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1、包装材料学包装材料学 目 录绪论第一章第二章第三章第四章第五章第六章第七章第八章第九章第十章第十一章第十二章 0.1 概述0.2 包装材料的分类与选用原则0.3 绿色包装工程与环境保护绪绪 论论0.1 0.1 概述概述一 包装材料学的对象与内容1包装材料的概念：指制造包装容器和构成 产品包装的材料总称。2 包装材料学研究的内容：材料结构、性能、及其优化组合。3 包装材料分主材与辅材：主材：纸、塑、金属、玻璃（陶瓷）、木材等。辅材：粘合剂、涂料、油墨、缓冲材料、封缄、捆扎材等。4 包装材料学的基础及特征：基础：造纸、高分子材料、硅酸盐（玻璃及陶瓷）材料、金属材料等工程材料。特征：交叉、复合与边缘
2、。二 包装材料的发展史 天然：动、植物类 火制：陶瓷 织造：布料等 冶炼：金属 复合：木与漆、化工合成 高分子：塑料纸托玻璃金属塑料纸金属各种包装材料合成树酯 OPP/BOPP膜 0.2 0.2 包装材料的分类与选用原则包装材料的分类与选用原则一 包装材料的分类按材料类别分（八大类）：纸、塑、合成高分子、玻陶、复合、纤维、木、其他按材料功能分（七大类）：阻隔性、耐热、渗透选择、保鲜、导电、分解（降解）其它（防锈、可食等）二 包装材料的选择应注意的问题1 材料规格选择2 材料与产品的适应与相容性3 商品流通环境和保质期4 市场调研5 环保要求6 其它：适用、经济、匹配0.3 0.3 绿色包装工程
3、与环境保护绿色包装工程与环境保护一 绿色包装工程概念 指全过程无害或有害性降到最低。二 人类面临的环保问题 1温室效应全球变暖、高温。2臭氧层变薄氟利昂等氟氯烷化合物使臭氧层被破坏。3酸雨 和氮氧化物的作用，危害人体与森林。三 包装废弃物的处理技术 1 城市垃圾和包装废弃物 2 包装废弃物回收再生技术 3 减量化包装四 法规与绿地包装设计 1 包装法及配套法规 2 绿色包装设计材料、工艺、方法、标准小结1 知道概念：包装材料学、研究内容、主材与辅材、特征、与材料学的区别、绿色包装2 重点：材料的选择、绿色包装的意义，了解绿色包装的过程第一篇第一篇 纸包装材料纸包装材料1.1 造纸原料与纸板1.
4、2 纸与纸板生产过程1.3 包装用纸与纸板的分类及性能要求1.4 包装用纸与纸板第一章第一章 包装用纸与纸板包装用纸与纸板1.1 1.1 造纸原料及造纸原料及 其对纸性能的影响其对纸性能的影响概念造纸原料植物纤维、矿物纤维、合成纤维、金属纤维一 植物纤维原料种类木材纤维 非木材纤维二 木材纤维原料的性能1 木材纤维的性能 木材纤维有 针叶纤维长（34）制纸袋纸、牛皮纸 阔叶纤维较短（为针叶的1/21/3）平滑低强度纸 代表性木浆2 非木浆纤维的特性 指非木本植物如草、竹、甘蔗、棉等，除竹、棉外，其余纤维较短。用于制作文化纸和低 档包装纸。代表性草浆3 二次纤维 指回收纸浆，即废纸回收纤维，是混
5、合纤维，强度比原纸浆纤维要低。三 植物纤维原料中的化学组成主要有化学成分：纤维素，半纤维素，木素1 纤维素：化学结构为高分子化合键链接而成，分子式为（），物理结构为由结晶区与无定型区交联而成的二相体系。氢键存在于纤维素大分子之间及分子内部，影响纸性能。化学性质表现为降解与氧化。2 半纤维素：半纤维素也属于碳水化合物，由几种糖组成的共聚物。与纤维素相比较：分子量小，有支链，稳定性较差，造纸时为提高木材的利用率则需保留。3 木素 存在于木化植物中，是具有三维网状结构的天然高分子化合物，代表植物中具有共同性质的一类物质。木素的结构：由醚键和碳碳键连接形成的空间网状结构 木素的化学性质：造纸时要去掉，
6、可发生亲和反应，亲电取代反应和氧化反应。四 纤维结构细胞壁，细胞间形成有胞间层主要成分为木素和果胶质等而不含纤维素。纤维细胞分为初生壁，次生壁和细胞腔。木质纤维是由纤维素，半纤维素，木素及少量其他物质组成。纤维素是骨骼物质，半纤维素和木素等为细纤维隙间的填充物质。1.2 1.2 纸与纸板生产过程纸与纸板生产过程造纸（纸与纸板）主要是制浆和抄造两大过程一 制浆过程制浆的工艺过程为：备料制浆洗涤筛选漂白1.备料：锯，去皮，除节，劈开，削片，筛选 处理储存原料按蒸煮、磨浆所要求的进行上述处理2.制浆用机械的，化学的或两者组合的方法制取木浆。（1）机械木浆 分为磨石磨木浆和木片磨木浆2.制浆用机械的，
7、化学的或两者组合的方法制取木浆。（1）机械木浆 分为磨石磨木浆和木片磨木浆磨石磨木浆圆木在磨石间摩擦使纤维分离成浆 木片磨木浆木片在磨盘间摩擦使纤维分离成浆 （2）化学木浆 用化学溶液（蒸煮液）在压力和温度下得到纤维素。有苏打法，硫酸盐法和亚硫酸盐法。3洗涤和筛选 （1）纸浆洗涤 将木浆中的木素、糖等废物及残留的化学物去掉。（2）纸浆筛选与净化 将木浆中的杂质（纤维与非纤维）去除，有筛分法（筛选）和离心分离法（净化）。4纸浆的漂白 纸浆原为暗褐色或灰白色，必须进行漂白处理。用氧化剂或氧化还原作用实现漂白。氧化剂：氯气，次氯酸盐还原剂：二 抄纸过程1纸料准备需再将纸浆进行打浆，调料（1）打浆作用
8、是增加纤维间的结合力。方法：使悬浮于水中的纤维具有适应造纸机要求的特性。打浆就是把纤维疏解成单根纤维，切成适当长度，提高交织能力(2)调料调料是施胶，加填，染色和添加助剂等工艺的总称施胶：获得憎液性的处理，憎液指抗水，抗墨，抗油，抗油墨等以及抗水蒸气，抗血等。加填：加入增强剂（淀粉，聚丙烯酰胺等），作用：增强，助滤，助留，消泡，助亮，平滑，均匀等。2抄纸概念：将浓度为0.5%-1%之间的纸料液（悬浮液）送往抄纸机的造纸网上使其脱水相互交织，再经压榨，干燥，整理得到纸张和纸板。抄纸机有三类：长网，圆网及夹网抄纸机抄纸机的组成如下：（1）抄纸机网部长网机见图1-4形成纸页并脱水（2）压榨部紧密度和
9、表面光泽形成（3）干燥部脱水，增强，平滑和完成施胶（4）压光卷取部成卷，平滑，光泽和均匀手工造纸的过程 1.31.3包装用纸与纸板的分类及性能要求一 纸与纸板的分类1区别：纸与纸板 纸板指厚度 0.1mm或定量 200g/的纸，反之为纸，但有的也把等于此值的纸习惯叫纸类2 纸和纸板的(分类不很明确)纸的分类：文化用纸，国防和工农业技术用纸，包装用纸和生活用纸四大类纸板分类：包装用，工业技术用，建筑用，印刷与装饰用四大类3纸与纸板的规格和尺寸纸和纸板大规格有两种：卷筒和平板包装卷筒纸用宽度和重量确定：宽度：1940 1600 1220 1100 940mm重量：1吨，一般为250-350kg平板
10、纸一般：长宽=1092787mm每件重 250Kg(但现在有加大趋势)市场的做法：卷筒纸以吨计平板纸以件计，一般250g/以下的纸以500张为一令（小包装）；10令为一件，定量超过250g/的纸每件不超过250Kg，一件多少令则视纸板的定量而不同。二 纸和纸板的性质纸与纸板性质有如下7大点：（1）外观质量（2）物理性能（3）吸收性能（对液体的吸收）（4）光学性能（5）表面性能（6）适应性能（7）其他特殊性能：化学性能，水溶性，水不溶性，电性能等。纸包装相关性能9个性能或称参数 1定量单位面积的重量（g/），也称克重。定量与厚度的比值为紧度（g/m3 或 Kg/m3 ）2 透气度在一定真空度下每
11、秒钟通过的空气量（cm3/s ）3 抗张强度（裂断长）与伸长度一定宽度长能承受的最大张力（KN/m）抗张强度以裂断长表示。裂断长与抗张强度的关系：式中：L为裂断长（m）B为试样宽度（m）为试样绝对抗张强度（KN/m）W为试样的定量（g/）伸长度（伸长率）式中：L0 为测试前长度（m）L为裂断时长度（m）伸长度（率）高，纸的韧性就好4耐破度指一定面积的纸在匀速加压直至破裂时所能承受的最大压力。国标已规定用相对耐破度P表示测量结果。式中：P为相对耐破度（Pa）P 0为绝对耐破度（Pa）W为被测试样的定量（g/）纸中纤维结合力越大，耐破度越大。耐破度与抗张强度的关系为：PR=2T式中：P为耐破度 T
12、为每单位宽纸样的纵向抗拉强度 R为破裂时的弯曲半径。5 撕裂度从预制的裂口上撕开到一定长度所需的功。用力表示N，mN6 耐折度 纸受一定张力，经受一定角度来回折叠情况下使其断裂的次数7 挺度 指其挺硬或柔软的程度，即纸的抗弯能力。8 环压强度 在一定速度下使环形试样平行受压而被压溃时的压力。9 白度 白色或接近白色的试样表面对蓝光的反射率。注意：上述性能都与环境温度，湿度等有关。1.4 1.4 包装用纸与纸板包装用纸与纸板 一 包装用纸1 牛皮纸强度高，韧性大而得名，有一号（全硫酸盐木浆）和二号（加入其他纸浆），用作重或大件产品包装。2包装纸质量次于牛皮纸的包装用纸，其内木浆成分偏少。3纸袋纸
13、以水泥袋纸为代表，用浆类同于牛皮纸。4鸡皮纸单面强度和光泽度好的包装用纸，未漂白的多种纸浆。5玻璃纸又称透明纸，高级漂白木浆制得，有耐油不透气等性能。7羊皮纸与纺羊皮纸也称硫酸纸，原纸经硫酸处理而得的半透明包装纸，具有无菌化效果，可代替描图纸。8胶板纸专供印刷包装用纸，由漂白硫酸盐制得。二 包装用纸板1 箱板纸瓦楞纸箱，纸盒，纸桶及衬垫的原料。性能：纤维紧，强度，韧性等都很好，不漂白的褐色木浆制得。2 瓦楞原纸 有面芯里三层纸有较高的环压强度和一定的松厚度，易成型和粘合3 白纸板和白卡纸 白纸板为单面光的纸板，分成两层，里浆为草浆或废纸浆，面浆为漂白苇浆，木浆。白卡纸为无里浆面浆之别，质量要求
14、比白板纸高，一般做包装贴面用，厚度介于纸和纸板之间。4 黄板纸为低档包装纸，多为草浆制得，常作内衬或瓦楞芯三 加工纸与加工纸板1 加工纸对纸和纸板进行二次加工（物理或化工）处理而具特殊功能的纸或纸板，提高各种性能如强度，防护性等2 常见的包装用加工纸防水类，热封类，防腐类3 加工纸板贴合和层合（纸与塑，纸与金属箔，纸与纸等）见P38-39四 缓冲包装用纸1定型玻璃纸2纸浆模塑容器3低密度纸海绵状小结1 掌握概念：纸，纸板，纤维，纸浆，纸的生产过程2 掌握纸原料哪些性能影响纸，纸浆纤维（木，非木，二次）纸的规格，定量，了解造纸工艺及过程3 熟练掌握各种包装纸和纸性能的含义重点是7度（抗张强度，耐破，撕裂，耐折，环压，白度）。