隨著我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及出口貿(mào)易的發(fā)展，人們生活節(jié)奏加快，消費(fèi)水平提高，出行、旅游不斷增加，食品消費(fèi)觀念和方式正在相應(yīng)改變。復(fù)合袋包裝食品（又稱軟罐頭）正以其輕質(zhì)、方便、保鮮期長(zhǎng)、衛(wèi)生、易儲(chǔ)存運(yùn)輸、易拆開、垃圾量少及貨架效應(yīng)良好等特點(diǎn)，適應(yīng)了人們的日常需要，日益受到人們的青睞。
食品復(fù)合包裝袋是將不同特性的薄膜以專用膠粘劑復(fù)合在一起熱封制成的，以克服單一薄膜固有的缺陷。為保證薄膜免受食品等內(nèi)容物的侵蝕和確保屏蔽保鮮作用，常采用pe、pet、pp、ny薄膜和鍍鋁塑料膜或鋁箔等。該類復(fù)合膜廣泛應(yīng)用于飲料、醫(yī)藥、電子、農(nóng)藥和化妝品等物品的包裝，成為現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的復(fù)合包裝袋。
復(fù)合包裝袋用膠粘劑
為滿足上述食品包裝袋的要求，專用膠粘劑發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。它必須滿足對(duì)多種材料粘結(jié)性高，抗食品中不同調(diào)料、脂肪酸、油脂和蛋白質(zhì)等介質(zhì)侵蝕，透明度高，耐食品加工過程中加熱、加壓、高溫蒸煮殺菌（100～135℃）以及制袋封口時(shí)的瞬間高溫（220℃），固化速度快且無害等要求。若用于蒸煮袋制作，上述性能缺一不可；若用于通用食品袋制作，則可對(duì)性能要求適當(dāng)放寬。
聚氨酯膠粘劑的優(yōu)良綜合性能使其成為復(fù)合袋用膠粘劑首選品種，國內(nèi)外90%以上的食品復(fù)合袋均采用它。據(jù)資料介紹，2001年歐洲用于復(fù)合薄膜的聚氨酯膠粘劑約為37650噸，幾乎占當(dāng)年聚氨酯膠粘劑總用量的1/4。日本2000年用于復(fù)合薄膜的聚氨酯膠粘劑為28098噸,約占聚氨酯膠粘劑年總用量的一半。我國用于復(fù)合薄膜的聚氨酯膠粘劑年用量約為3萬～4萬噸，其中約10%為耐蒸煮膠粘劑。另據(jù)報(bào)道，2001～2002年，由于國際市場(chǎng)不景氣，膠粘劑和密封劑制造商均處于困境邊緣，但美國市場(chǎng)用于食品和醫(yī)藥包裝的復(fù)合薄膜膠粘劑的銷售始終保持上升趨勢(shì)，亞洲市場(chǎng)更是持續(xù)強(qiáng)勁增長(zhǎng)。預(yù)計(jì)今后5年內(nèi)，全球食品復(fù)合薄膜袋用膠粘劑年均增長(zhǎng)將為4%，中國將為15%～20%。
我國復(fù)合包裝袋用膠粘劑的現(xiàn)狀
20世紀(jì)80年代以來，我國先后引進(jìn)和自行設(shè)計(jì)安裝的干法復(fù)合薄膜生產(chǎn)線有300～500條，其生產(chǎn)用聚氨酯膠粘劑也隨之迅速發(fā)展，銷售形勢(shì)喜人。它們基本上均為雙組分溶液型體系，可以滿足國內(nèi)通用型復(fù)合薄膜的生產(chǎn)需求。高性能品種如耐121℃或135℃蒸煮的鋁/塑復(fù)合膜生產(chǎn)用聚氨酯膠粘劑在數(shù)年前只能依賴進(jìn)口，日、德、美等國膠粘劑供應(yīng)商紛紛搶占我國市場(chǎng)，以高昂的價(jià)格銷售此類產(chǎn)品。近幾年，國內(nèi)某些企業(yè)和研究單位積極投入人力、物力研究開發(fā)成功數(shù)個(gè)品種的耐蒸煮聚氨酯膠粘劑，取得可喜成績(jī)。黎明化工研究院的rp-05耐蒸煮食品復(fù)合薄膜用膠粘劑就是其中一類。該類聚氨酯膠粘劑可耐高溫，抗食品各類調(diào)料、脂肪和油脂的侵蝕，經(jīng)國內(nèi)外產(chǎn)的多個(gè)干法復(fù)合機(jī)上機(jī)試驗(yàn)，所得pet/al/cpp三層復(fù)合膜外觀光亮、平整，無隧道、花紋、氣泡和白斑等現(xiàn)象。復(fù)合袋經(jīng)分別裝入牛肉、雞翅等物實(shí)際蒸煮殺菌，均為零破裂。這說明所研制的耐蒸煮復(fù)合袋用聚氨酯膠粘劑性能符合耐蒸煮復(fù)合袋的復(fù)合工藝要求，與相應(yīng)進(jìn)口產(chǎn)品性能相當(dāng)。
環(huán)保型膠粘劑的發(fā)展
盡管采用上述復(fù)合薄膜膠粘劑制作的蒸煮袋樣品經(jīng)檢測(cè)無小分子物析出；按gb/t9683-88規(guī)定檢驗(yàn)，符合食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；固化劑中-nco含量低于0.5%，也達(dá)到要求。
但其仍為雙組分溶劑型聚氨酯膠粘劑，尚需向環(huán)保型膠粘劑過渡。國外正在積極開發(fā)無溶劑型和水性聚氨酯復(fù)合薄膜膠粘劑，尤其前者更為活躍。dupont、henkel、rohm&haas、basf、大日本油墨化學(xué)工業(yè)等公司已有產(chǎn)品，但大多為通用型。
1.無溶劑型聚氨酯膠粘劑
環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)促使人們積極開發(fā)無溶劑型聚氨酯膠粘劑，它一般是由分子質(zhì)量相對(duì)低的多元醇和多異氰酸酯或多異氰酸酯預(yù)聚物和多元醇或多元胺組成的雙組分膠粘劑。該類復(fù)合薄膜膠粘劑的應(yīng)用于1974年起始于德國，1977年日本引進(jìn)該類技術(shù)，到1997年已建成幾十條無溶劑復(fù)合薄膜生產(chǎn)線，在歐美已有50%以上的該類膠粘劑用于干法復(fù)合薄膜工業(yè)，現(xiàn)已發(fā)展到第4代技術(shù)。某些高性能品種不僅初粘性好，也適用于鋁箔粘結(jié)，已有公司成功開發(fā)出耐高溫蒸煮的特種結(jié)構(gòu)的聚氨酯膠粘劑。
我國無溶劑復(fù)合薄膜生產(chǎn)線也有十幾條。北京市化工研究院于1984年從德國henkel公司引進(jìn)無溶劑型聚氨酯膠粘劑生產(chǎn)技術(shù)，可供干法復(fù)合膜生產(chǎn)使用。因當(dāng)時(shí)國內(nèi)僅有一臺(tái)無溶劑復(fù)合機(jī)，故長(zhǎng)久未正式生產(chǎn)。受環(huán)保法規(guī)驅(qū)使，1990年，全國各地也陸續(xù)引進(jìn)相應(yīng)復(fù)合生產(chǎn)線。但因存在某些技術(shù)問題，開工率不足。
筆者認(rèn)為無溶劑復(fù)合膠粘劑的開發(fā)應(yīng)用無疑是膠粘劑發(fā)展的一個(gè)方向，但存在的問題也不少。歸納起來有以下幾點(diǎn)：
(1)涂膠量雖少（僅1.5g/m2）,但其單價(jià)太高，普通膠約65元/千克，生產(chǎn)成本高。
(2)為提高膠粘劑對(duì)薄膜的潤(rùn)濕性，要求膠粘劑的粘度低，后果是初始內(nèi)聚力低，粘結(jié)性不高，固化速度不夠快，影響復(fù)合生產(chǎn)效率。這歸因于聚氨酯或聚酯主劑的相對(duì)分子量低，一般控制在3000～4000。若提高其相對(duì)分子量，則粘度太高，不易在復(fù)合膜上均勻涂布，極大地影響復(fù)合膜質(zhì)量。粘度一般應(yīng)控制在2000～3000mpa.s。可通過提高涂布和復(fù)合溫度（>40℃），以降低粘度，但需考慮固化劑多異氰酸酯的安全性。
2.水性膠粘劑
水性膠粘劑是另一類環(huán)保型膠粘劑。國外曾開發(fā)水性丙烯酸酯膠粘劑，大多用異氰酸酯做固化劑（用異氰酸酯做固化劑則認(rèn)為是聚氨酯膠粘劑范疇）。因其在北美原料充足，價(jià)格便宜，固含量高，粘度低，已成功地在復(fù)合薄膜市場(chǎng)中占有較大份額。但至今，薄膜-薄膜復(fù)合用水性丙烯酸酯膠粘劑仍存在一些問題，如：
(1)技術(shù)性能一般，尤其在印刷薄膜上只能用于低檔產(chǎn)品。因通用型水性丙烯酸酯膠粘劑在印刷薄膜上復(fù)合的剝離強(qiáng)度低，當(dāng)然剝離強(qiáng)度也取決于印刷油墨種類。食品包裝袋薄膜以硝基纖維類油墨用得較多，遺憾的是它與通用型水性丙烯酸酯膠粘劑很不相容，復(fù)合薄膜很易剝離，其強(qiáng)度僅為（0.1～0.5）n/15mm。在溶劑型和無溶劑型聚氨酯膠粘劑上不會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象，因?yàn)楫?dāng)這兩種膠粘劑將薄膜復(fù)合后遷移到油墨層時(shí)，仍可充當(dāng)油墨的粘合劑，產(chǎn)生與印刷油墨層的內(nèi)聚力。
(2)應(yīng)變性差，膠膜相對(duì)分子量高而光澤度低，干燥時(shí)能耗大，復(fù)合薄膜時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣泡等。
氫鍵和良好的交聯(lián)密度是獲得優(yōu)良復(fù)合粘結(jié)性的兩個(gè)關(guān)鍵要素。
由于化學(xué)本質(zhì)所決定，水性丙烯酸酯不具有強(qiáng)力的氫鍵，因此大部分丙烯酸酯膠粘劑的交聯(lián)性低。然而，單組分丙烯酸酯膠粘劑通常有很高的固含量、高剪切強(qiáng)度、高機(jī)械流動(dòng)性和長(zhǎng)適用期，這是其他水性膠粘劑所不及的。為改進(jìn)水性丙烯酸酯膠粘劑的粘結(jié)性而又保持其優(yōu)良特性，rohm&haas公司曾開發(fā)了新雙組分丙烯酸/氨基甲酸酯雜化物。由于該體系分子中形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、氨基甲酸酯反應(yīng)交聯(lián)點(diǎn)，與單組分丙烯酸酯膠粘劑相比又具有優(yōu)越的內(nèi)聚強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度、耐濕、耐熱和耐內(nèi)容物等性能；與聚氨酯水性膠粘劑相比，其粘結(jié)性能相當(dāng)或更優(yōu)。這一優(yōu)越性能，加之價(jià)格低廉，使其在食品復(fù)合膜包裝應(yīng)用中具有較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。
我國也有用于復(fù)合薄膜生產(chǎn)的丙烯酸酯膠粘劑，但性能一般。必須從主劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)上著手改進(jìn)。
水性聚氨酯也可用于復(fù)合薄膜的復(fù)合，為提高其性能，國內(nèi)外均在開發(fā)應(yīng)用可水分散的多異氰酸酯工藝技術(shù)。
3.其他環(huán)保型膠粘劑
復(fù)合薄膜用其他環(huán)保型膠粘劑有：uv固化和電子束固化型、濕固化型聚氨酯熱熔膠粘劑以及醇溶性膠粘劑等。其中醇溶性聚氨酯膠粘劑已在歐美科實(shí)業(yè)（深圳）有限公司等組織生產(chǎn)，它為塑料膜/鍍鋁膜所專用。
我國通用溶劑型聚氨酯復(fù)合膜用膠粘劑已大量生產(chǎn)，耐120～135℃蒸煮復(fù)合袋用高性能溶劑型聚氨酯膠粘劑也已開發(fā)成功。環(huán)保型膠粘劑如醇溶性聚氨酯鍍鋁膜復(fù)合膠粘劑、無溶劑聚氨酯膠粘劑和水性膠粘劑均有生產(chǎn)。但或因價(jià)格問題，或因質(zhì)量問題，至今未像溶劑型膠粘劑那樣被廣泛采用。今后需積極組織力量從樹脂本身化學(xué)結(jié)構(gòu)入手，研發(fā)符合各種要求的環(huán)保型復(fù)合薄膜膠粘劑。


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