尽管近年来国外对PEN合成技术进行了相当改进与完善,但是应用成本依然偏高,因此合金化成为扩大PEN应用范围的有效途径之一。一方面在PEN性能变化不大前提下,降低生产成本,另一方面在价格提高不多情况下,大幅度提高合金的阻隔性及其他性能。目前PEN合金化研究成为包装业热点话题,由于PET与PEN结构相似、来源丰富价格便宜、在包装业中应用广泛,因此研究最多的是PEN/PET合金。PEN/PET共混成型关键在于二者相容性,其衡量指标是酯交换率,因此选择合理酯交换率是关键。PEN/PET合金可以在现有用于PET的拉伸吹塑机上稍作修改后生产容器;把PEN含量高共聚物与PET共聚形成多种嵌段共聚物,可以在传统的拉伸、吹塑、注射设备上进行加工,从而使PEN在包装领域中处于更有利的地位。目前利用PEN/PET共聚物和共混物可以制作耐热瓶、高阻隔瓶、紫外线吸收瓶、热成型容器等。
◆腈基树脂
腈基树脂是聚合物,是由大约70%丙烯腈和甲基丙烯酸甲酯或苯乙烯及冲击改性单体丁二烯共聚而成,具有良好气体阻隔性、耐化学药品和保鲜性能,可以加工成吹塑容器和热塑性塑料容器,用于调味品、加工肉类等包装;非食品方面包括挤塑容器,用于包装家用产品、汽车和工业产品等;注塑—吹塑容器,用于包装修正液、指甲油、以及热成型的包装物等。目前国外腈基树脂已经工业化应用,国内少数科研机构进行研究开发,但是尚未实现产业化。
◆聚酰胺
聚酰胺(PA)一直作为多层复合膜的重要阻隔材料而不断发展。PA与聚烯烃复合,可以满足许多食品需要阻隔气体、香味、保持湿气的要求。
近年来国内外成功开发出PA6纳米阻隔复合材料,在阻透性、拉伸方面有明显提高,如国内岳阳石化研究院成功开发的纳米PA6,与普通PA6相比,有更佳的阻氧性和耐热性;中科院化学所与日本尤尼奇卡公司也进行纳米PA6的研究;美国伊士曼公司和Nanolor公司共同开发的PA6/n-MMT复合物,不仅有较高气体阻隔性能,而且与PET加工特性相符,相容性能好,也可以在PET加工机械上进行加工或者与PET进行共混合金化。
MXD6是近年来新开发一种聚酰胺材料,是由间苯二甲胺和已二酸缩聚而成的半结晶性聚合物,气体阻隔性和热性能均明显优于PA6,并具有较好透明性,氧气渗透率比PA6小10倍。国外研究机构试验表明用特殊聚酰胺MXD6做阻隔层,效果要好于EVOH。目前国外杜邦公司等数家企业生产MXD6,其与PET的共混料符合FDA有关接触食品的要求,低温阻隔性不如PVDC,当温度升高后阻隔性优于PVDC,而且其气味阻隔性和力学性能非常优异。
目前MXD6主要用于高阻透性薄膜和高强度阻隔性结构材料,其最大特点是阻透性不随湿度增加而降低,但是价格较贵,在部分领域使用受到限制。其主要原料间苯二甲胺国内上海石油化工研究院、浙江温州清明化工厂等有生产,国内也有部分从事聚酰胺合成与改性研究机构对MXD6合成与应用进行研究。
结论
我国对塑料包装材料尤其是高阻隔性能包装材料的开发与生产尚处于起步阶段,在上述典型的高阻隔材料中,国内仅能够生产PVDC和聚酰胺,其他方面开发还处于空白状态。一方面我国许多塑料包装材料尤其食品、药品要求高阻隔性材料无法满足国际市场竞争;另一方面,国内对食品、药品的高阻隔性包装要求越来越高。我国目前高阻隔性包装材料研究开发生产均不能适应国内市场快速增长的需求,大力发展高阻隔性包装材料的社会效益和经济效益都非常明显。