高阻隔性塑料包装薄膜的复合技术

由于材料自身特性的局限性或价格等因素，一般阻隔性材料都不单独使用，为了满足不同商品对阻透性的要求，软包装已经由原来的单层薄膜的生产，向多品种、多功能、多层次的复合包装膜发展。
我国复合软包装需求量大约在200万吨左右，复合软包装材料现已成为国内较成熟的主要包装材料之一。使用最为普遍的阻透性塑料包装薄膜的复合技术主要有4种，即干式复合法、涂布复合法、共挤出复合法和蒸镀复合法。
3.1干式复合法
干式复合法是以各种片材或膜材作基材，用凹版辊在基材表面涂布一层粘接剂，经过干燥烘道烘干发粘后，再进行压贴复合。干式复合的特点是适应面广，选择好适当的粘接剂，任何片材或膜材都可以复合，如PE膜、PP膜、PET膜、PA膜等，而且复合强度高，复合速度快。但干式复合成本最高。
在复合软包装产品的生产方法上，我国目前以干式复合为主，引进的宽幅高速干式复合设备已超过400台套左右，加上国产的复合设备可达到数千台套。
3.2涂布复合法
涂布复合法的工艺比较简单，对于较难单独加工成膜的阻隔性树脂，如PVA、PVDC等均可以采用涂布复合。要加工成薄膜需要添加增塑剂和稳定剂，以提高热分解温度，降低熔融温度，生产PVA系聚合物薄膜的设备和技术都很昂贵。同样PVDC也难以单独成膜。所以，目前对于PVA和PVDC的使用较为成熟的技术是涂布工艺。
用于涂布的PVDC是偏氯乙烯与丙烯酸酯单体进行乳液聚合的共聚物，加上适当的溶剂和添加剂后，涂覆于玻璃纸、BOPP、尼龙和聚酯上面，使之具有良好的阻湿、阻气性能和热封性能
3.3共挤出复合法
共挤复合是把两种或两种以上的材料在熔融状态下在一个模头内复合熔接在一起。
常见的复合膜结构为：
(1)PE/TIE/PA/TIE/PE(PA)较高阻隔，中等强度； 
(2)PE/TIE/ EVOH /TIE/PE高阻隔，中等强度；
(3)PA/EVOH/PA/TIE/EVA高阻隔，高强度。
根据功能的需要，可选择不同的材料，比如一种典型的7层复合膜，PE/PA/TIE/ EVOH /TIE/PA/PE，芯层为EVOH，它夹在2层尼龙膜之间，提高了阻隔性能，膜的厚度可以减少。
多层共挤技术在我国有很大的应用空间，设备投入相对不高，相对于双向拉伸设备而言,共挤出设备简单；多层共挤出材料的选择范围广，各层厚度可以调节，复合薄膜产品的适应性强，生产成本低，采用共挤出复合工艺比其它复合工艺可以节约30%的成本。
从生产工艺这个角度出发，共挤出复合工艺可以分为共挤吹膜和共挤流延2种方法。国内已经拥有可以生产多层(3层、5层、7层)阻隔复合薄膜的吹膜生产线，也有生产9层阻隔复合薄膜的生产线问世，最高产量达1000kg/h，厚度可控制在7～25μm。在满足功能需要的条件下，生产的薄膜可以减薄，既可节约资源，又减少了包装废弃物，符合绿色环保的要求。
当前，在我国PVDC复合膜应用较多，大约在3万吨左右，它具有优良的综合性能：
（1）氧气透过率低，＜30cm3/m2.24h.atm，且在潮湿环境中阻隔性不降低，产品保质期最长可达1年。
（2）水蒸气透过率低，＜5g/m2.24h，能有效防止产品失水。
（3）耐温范围在-8~140℃之间，可包装生鲜肉及高低温肉制品。
（4）可进行里层印刷；也可进行拉伸包装，深度≤40mm。
（5）符合FDA（美国食品药品管理局）食品卫生要求。
共挤复合法的另一种工艺是共挤流延法，它是聚合物熔体通过T型平缝模头，在冷却辊上骤冷而成型的一种无拉伸平挤薄膜。80年代从日本和德国引进的单层流延生产线，到90年代中期引进的3层或5层的共挤流延设备生产线。
3.4蒸镀复合法
将塑料薄膜基材与无机材料复合的技术称为蒸镀复合法，致密的无机层能赋予材料绝佳的阻隔性能。最常见而典型的蒸镀复合是真空镀铝技术，在高真空条件下，通过高温将铝线熔化蒸发，铝蒸气沉淀聚集在塑料薄膜表面，形成一层厚约35～40nm的阻隔层。作为基材的塑料薄膜可以是PE、PP、PET、PA等。
真空镀铝膜具有优良的阻隔性能，其透湿率<0.1g/·24h，透氧率<0.1cm2/·24h，而其阻隔性能不受湿度的影响；镀铝膜的保香性优良。但耐揉曲性差，揉折后易产生针孔或裂痕，因而影响其阻透性。
为了改善镀铝膜的阻透性，可以采用在塑料薄膜上镀氧化硅(SiOX)，其中SiOX是Si2O3与Si3O4的混合物。可以采用物理沉积法和化学沉积法，镀氧化硅膜的无机层致密，厚度只有0.05～0.06μm，阻透性比一般共挤出膜和PVDC涂覆膜好，而且具有很好的透明性、耐揉曲性、耐酸碱性、极好的印刷性，适应微波炉食品。
在薄膜表面涂覆一层具有阻隔性能的高分子材料，使薄膜表面具有高阻隔性能，在国际包装上，尤其食品包装业是常用的技术，在多种基材如PE、PP、聚氯乙烯、聚苯乙烯、PET、PA等，涂覆后薄膜的透氧率可以降低至基材的几十分之一甚至数千分之一，根据阻隔效果要求，涂覆可以是单面也可以是双面，也可以进行多层涂覆。
SiOX镀膜有高阻隔性、高微波透过性、透明性，可用于高温蒸煮、微波加工食品的软包装，也可制成饮料和食用油包装容器。目前，SiOX镀膜成本较高，大规模生产技术还不完善，我国已开始一定规模的研究，少数发达国家已开始应用。