袋型, 提倡绿色包装。
目前, 建筑材料的绿色包装无论在技术和设备上都有长足的进步。如从传统的多层纸袋发展伸性低糊底袋, 做到了减量包装, 节约森林资源, 不少企业已经推出了成熟的产品。又如甘肃兰州金安新技术有限公司开发的维纶水溶纱复合包装袋, 利用维尼纤维在未经过缩醛化处理前具有能溶解与一定温度热水的特性, 使废袋纸做主要原料, 利用纸浆纤维自身氢键亲和力的化学作用, 不用任何粘结剂, 使上下层纸浆在纸机上与网筋结合为一体, 有很好的耐破度、透气度、耐热性、防潮性和易灌装性, 而且成本低, 生产过程中不制浆, 无酸碱废液排放。
绿色包装起步不久, 随着环保技术的不断发展, 相信会有更多的环保型包装材料问世。
3 可降解塑料应用于建材包装
可降解塑料是一类新型的环保材料, 它在使用前或在使用过程中, 与同类普通塑料具有相当或者相近的应用性能和卫生性能, 而在完成其使用功能后, 能在自然环境条件下较快地降解成为易于被环境消纳的碎片或碎末, 并随时间的推移进一步降解成为对环境彻底无害的物质, 最终回归自然。
它具有如下特点:
3.1 使用性:具有与同类普通塑料相当或相近的应用性能:
3.2 降解性:
在完成使用功能后, 能在自然环境条件下较快地降解, 成为易被环境消纳的碎片或碎末, 最终回归自然。
3.3 安全性:降解过程中产生和降解后残留的物质对自然环境无害或无潜在危害。
3.4 经济性:价格与同类普通塑料持平或略高。
降解塑料作为高科技产品和环保产品正成为当今世界瞩目的研究开发热点。它的发展不但扩大了塑料功能, 而且在一定程度上缓解了环境矛盾, 对日益枯竭的石油资源是一个补充, 而且从合成技术上展示了生物技术和合金技术在塑料材料领域中的优越性和美好前景, 因此降解塑料的研究开发和推广应用, 无论从地球环境保护的实际角度, 或从取之不尽的可再生资源, 还是从合成功能性高分子的学术角度都具有重要的意义。
因此, 降解材料由于有着广阔的应用前景, 发展十分迅速, 并逐步应用到工农业各个部门。
在建材包装材料中, 采用塑料编织袋是我国的一大创举, 它以其强度好的价格低廉的优势, 迅速占据了水泥包装行业的2/3市场, 而且还有继续扩大的趋势。但是随着建材包装中塑料用量的加大, 其环境污染问题也日益明显。塑编袋的单丝厚度约0.02mm, 相当于超薄料袋, 尽管塑料是能够回收再利用的, 但是建材行业的实际情况决定了废弃塑编袋的回收不是一个技术上的问题, 而是经济问题, 因此这个问题更难解决。我国每年有大约16万吨的塑编水泥袋废弃于大自然, 给环境造成巨大的危害。如果用可降解塑料代替通用塑料应用于建材包装, 将综合了普通塑料的质轻、高强特性及可降解性, 不仅满足了实际生产的需要, 而且在使用废弃后能大降低对环境的污染。可降解塑料应用于建材包装有以下优点:
a.可降解塑料编制袋采用了可再生资源或地球上广泛存在的矿源, 减量使用了石油化工资源, 实现了资源减量化。
b.可降解塑料的生产工艺已趋于成熟, 生产设备简单, 能够大批量生产。它用于生产编织袋时, 其生产工艺不用作大的改变, 因此相比于其他绿色包装材料而言, 它具有更大的竞争优势和可行性。
c.可降解塑料编织袋用于建材包装, 顺应了绿色包装的发展潮流, 它完全符合新近修订的建材包装行业相关国家标准, 是一种环保型的包装材料。
d.对于复膜材料和内衬袋材料, 也能够采用可降解塑料。这样可以避免施工过程中草药纸塑不易分离的问题, 简化了施工操作。
因此, 将可降解塑料应用于建材包装行业有着良好的应用前景, 许多企业和研究部门已经开始了相关研究。可以预见, 在不长的时间内, 可降解塑料在建材包装行业将大有用武之地。
4 展望
结合可降解塑料和建材包装材料的特点, 可降解塑料需要解决以下问题:
4.1 降解时间的可控性:
新执行的《水泥国家标准》严格规定了水泥的使用时间, 因此可降解塑料无论在配方设计和生产上, 都要进行降解时间在各种应用条件下的研究, 以满足水泥等制品的实际需要。
4.2 使用性能:
可降解塑料用于生产塑料编制袋, 需要解决防潮性和透气性这一对矛盾, 否则将造成粉尘污染和计量失准, 引发一系列问题。
4.3 可降解塑料要保证一定的强度和韧性, 以免在灌装和搬运过程中造成破损。
4.4 可降解塑料在载体树脂选择、降解方式、生产设备方面还需要作进一步的研究。
5 结论
5.1 绿色包装是建材包装材料的发展趋势。
为消除消费者的恐慌,科学评价食品塑料包装材料中DEHP的潜在危害就显得十分必要。本文就食品塑料包装材料中DEHP的迁移和膳食暴露进行了分析,旨在提高消费者对DEHP安全性的认识,增强自我保护能力。
DEHP的迁移
塑料包装食品在包装、储藏、流通和加工过程中,其包装材料中的DEHP会因初始浓度、包装材料种类、食品性质、与食品的接触面积和接触时间、食品包装后的储藏时间和储藏温度的不同,不同程度地迁移至食品中,由此导致的膳食摄入已经成为人体暴露于DEHP的重要途径。
DEHP的结构中没有与塑料单体反应的基团,其中的苯基和长链烷基大多以氢键和范德华力的形式与塑料单体产生相互作用,由于这种键合强度很弱,容易造成DEHP从塑料包装材料中迁移出来,从而对接触塑料包装材料的食品造成污染。
当前,已有一些研究人员对食品样品以及食品塑料包装材料中DEHP的迁移进行了大量的研究。例如,研究人员对市售的485份食品样品和102份食品塑料包装材料进行了分析检测,结果显示:蔬菜和瓜果中DEHP的含量为1.56~103.7mg/kg;新鲜肉类中DEHP的含量为7.17~100.15mg/kg;禽蛋类中DEHP的含量为0.99~65.13mg/kg。
有关研究人员采用管柱气相色谱-质谱的选择离子检测方式对市售的猪肉(肥)、猪肝、猪肾、猪心、鸡肝、鸡肾和鸡心7种动物性食品进行定量分析,结果显示:除猪肉(肥)以外,其他6种动物性食品中均检测出了DEHP,其含量范围为1.55~3.08mg/kg。还有研究人员分析检测了市场销售的蔬菜水果以及干货食品中酞酸酯的污染情况,结果显示21种检测样品中只有豆角未检测出DEHP,其他样品均存在不同程度的DEHP污染,其中干货黄花菜中DEHP的含量达到30.44mg/kg。
此外,研究人员还检测了液态食品中DEHP的含量。例如,有研究人员对4种日常桶装食用油的邻苯二甲酸酯类化合物污染状况进行了检测,在两种食用油样品中检测出了DEHP,含量分别为0.05mg/kg和0.68mg/kg。有研究人员分析了PVC瓶装橙汁的DEHP污染情况,结果显示橙汁中DEHP的浓度随存放时间的延长而有所增加,含量超过美国EPA饮用水中DEHP限量标准(0.006mg/L)的110倍。还有研究人员分析了PVC包装材料中DEHP向液态食品模拟物的迁移情况,研究发现随着时间和温度的增加,DEHP的迁移量明显增加。
DEHP的膳食暴露
人体通过食品、空气、饮用水、皮肤及静脉注射等多种途径终生暴露于DEHP,对于大多数成年人来说,食品是暴露DEHP的主要途径,人体内超过90%的DEHP来自食品摄入。
加拿大研究人员调查了市场上销售的食品中DEHP的情况,结果显示瓶装饮料中DEHP的平均含量为0.065mg/kg,食品为0.29mg/ kg,人群DEHP膳食暴露水平为0.003~0.03mg/kg.bw/d。丹麦研究人员分析了29种成人食品和11种儿童食品中DEHP的日暴露水平,结果显示,11种食物中DEHP的含量高于限量标准,另外18种食物中DEHP的平均暴露量为0.19~0.3mg/d,主要饮食中DEHP的暴露量为叶作物53%、根作物13%、牛奶12%和鱼10%。有关研究显示,6个月以下体重为5.5kg的婴儿每日摄入900g奶粉中的DEHP暴露量为0.0098mg/kg.bw/d;6个月以上体重为8 k g的婴儿每日摄入5 2 5 g奶粉中的D E H P暴露量为0 . 0 0 3 9 m g / k g . b w / d。此外,也考虑了6个月以上的婴儿即食食品中的DEHP暴露量,将DEHP总的膳食暴露量定为0.0235mg/kg.bw/d。
丹麦研究人员将每日DEHP总的膳食摄入量定为0.0045mg/kg.bw/d(成年人)、0.026mg/kg.bw/d(1~7岁儿童)和0.011mg/kg.bw/d(7~14岁儿童)。有关研究人员对20名被试者进行“食物干预”(除罐装和塑料包装的食品)后检测其尿液,结果发现尿液中DEHP代谢物水平显著降低。
结论与建议
食品是人体暴露DEHP的重要途径,而因塑料包装材料中的DEHP迁移而导致的食品污染问题已经日益突出,部分人群的DEHP暴露也已经超过了规定的限量标准。美国食品药品管理局(FDA)已经对含有DEHP的包装材料进行了限制,美国环保局(EPA)将DEHP等6种酞酸酯类化合物列为优先控制污染物,我国在GB 9685-2008《食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准》中规定DEHP不得接触油脂类食品和婴幼儿食品,食品、食品添加剂中DEHP的最大残留量为1.5mg/kg。但由于DEHP在环境中的广泛存在,生产企业的非法添加以及在包装过程中的不恰当使用,使得人体暴露DEHP的隐患依然存在。
对此,笔者建议:一是加强对DEHP的风险评估研究,明确我国人群对DEHP的实际暴露水平,查明其毒性以及对人体健康的危害;二是深入开展包装材料的基础研究,开发DEHP的替代品,开发低污染、低消耗、无毒无害的新型食品包装材料;三是加强对含有邻苯二甲酸酯类增塑剂食品塑料包装材料的监管,完善法律法规和限量标准;四是加强科普宣传,引导公众科学合理选择使用包装材料,避免高温加热后的食品立即进行包装,控制好塑料包装食物的储藏时间和储藏温度,减少塑料包装材料中DEHP向食品的迁移。
根据食品包装的材料和功能的不同,国家规定了相关的产品标准及卫生标准,主要有GB/T10004-2008《包装用塑料复合膜、袋干法复合、挤出复合》、QB/T1871-1993《双向拉伸尼龙(BOPA)/低密度聚乙烯(LDPE)复合膜、袋》、GB/T21661-2008《塑料购物袋》、GB/T19741-2005《液体食品包装用塑料复合膜、袋》、BB/T0002-2008《双向拉伸聚丙烯珠光薄膜》、GB/T17030-2008《食品包装用聚偏二氯乙烯(PVDC)片状肠衣膜》、GB/T18454-2001《液体食品无菌包装用复合袋》、QB/T2197-1996《榨菜包装用复合膜、袋》、BB/T0014-2011《夹链自封袋》、GB/T24984-2010《日用塑料袋》、及卫生标准等。
1.1拉断力、断裂标称应变(断裂伸长率)
拉断力是指试样受拉力作用发生断裂时的最大应力。断裂标称应变(断裂伸长率)是指试样断裂时,原始标距单位长度的增量。通常以断裂标称应变(断裂伸长率)的大小来衡量塑料属于延展性材料还是脆性材料。反映产品在使用过程中承受拉伸的能力,食品塑料包装材料只有具有良好的物理性能才能在使用中耐用,保证食品包装袋在运输过程中不易破裂。在检测的过程中断裂标称应变(断裂伸长率)的数值小、拉断力的数值也相应的小,这与生产过程中拉丝严重,造成薄膜容易拉断,使产品不具有良好的物理性能。
1.2剥离力
表征了两种不同材料间复合质量的好坏,将规定宽度的试样,在一定速度的条件下,进行T型剥离,以剥离15mm宽复合层所需的平均力值表示。通常复合膜(袋)会有印刷、裁剪、封合等后加工,剥离力不良的产品在随后的加工、包装、使用中可能发生层间分离,而层间分离的包装袋将引起其力学性能、阻隔性能的下降,从而影响包装物的质量或保质期[12]。造成食品受到外界环境的污染,给企业带来了严重的经济损失,企业在生产过程中应注重原料的选择和生产工艺等因素。
1.3封合强度
它反映食品包装袋封口的牢固性。作为包装材料要求包装后有良好的密封性,封口处不能出现封合不严或封合强度不够而出现开口现象,使包装物泄漏或漏气,导致包装食品变质[12]。不同材料的薄膜在热合时,应选择适宜的温度、压力、时间条件,如果温度、压力和时间达不到要求,包装袋的热合部位不牢固,造成热合强度达不到标准要求,使用时容易开裂。1.4抗摆锤冲击能是指在高速冲击负荷作用下一次冲断时单位面积上所消耗的功,是衡量材料抗冲击能力的指标。复合膜(袋)包装食品后在堆放、运输过程中对外界冲击或撞击破坏的抵抗能力。这种外界的戳穿可能来自于包装物品后的装箱、运输撞击,也可能来自有锐度的包装物品,因此包装材料需要有一定的冲击韧性,确保包装后的产品在装卸、运输、销售过程中的完好性[12]。在生产加工过程中薄膜表面拉丝严重,薄膜的抗冲击性能就会下降,容易造成薄膜破裂。
1.5水蒸气透过量
水蒸气透过量是指在规定的温度、相对湿度,一定的水蒸气压差和一定厚度的塑料薄膜条件下,1m2的试样在24h内透过的水蒸气量。阻隔性能好的材料能有效的防止水蒸气的渗透对食品带来影响,对食品起到防潮、防水的作用。水蒸气透过量不合格的原因主要是企业工艺控制不到位,基材种类选择及产品结构设计不合理所导致。水蒸气透过量的检测有效的防止企业过度包装,帮助企业节省成本,企业也可以根据产品的保质期设置包装材料阻隔性能的参数。
1.6氧气透过量
在恒定温度和单位压力差下,在稳定透过时,单位时间内透过塑料薄膜单位面积的氧气的体积。材料的阻隔性能对食品中的活性物质影响显著,会造成产品质量不稳定,使食品变质、发霉,因此不同功能的食品包装材料都对阻隔性能提出了要求。氧气的存在是食品发生变质的一个重要因素,根据不同的保存期、不同种类的食品,包装用复合膜(袋)对氧气透过量的要求不同。氧气透过量达不到要求的主要原因有:(1)薄膜外观不符合要求,例如薄膜存在硬块、气泡、折皱、破洞等;(2)使用的材料不满足包装要求,不同的食品应选用不同材料进行包装。
1.7耐压性能
在一定的压力作用下,包装袋能保持一定的时间不出现破裂、渗漏。包装袋在运输储存的过程中承受外界的压力,受到挤压或堆码过程中出现破损、渗漏的情况,从而影响包装质量性能。食品包装袋在耐压性能试验时,样品在一定压力和时间的作用下,发生破裂和渗漏,特别是热封部位受力大,容易造成热封部位开裂。1.8跌落试验跌落试验是将包装件按规定高度跌落于坚硬、平整的水平面上,评定包装件承受垂直冲击的能力和包装对内装物保护能力的试验。用来模拟产品在搬运期间可能经受到的跌落。食品包装袋在跌落时,由于包装袋内部的气体对包装袋体产生一定的冲击力,若包装袋的抗冲击性能差,则包装袋易在袋体发生破袋。
1.9耐热性、耐高温介质性
是指塑料抵抗高温引起的变形、变软、尺寸改变、强度下降、老化和分解的能力,用于高温、高压蒸煮灭菌食品包装袋或用于微波炉加热食品包装时,材料要具备耐高温性[13]。拉断力、断裂标称应变(断裂伸长率)、剥离力、热合强度的不合格,直接影响耐热性、耐高温介质性项目不符合要求。
1.10溶剂残留量
单位面积塑料复合膜(袋)中残留溶剂的量,包括溶剂残留总量和苯系溶剂两项指标。检验的主要成分有乙醇、异丙醇、丁醇、丙酮、丁酮、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯、苯、甲苯、二甲苯(含对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯)。苯类溶剂对人的神经系统、呼吸道和皮肤都有刺激作用。复合膜(袋)在加工过程中印刷油墨和胶粘剂中有大量的有机溶剂,在使用过程中会迁移到食品中,危害人的身体健康。生产企业应选择环保的油墨和胶粘剂,印刷设备的干燥能力的提高,都是有效控制溶剂残留量的方法。
1.11甲苯二胺
甲苯二胺是致癌物质,是复合包装用胶粘剂的一种组分,甲苯二胺广泛存在于复合食品包装袋中,不合格的复合食品包装膜(袋)中可能含有高残留。由于其对呼吸道粘膜及皮肤有刺激作用,毒性大,在实际生产与应用中均应对复合食品包膜(袋)中甲苯二胺的含量及迁移量应加以严格控制。
1.12蒸发残渣
总迁移量代表向食品中迁移的总可溶性及不溶性物质的量,是非常重要的一项卫生指标,反映了食品接触产品在使用过程中遇水、醋、酒、油等液体时析出的化学物质量。总迁移量数值越高,表示产品溶出物质越多,对人体的危害越大。导致总迁移量不合格的因素有:厂家用非食品级原料甚至是含有重金属等有害物质的废旧回收塑料生产包装袋,或在生产中过量添加助剂。
1.13高锰酸钾消耗量
浸泡后的蒸馏水溶剂中的高锰酸钾消耗量或叫做耗氧量,代表向食品中迁移的总有机物质及不溶性物质的量。高锰酸钾消耗量不合格的产品在使用过程中可能会导致不明有机物进入食品中,导致污染食品。导致高锰酸钾消耗量超标的原因很多,如油墨、胶粘剂、添加剂等都有可能导致不合格,企业在生产中应加强对原料的检验,生产工艺的控制。
1.14重金属
重金属因其不易通过代谢排出人体,同时对人体健康有较大危害,例如慢性铅中毒主要对人的血液系统、神经系统、消化系统、生殖系统等有影响[12],因此,无论什么材质的包装材料都对铅含量做出了规定。通过规定体积的4%乙酸溶液浸泡包装袋的内侧,测定浸泡液中铅的含量。生产企业在生产中应正确选择原料、添加剂和颜料,才能使产品符合卫生要求。消费者在使用塑料包装袋时,应注意不要将热的食物直接装入包装袋中,以避免重金属及有害物质的析出。
1.15脱色试验
脱色试验项目的检验主要是考核食品包装材料在实际使用过程中的脱色情况,脱色试验不合格的产品在使用过程中有可能导致添加的颜料进入食品中[14]。有颜色的塑料包装袋,例如:蓝色、红色、绿色等,是生产企业使用着色剂的原因。着色剂含有重金属等有毒有害物质,脱色试验是检验着色剂脱色的情况,避免着色剂迁移到食品中,损害人体健康。
2提高食品塑料包装质量的建议
大型企业在生产过程中对产品质量进行跟踪检验,配备了较齐全的检测设备,对产品严把出厂关;对生产原料的采购、运输、储存各环节均达到洁净化要求,对生产环境控制严格,设有防尘、防静电、杀菌等设施,并严格控制人员的出入;在生产上注重产品的安全性,严格按照食品安全的相关条件组织生产,有效保证了产品质量[15]。(1)从源头抓起,控制产品的质量。企业应掌握主要原材料的检测,对出厂产品应进行出厂检验。原材料没有检测能力的应从正规厂家进货,进货前应查验检测报告。出厂检验无检测能力的应到专门的检测机构进行送检。对配方不得进行随意更改,更改配方的新产品需进行型式检验。(2)对主要人员进行技术培训。对企业生产的主要人员进行培训,提高其从业水平。(3)生产设备和计量设备加强管理。对于常用的计量设备应定期进行检定,以防止因计量不准影响产品质量。(4)企业应提高自身的管理水平,注重企业形象的提高,注意培育自身品牌知名度,树立企业品牌形象。
参考文献
2016年中国塑料包装行业发展机遇及趋势
塑料包装的主要优点是,节省原辅材料、重量轻、运输方便、密封性能好,符合环保绿色包装的要求;能包装任何异形产品,装箱无需另加缓冲材料;被包装产品透明可见,外形美观,便于销售,并适合机械化、自动化包装,便于现代化管理、节省人力、提高效率。我国塑料包装行业发展趋势分析详情如下:塑料包装行业正朝着功能化、绿色化、减量化发展,对化工行业既是机遇又是挑战。配套化工产品若想在这一领域开辟新的市场份额,就需要加大相关材料的开发和推广力度。作为石化产业最直接的下游行业之一,塑料包装的升级和技术进步高度依赖化工产品的支撑。同时,随着百姓生活水平的提高以及消费领域个性化需求日益增长,塑料包装对化工产品也提出了越来越高的要求。功能化、绿色化和减量化已经成为塑料包装行业追寻的方向,与之配套的化工产品也将迎来更多的发展机遇。
一、功能化:使用量占比超30%专用料需求快增据中国包装联合会塑料委专家委员会副主任兼秘书长、上海市包装技术协会绿色包装委员会秘书长陈昌杰介绍,据估算,目前塑料包装材料在各类包装材料总量中占比已经超过30%,仅次于纸制品。目前我国食品包装材料中,塑料应用量已超过食品包装材料总量的50%,居各种包装材料之首。
目前,中国塑料包装产业发展已经到关键时期,下游行业对于塑料包装膜材料也将提出越来越苛刻的要求,在普通膜大量过剩的情况下,一些高附加值的功能膜仍需大量进口。工业领域对于亚光膜、高亮膜、热封膜、热收缩膜、高阻隔膜、抗紫外线辐射膜、抗静电膜、阻燃膜等的需求增长较快。中国塑料加工工业协会BOPET(双向拉伸聚酯)专委会秘书长王德均告诉中国化工报记者。而在食品工业领域,塑料包装所发挥的作用更是不可小觑。北京印刷学院重点实验室包装研究室主任李东立告诉中国化工报记者,我国是水果和蔬菜的生产和消费大国,但腐烂率也居世界最高。发达国家的果蔬损失率低于5%,而我国的损失率高达20%-30%。功能性保鲜材料在我们国家有很大的市场。目前美国利用先进的保鲜材料包装可以使水果增值2.4倍,而我国的平均增值只有0.4倍。未来功能化的保鲜包装在我国具有良好的市场前景。
未来食品行业对高阻隔、耐蒸煮、抗紫外、避光、抗菌、透气、绝氧等功能性膜的需求将不断增加。而在功能性食品包装专用料以及功能性助剂方面,我国研发和生产能力还比较薄弱,加大相关材料的开发力度无论是对于包装行业还是化工行业都将是一个双赢的局面。
二、绿色化:环保安全要求升级相关助剂即将热销 随着安全意识的增强以及环保标准的提高,消费者对于塑料包装卫生安全性能的关注度越来越高。而要保障塑料包装材料的卫生安全性能就要倚仗各类绿色安全的塑料助剂的广泛应用。因此,业内专家表示,安全环保的增塑剂、热稳定剂、黏合剂、无溶剂油墨/水性油墨等在未来几年都将成为市场热销的产品。江南大学化学与材料工程学院教授蒋平平告诉中国化工报记者,从上世纪90年代开始,国际上就陆续出台了多个与邻苯二甲酸酯类增塑剂有关的法规,限制其在卫生要求较高的塑料制品中的应用。我国的《食品容器、包装材料用添加剂使用卫生标准》(GB9685-2008)中也对某些增塑剂的迁移量进行了限定,以植物油脂类等环保型增塑剂替代邻苯二甲酸酯类
网址:
增塑剂是大势所趋。随着环保标准的提高,无毒安全的增塑剂的市场用量将会增长。塑料包装的绿色化不仅仅体现在产品本身,其在生产过程中排放的挥发性有机污染物(VOCs)也受到越来越严格的限制。随着我国《大气污染防治行动计划》的实施,塑料包装印刷类企业面临着严峻的挑战。毫无疑问,未来含苯含酮的包装油墨肯定是不能再用了,市场的发展方向是水性油墨、无溶剂油墨以及紫外线固化油墨等产品。但是,目前这些新产品我国还十分短缺,无论是品种还是数量都无法满足市场需求。
1、再生塑料颗粒的市场前景再生塑料造粒生产线废旧塑料再生塑料颗粒销路极广,塑料企业需求量大。要完全了解为什么再生颗粒受到塑料厂商的特别青睐,首先我们一起来算一笔成本帐:一家中型的农膜厂,每年需要高压聚乙烯原料(LDPE)1000吨以上。目前,全国各地塑料市场LDPE的平均价格为7000元/吨,LDPE再生颗粒平均价格为3800元/吨,每吨相差3200元。也就是说,如果一个中等规模的农膜厂半数采购再生塑料颗粒,仅原料成本一项一年就可节省160万元。这无疑是一笔巨大的财富!(咨询htttp://)据官方公布的统计数据显示:1999年,我国聚乙烯产量434.6万吨,只能满足国内市场需求的46.4%。目前,中国乙烯当量需求将以8.5%的速度增长,到2005年,乙烯当量需求为1500万吨。为此,国家每年将花费大量的外汇进口乙烯原料或原油,来满足国内乙烯需求的巨大缺口。因此,废旧塑料再生利用还可为国家节省大量的外汇。一个中等规模的塑料编织袋厂每年消耗聚丙稀再生颗粒2000吨以上,即便是个体小厂每年最低消耗都需数百吨;一家中型鞋厂年需要聚氯乙烯(PVC)再生颗粒2000吨„„塑料制品企业对再生颗粒的巨大需求,为有心创办废旧塑料再生颗粒厂的企业和个人提供了广阔的市场空间。因此,再生塑料颗粒根本不愁销路。
2、办厂利润分析为便于您客观了解成本和利润情况,下面,我们以月产30吨的一条生产线,加工高压聚乙稀废料为例,采用相对保守的数据,仔细算一算创办一个再生塑料颗粒厂的实际利润,供投资者参考。主要依据:
1、各地废旧塑料收购中间价1800元/吨。
2、再生颗粒销售中间价3700元/吨以上。
3、废旧塑料再生颗粒率90%。
4、水费及不便计算的零星费用纳入“其他不可预计费用”。
一、综合成本(万元):
1、原料成本:1800元×30吨÷90%=6万元
2、电 费:加工一吨颗粒实际耗电约300度×1元×30吨=0.90万元
3、水 费:清洗一吨废旧塑料约需用水10吨左右,可循环利用。由于费用很低,纳入“其他不可预计费用”之内。
4、厂房租金:0.20万元/月。
5、工人工资:按每日两班倒,每班三人计算:6人×800元/月=0.48万元
6、运输费用:100元/吨×30吨=0.30万元
7、其它不可预计费用:0.20万元/月月产30吨颗粒的综合成本为:8.08万元
二、月销售收入:3700元/吨×30吨 =11.10万元
三、月利润:11.10万-8.08万=3.02万元
四、投资回收期:2-3个月。
五、年利润:按每年生产10个月计算,年利约30万元左右。综上所述,创办再生塑料颗粒厂是一个投资少、投资回收期短、回报快、利润丰厚的好项目。
3、办厂条件创办再生塑料颗粒厂,投资规模大小均可。即可从一条生产线起步,也可同时购进多套设备规模生产。建议您根据自己的实际条件,决定生产规模的大小,只有稳扎稳打,才能步步为赢。
1、厂房要求:以一条生产线为例,厂房30平方米左右,要求通水、通电(必须是动力电),料场30平方米左右(废旧塑料清洗、分类场地)。如果同时上多条生产线,就应设清洗粉碎车间、造粒车间和成品库,以方便日常管理,提高生产效率。(咨询:大运塑机028-26240333)
2、工人:一条生产线只需工人2-4名(两班倒)。如果规模生产,应适当增加工人数量。工人应具备初中以上文化程度,建议投资者优先聘用下岗工人,因为他们都具备一定的技能和组织纪律观念,上岗快,便于管理。
3、建厂周期:只需5-7天。
2011年的“起云剂”和2012年的白酒“塑化剂”等重大食品安全事件都是由邻苯二甲酸酯类化合物引起的, 因此人们对这类物质的关注都很高。与邻苯二甲酸酯结构相似的间苯二甲酸酯也是一类十分重要的化工原料, 广泛用于生产塑料、涂料、油漆、化学纤维等。间苯二甲酸酯类物质被列为环境激素类物质, 因为它可能具有致癌、致畸、致突变的作用。这类物质可以对动物的内分泌调节作用产生重大影响, 从而导致动物不能正常生长和发育。间苯二甲酸酯类物质主要通过食品生产加工和包装过程所接触材料迁移进入食品。间苯二甲酸酯也是高脂溶物质, 主要污染鱼、肉、蛋及含油脂等食品。但目前我国对此类苯二甲酸酯的检测方法标准却是空白, 甚至也很少有人研究包装材料中这类物质的检测方法。因此, 我国目前缺少对这类污染物进行监管的技术条件。但随着间苯二甲酸二甲酯限量的制定, 欧盟将会逐渐重视这类污染物的检测, 这将对我国今后的食品和食品包装材料出口贸易产生重要的影响。此外, 食品接触材料中的这类环境内分泌干扰物在与食品接触之后将迁移到食品中, 造成食品污染, 直接危害我国人民的身体健康。因此, 必须尽快建立测定这类化合物的系列检测方法标准, 确保食品安全和降低出口风险, 消除技术壁垒[4]。本文使用环己烷-乙酸乙酯混合溶剂作为提取溶剂, 采用凝胶渗透色谱净化技术, 首次对塑料食品包装材料中间苯二甲酸二辛酯的含量进行了测定。试验结果表明该方法准确、简便、快速, 结果令人满意, 为食品包装材料的质量安全监管提供了技术手段。
1 材料与方法
1.1 试验材料
1.1.1 供试试剂。
环己烷、乙酸乙酯 (HPLC级, 美国Fisher公司) ;间苯二甲酸二辛酯 (纯度均≥98%, Dr.Ehrenstorfer标准品公司, CAS:137-89-3) ;其他试剂均为分析纯 (上海国药集团) 。
1.1.2 试验仪器。
由美国Thermo Fisher Scientific公司生产提供的TSQ Quantum GC串联四极杆气质联用仪、Xcalibur数据采集处理系统;由德国LC-Tech公司生产提供的凝胶渗透色谱仪 (GPC) ;由昆山市超声仪器有限公司生产提供的KQ5200DE数控超声波清洗器。
1.2 试验方法
1.2.1 制备间苯二甲酸二辛酯标准溶液。
称取间苯二甲酸二辛酯标准品 (要求精确至0.1 mg) , 再利用正己烷将其配制成1 000 mg/L的储备液。用环己烷-乙酸乙酯 (1:1, v/v) 逐级稀释成10、50、100、200、500μg/L的标准工作溶液[5]。
1.2.2 样品前处理。
首先将食品塑料包装材料粉碎成细小颗粒, 要求粉碎程度达到单个颗粒<0.02 g, 然后准确称取2.0 g试样 (要求精确至1 mg) , 并将其放置于25 m L的具塞比色管中, 加入10 m L的环己烷-乙酸乙酯 (1∶1, v/v) , 在常温条件下超声提取30 min, 经0.45μm微孔滤膜过滤, 滤液经GPC净化后供GC-MS分析测定[6]。
1.2.3 GC-MS分析条件。
使用Rtx-5 MS毛细管气相色谱柱 (30 m×0.25 mm×0.25μm) , 载气为高纯氦气, 不分流进样, 气体流速为1.0 m L/min。柱箱初始温度为初始柱温70℃, 以40℃/min的速度升温, 直至将温度升至280℃, 保持6 min;进样器温度为280℃, 检测器温度为280℃。EI离子源, 230℃, 70 ev;质量扫描方式:选择离子监测 (SIM) , 监测离子为167、279、149和261;其相对丰度比为167∶279∶149∶261=100∶32∶26∶9;定量离子为167。标准谱图调谐。
1.2.4 建立间苯二甲酸二辛酯标准曲线。
标准工作溶液经过GC-MS分析测定后, 以间苯二甲酸二辛酯的标准溶液浓度为横坐标, 定量离子的峰面积为纵坐标, 作校准曲线线性回归方程, 以试样的峰面积与标准曲线比较定量。最终确定间苯二甲酸二辛酯含量在10~500μg/L范围内呈现良好线性关系, 其线性方程为Y=4313 3.3X-13 025.3 (r2=0.999 8) 。
1.2.5 凝胶渗透色谱条件。
凝胶渗透色谱柱:320 mm×25 mm (内径) 玻璃柱, Bio-beads (S-X3) , 200~400目, 50 g;流动相:环己烷+乙酸乙酯 (1∶1, v/v) ;流速:5 m L/min;流出液收集时间:20~35 min。取上述提取液5 m L按照凝胶色谱条件净化, 收集净化液直接用于GC-MS测定[6]。
2 结果与分析
2.1 萃取溶剂的选择
在试验过程, 分别选择二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、正己烷和环己烷+乙酸乙酯 (1∶1, v/v) 等5种溶剂, 并比较它们的萃取效率, 以提高食品塑料包装材料中间苯二甲酸二辛酯的萃取效率。结果表明, 当间苯二甲酸二辛酯的浓度为100μg/kg时, 二氯甲烷、丙酮、乙酸乙酯、正己烷和环己烷+乙酸乙酯 (1∶1, v/v) 等5种溶剂的加标回收率分别为92%、95%、95%、96%、97%, 即5种溶剂的萃取效率相当。但使用二氯甲烷萃取聚氯乙烯塑料时, 由于二氯甲烷的浓缩液为粘稠状, 因此存在污染分析仪器的风险。为减少试验步骤, 考虑到GPC使用的溶剂为环己烷+乙酸乙酯 (1∶1, v/v) , 最终将萃取溶剂定为环己烷+乙酸乙酯。
2.2 定性分析
间苯二甲酸二辛酯标准物质的总离子流色谱图见图1, 待测成分的保留时间为9.01 min, 而加标的样品中间苯二甲酸二辛酯与标准物质的保留时间相同, 且峰形表现为尖锐对称, 待测物的色谱峰周围很少看到干扰色谱峰。此外, 间苯二甲酸二辛酯标样全扫描质谱图见图2, 比较两者的全扫描质谱图可以发现, 其离子碎片主要是167、279、149和261等, 且相对丰度比基本上是100∶32∶26∶9。这说明该方法分离比较完全, 且具有抗干扰能力强的优势, 完全可以用于对间苯二甲酸二辛酯的准确定性分析[7]。
2.3 净化条件的优化
食品包装材料印刷油墨的成分较复杂, 通常会含有较多有机杂质, 存在较大的基质效应, 需对样品的提取液进行净化处理。提取液的一般采用固相萃取小柱进行净化, 但考虑到GPC是除油墨中大分子杂质的较理想的净化方法, 且容易实现自动化[4], 因此试验净化处理方法采用GPC。同时, 分别将收集时间设定为10~15、10~20、10~25、10~30 min, 考察流出液收集时间对于目标化合物回收率的影响。试验结果表明, 以10~25、10~30 min时间段的间苯二甲酸二辛酯的平均回收率较好, 最终将GPC流出液的收集时间定为10~25 min, 以利于节约溶剂。通过GPC净化和富集, 样品基质的背景噪音得到降低, 效果很好。
2.4 空白样品的加标回收率和精密度
向空白样品中添加间苯二甲酸二辛酯标准溶液, 浓度分别为0.10、0.20、0.50、1.00、2.00 mg/kg, 然后利用上述方法进行检测分析, 获得间苯二甲酸二辛酯的平均回收率分别为108%、81%、79%、93%和92% (表1) 。试验结果表明, 对于间苯二甲酸二辛酯定量测定的要求, 该方法的回收率和精密度均可满足。根据对空白样品进行试验测定的检出限, 确定方法的检出限为0.05 mg/kg。
3 结论与讨论
试验结果表明, 笔者建立的食品塑料包装材料中间苯二甲酸二辛酯残留检测的GC-MS方法具有简单、灵敏和快速的优点, 而且笔者还优化了食品塑料包装材料的提取溶剂等前处理方法和GC-MS分析仪器条件[7], 最终说明该方法可应用于食品塑料包装材料中间苯二甲酸二辛酯的定性定量检测, 填补了国内空白。
摘要:建立了用环己烷+乙酸乙酯混合溶剂超声提取食品塑料包装材料中的间苯二甲酸二辛酯, 提取液经凝胶渗透色谱净化后采用选择离子模式对其进行气相色谱-质谱联机分析, 外标法定量。该方法对食品塑料包装材料中的间苯二甲酸二辛酯的检测限为0.05 mg/kg, 检测浓度范围为10500μg/L, 样品的加标回收率为75%110%, 可用于食品塑料包装材料中间苯二甲酸二辛酯的检测。
关键词:间苯二甲酸二辛酯,气相色谱-质谱联用法,食品塑料,包装材料,检测,加标回收率
参考文献
[1]陈志锋, 潘健伟, 储晓刚, 等.塑料食品包装材料中有毒有害化学残留物及分析方法[J].食品与机械, 2006, 22 (2) :3-7.
[2]陈军, 柳艳.残留的检测[J].检验检疫科学, 2008, 18 (6) :45-47.
[3]张伟亚, 王成云, 刘丽.固相微食品包装材料中邻苯二甲酸酯增塑剂萃取气相色谱-质谱法测定塑料浸泡液中己二酸酯类增塑剂的溶出量[J].塑料科技, 2007, 35 (2) :74-76.
[4]张居舟, 李静, 何俊, 等.凝胶渗透色谱-气相色谱串联质谱法同时测定食品包装材料印刷油墨中8种光引发剂[J].中国印刷与包装研究, 2014, 6 (6) :118-123.
[5]张磊, 吴青, 梁健华, 等.高效液相色谱法同时测定食品塑料包装材料中8种邻苯二甲酸酯的含量[J].食品科学, 2012 (20) :184-188.
[6]方姚, 沙万忠.食品及食品包装材料中邻苯二甲酸酯类增塑剂检测技术研究进展[J].刑事技术, 2016 (1) :20-24.
硬质塑料包装所用的树脂材料主要有PET、PE、PP、PVC、PS、EPS等几类,其中,PET和PP的市场份额在不断扩大,PE的市场份额在缩小,PS和EPS也正逐步被PP所替代,而PVC所占份额则非常小。此外,生物基树脂材料、EVOH等阻隔性树脂材料等的市场份额也在扩大。2013年,全球消费的硬质塑料包装中,PET材质的大约占到1/3。
从地区来看,预计未来5年,西欧和北美等发达国家和地区硬质塑料包装市场的年均增长率要低于全球平均水平,而东欧、拉丁美洲、中东和非洲等发展中国家和地区硬质塑料包装市场的年均增长率则要明显超出全球平均水平,特别是亚洲的中国和印度,其硬质塑料包装市场的增长率将达到两位数,远远超过其他国家和地区。
【塑料食品包装材料市场】推荐阅读:
塑料材料基础知识介绍05-26
塑料模具材料选择实例01-09
塑料件加工工艺与材料12-11
塑料危害的调查报告06-15
塑料袋与环保袋06-20
abs工程塑料分析07-27
塑料再生加工行业规范条件09-14
塑料袋的命运作文09-21
常用工程塑料及其特性12-19
好玩的塑料袋教案12-19