به منظور افزایش ماندگاری موادی مانند غذا و دارو، بسیاری ازمواد بسته بندیامروزه برای مواد غذایی و دارویی از فیلم‌های کامپوزیتی بسته‌بندی چندلایه استفاده می‌شود. در حال حاضر، مواد بسته‌بندی کامپوزیتی دو، سه، پنج، هفت، نه و حتی یازده لایه وجود دارد. فیلم بسته‌بندی چندلایه، یک فیلم نازک است که با اکسترود کردن چندین ماده اولیه پلاستیکی به چندین کانال به طور همزمان از یک دهانه قالب واحد تشکیل می‌شود و می‌تواند از مزایای مواد مختلف بهره ببرد.
چند لایهرول فیلم بسته بندیعمدتاً از ترکیبات پلی‌اولفین تشکیل شده‌اند. در حال حاضر، ساختارهای رایج مورد استفاده عبارتند از: پلی‌اتیلن/پلی‌اتیلن، کوپلیمر پلی‌اتیلن اتیلن وینیل استات/پلی‌پروپیلن، LDPE/لایه چسب/EVOH/لایه چسب/LDPE، LDPE/لایه چسب/EVH/EVOH/EVOH/لایه چسب/LDPE. ضخامت هر لایه را می‌توان از طریق فناوری اکستروژن تنظیم کرد. با تنظیم ضخامت لایه مانع و استفاده از انواع مواد مانع، می‌توان فیلم‌های انعطاف‌پذیر با خواص مانع مختلف طراحی کرد. مواد لایه آب‌بندی حرارتی نیز می‌توانند به صورت انعطاف‌پذیر جایگزین و تنظیم شوند تا نیازهای بسته‌بندی‌های مختلف را برآورده کنند. این کامپوزیت بسته‌بندی چند لایه و چند منظوره، جهت‌گیری اصلی برای توسعه مواد فیلم بسته‌بندی در آینده است.
ساختار فیلم کامپوزیت بسته بندی چند لایه
فیلم کامپوزیت بسته‌بندی چندلایه، صرف نظر از تعداد لایه‌ها، عموماً بر اساس عملکرد هر لایه از فیلم به لایه پایه، لایه کاربردی و لایه چسب تقسیم می‌شود.
سطح پایه
به طور کلی، لایه‌های داخلی و خارجی فیلم‌های کامپوزیتی باید از خواص فیزیکی و مکانیکی خوبی برخوردار باشند، عملکرد پردازشی شکل‌دهی و لایه آب‌بندی حرارتی خوبی داشته باشند. همچنین باید عملکرد آب‌بندی حرارتی و عملکرد جوشکاری گرم خوبی داشته باشند که نسبتاً کم‌هزینه هستند، اثرات پشتیبانی و نگهداری خوبی روی لایه عملکردی دارند و بیشترین سهم را در فیلم کامپوزیت دارند که استحکام کلی فیلم کامپوزیت را تعیین می‌کند. مواد پایه عمدتاً PE، PP، EVA، PET و PS هستند.
لایه عملکردی
لایه عملکردیفیلم بسته بندی مواد غذاییبیشتر یک لایه مانع است که معمولاً در وسط یک فیلم کامپوزیت چند لایه قرار دارد و عمدتاً از رزین‌های مانع مانند EVOH، PVDC، PVA، PA، PET و غیره استفاده می‌کند. در میان آنها، رایج‌ترین مواد مانع بالا EVOH و PVDC هستند و PA و PET معمولی خواص مانع مشابهی دارند که متعلق به مواد مانع متوسط است.
EVOH (کوپلیمر اتیلن وینیل الکل)
کوپلیمر اتیلن وینیل الکل یک ماده پلیمری است که قابلیت فرآیندپذیری پلیمرهای اتیلن و خواص ممانعت‌کنندگی گاز پلیمرهای اتیلن الکل را با هم ترکیب می‌کند. این ماده بسیار شفاف و براق است. EVOH دارای خواص ممانعت‌کنندگی عالی برای گازها و روغن‌ها، با استحکام مکانیکی عالی، الاستیسیته، مقاومت در برابر سایش، مقاومت در برابر سرما و استحکام سطحی و عملکرد فرآیندی عالی است. عملکرد ممانعت‌کنندگی EVOH به میزان اتیلن بستگی دارد. با افزایش میزان اتیلن، عملکرد ممانعت‌کنندگی گاز کاهش می‌یابد، اما عملکرد مقاومت در برابر رطوبت افزایش می‌یابد و فرآیندپذیری آن آسان است.
محصولات بسته‌بندی‌شده با مواد EVOH شامل چاشنی‌ها، محصولات لبنی، محصولات گوشتی، محصولات پنیری و غیره هستند.
PVDC (پلی وینیلیدین کلراید)
پلی وینیلیدین کلراید (PVDC) پلیمری از وینیلیدین کلراید (1،1-دی کلرواتیلن) است. دمای تجزیه هموپلیمر PVDC پایین‌تر از نقطه ذوب آن است و ذوب آن را دشوار می‌کند. بنابراین، به عنوان یک ماده بسته‌بندی، PVDC کوپلیمری از وینیلیدین کلراید و وینیل کلراید است که دارای خاصیت هوابندی خوب، مقاومت در برابر خوردگی، چاپ خوب و خواص آب‌بندی حرارتی است.
در روزهای اولیه، عمدتاً برای بسته‌بندی نظامی استفاده می‌شد. در دهه 1950، به عنوان یک فیلم نگهدارنده مواد غذایی مورد استفاده قرار گرفت، به خصوص با توسعه سریع فناوری بسته‌بندی مدرن و سرعت زندگی مردم مدرن، انجماد سریع و بسته‌بندی نگهدارنده، انقلاب ظروف پخت مایکروویو و افزایش ماندگاری مواد غذایی و دارویی، کاربرد PVDC را محبوب‌تر کرده است. PVDC را می‌توان به فیلم‌های بسیار نازک تبدیل کرد و میزان مواد اولیه و هزینه‌های بسته‌بندی را کاهش داد. امروزه نیز هنوز محبوب است.
لایه چسب
با توجه به میل ترکیبی ضعیف بین برخی از رزین‌های پایه و رزین‌های لایه کاربردی، لازم است برخی از لایه‌های چسب بین این دو لایه قرار داده شوند تا به عنوان چسب عمل کرده و یک فیلم کامپوزیت یکپارچه تشکیل دهند. لایه چسب از رزین چسب استفاده می‌کند که معمولاً شامل پلی اولفین پیوند شده با مالئیک انیدرید و کوپلیمر اتیلن وینیل استات (EVA) است.
پلی اولفین‌های پیوند خورده با مالئیک انیدرید
پلی اولفین پیوند شده با انیدرید مالئیک با پیوند زدن انیدرید مالئیک به پلی اتیلن از طریق اکستروژن واکنشی و ایجاد گروه‌های جانبی قطبی روی زنجیره‌های غیرقطبی تولید می‌شود. این ماده چسبی بین مواد قطبی و غیرقطبی است و معمولاً در فیلم‌های کامپوزیتی پلی اولفین‌هایی مانند پلی پروپیلن و نایلون استفاده می‌شود.
EVA (کوپلیمر اتیلن وینیل استات)
EVA مونومر وینیل استات را وارد زنجیره مولکولی می‌کند، بلورینگی پلی‌اتیلن را کاهش می‌دهد و حلالیت و عملکرد آب‌بندی حرارتی پرکننده‌ها را بهبود می‌بخشد. مقادیر مختلف اتیلن و وینیل استات در مواد، کاربردهای مختلفی را ایجاد می‌کند:
① محصولات اصلی EVA با محتوای اتیلن استات کمتر از 5٪ چسب، فیلم، سیم و کابل و غیره هستند.
② محصولات اصلی EVA با محتوای وینیل استات 5٪ ~ 10٪، فیلم‌های الاستیک و غیره هستند.
③ محصولات اصلی EVA با محتوای وینیل استات 20٪ ~ 28٪، چسب‌های ذوب داغ و محصولات پوششی هستند.
④ محصولات اصلی EVA با محتوای وینیل استات 5٪ ~ 45٪ عبارتند از فیلم‌ها (از جمله فیلم‌های کشاورزی) و ورق‌ها، محصولات قالب‌گیری تزریقی، محصولات فوم و غیره.
زمان ارسال: ۱۲ ژوئن ۲۰۲۴