Об упаковкеДля упаковки

Силиконизированные антиадгезионные материалы

Юнис - силиконизированные антиадгезионные материалы. Бумага, пленка, гофрокартон Силиконизированные бумага, пленка, гофрокартон. Антиадгезионная упаковка от ЮНИС для горячих расплавов 5, 10, 15, 25 кг битум, герметик, ПБВ, мастика. Резка рулонных материалов, бобинорезка от 25 до 1300 мм
www.yunice.ru, +7(495)940-92-39

SMC Corporation Limited - выдувные машины для производства бутылок, флаконов, канистр, банокДозаплюс - Оборудование для розлива, перистальтические дозаторы и аппликаторы. Со склада.

Справочник упаковщика

Полиэтилен: сырье, традиционные и инновационные применения полиэтиленовых пленок в упаковке

Полиэтилен является самой массовой пластмассой в производстве упаковки. Являясь одним из старейших полимерных материалов, он остается незаменимым в производстве ряда специальных пленок – термоусадочных, стретч, с твист-эффектом. Также полиэтилен применяется в производстве других видов упаковки – контейнеров, пакетов, канистр и т. д. Несмотря на развитие технологий и внедрение новых материалов, значение полиэтилена не уменьшается, но спрос на него продолжает расти.

История полиэтилена.

В химическом плане полиэтилен (строгое научное название – полиэтен) представляет собой полимер этилена (этена). Полиэтилен был впервые получен немецким ученым Хансом фон Пехманом в 1898 г. Как это часто бывает в химии, открытие произошло по случайности, когда Пехман разогревал диазометан. Его коллеги – Ойген Бамбергер и Фридрих Чирнер охарактеризовали полученное вещество как белую, воскообразную субстанцию. Обнаружив в его составе длинные цепи -CH2-, они назвали материал полиметиленом (что, возможно, более правильно с точки зрения свойств двойной связи между атомами углерода). Также со случайностью было связано открытие пригодного для промышленного применения процесса синтеза полиэтилена в 1933 г. На этот раз открытие сделали англичане Эрик Фосетт и Реджинальд Джибсон, сотрудники компании Imperial Chemical Industries (ICI). Полиэтилен образовался в тот раз при смешении этилена и бензойного альдегида. Повторить реакцию вначале не удавалось, так как она на самом деле была инициирована присутствовавшей в аппарате примесью кислорода. Однако этого добился в 1935 г. другой химик ICI Майкл Пёррин, создав таким образом технологию, которая легла в основу промышленного производства LDPE с начала 1939 г. В дальнейшем совершенствование технологии проходило в основном за счет внедрения новых катализаторов, которые позволили получать более качественные материалы.

Виды полиэтилена.

Полимеризация полиэтилена достигается различными способами – полимеризация радикалов, с помощью анионных и катионных добавок, ионной координацией. В результате получаются материалы с различными свойствами, которые зависят от протяженности и способа ветвления молекул, особенностей кристаллической структуры и молекулярного веса. Самой распространенной классификацией является деление полиэтилена по плотности и типу ветвления. В упаковке наибольшее распространение имеют полиэтилены высокой, средней и низкой плотности, линейный полиэтилен.

К полиэтиленам высокой плотности ПЭВП (HDPE) относят материал с плотностью свыше 0.941 г/см3. ПЭВП отличается низкой степенью ветвления молекул, а, следовательно, большими межмолекулярными силами и прочностью на разрыв. ПЭВП используется в изготовлении таких видов упаковки, как канистры, емкости для растворителей, контейнеры для мусора.

Полиэтилены средней плотности ПЭСП (MDPE) имеют плотность от 0.926 до 0.940 г/см3. Эти материалы обладают хорошей устойчивостью к ударам и на излом. Кроме того, MDPE менее подвержен царапинам более устойчив к растрескиванию, чем полиэтилен высокой плотности. Среди применений полиэтилена средней плотности – обычная и термоусадочная пленка, мешки, хозяйственные сумки, винтовые колпачки.

Особенностью структуры полиэтилена низкой плотности (ПЭНП, LDPE), полученного полимеризацией свободных радикалов, является большое число коротких и длинных ответвлений, которые не позволяют макромолекулам образовывать кристаллическую структуру. Поэтому связи между ними не столь сильны, а, значит, материал отличается невысокой устойчивостью на разрыв и повышенной пластичностью, высокой текучестью в расплаве. Полиэтилены низкой плотности применяется в изготовлении контейнеров и пленки для обертки и изготовления пластиковых пакетов. Получаемый из ПЭНП укрывной материал и пленки для мусорных мешков достигают толщины до 250 микрон. В изготовлении мешков для покупок используются пленки с вариацией по толщине примерно от 30 до 65 микрон. Для пакетов в магазинах самообслуживания достаточно толщины всего 10 микрон.

Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП, LLDPE) характеризуется удельным весом 0.915–0.925 г/см3. Его отличает повышенная доля коротких молекулярных ответвлений. LLDPE обычно получают при сополимеризации с короткоцепочечными α-олефинами (1-бутен, 1-гексен, 1-октен). По сравнению с ПЭНП линейный полиэтилен более прочен на разрыв, устойчивее к удару и проколу. Этим линейный полиэтилен сильно напоминает ПЭВП, обладая при этом столь же низкой плотностью и высокой пластичностью, как ПЭНП. Из этого материала можно изготавливать пленки меньшей толщины (до 5 микрон), что дает как экономию материала, так и снижает нагрузку на окружающую среду. При всем при этом линейный полиэтилен требует особой, более сложной технологии переработки. Благодаря прочности, гибкости и неплохой прозрачности LLDPE чаще всего используется в изготовлении упаковочных пленок, хотя он годится и для многих других применений. Вообще, почти весь объем потребляемого в Росси ЛПЭНП идет на изготовление пленок. По данным АКПР, лишь 6% от совокупного потребления материала используется в производстве литьевых изделий, кабельной изоляции и труб. В пленочных применениях основными группами продукции являются стретч-пленки, изготавливаемые на каст-линиях и методом раздува, многослойные термоусадочные пленки и пленки под ламинацию. При этом, как отмечают специалисты АКПР, в таком емком перерабатывающем сегменте как производство пакетов и мусорных мешков в нашей стране ЛПЭНП практически не представлен. По мере развития в России собственных производств линейного полиэтилена, будет расти и его потребление в различных отраслях.

Мономер этилена может полимеризоваться с другими мономерами и ионными композициями, образуя материалы с особыми свойствами. В последние годы большой популярностью пользуется этилен-винил-ацетат (EVA) – так называемый сэвилен. Сэвилен превосходит полиэтилен по прозрачности и эластичности при низких температурах, сопротивлению проколу, устойчивости к изгибу и растрескиванию, обладает повышенной адгезией к различным материалам. Свойства материала меняются в зависимости от содержания винилацетата (варьируется в диапазоне 5-60%). С повышением его доли уменьшаются твердость, теплостойкость, разрушающее напряжение при растяжении, но возрастают эластичность, прозрачность, адгезия.
Из сэвилена с содержанием винилацетата до 15% изготавливают пленки с высокой прозрачностью, более низкой, чем у полиэтилена, температурой плавления и барьерными свойствами по отношению к газам. Сэвилен с содержанием винилацетата 21-30 % используется в качестве покрытия упаковочных бумаги и картона.

Из вышесказанного очевидно, что материалы на основе полиэтилена имеют широчайший спектр применения в упаковке. Получаемые при использовании различной технологии материалы обладают большой вариацией свойств. Значительная часть производимого полиэтилена идет на производство однослойных пленок, однако, он также широко используется в качестве компонентов многослойных пленочных материалов. Полиэтиленовые пленки изготавливают, главным образом, методом раздува, благодаря чему получаются материалы с улучшенными механическими свойствами. При этом имеется возможность комбинации различных типов полиэтилена. Меньшая часть перерабатывается с помощью плоскощелевой экструзии, которая не предусматривает растяжки материала, а, значит, обеспечивает невысокую прочность. Общей чертой для полиэтиленов разных типов является устойчивость к влаге, жирам и активным химическим средам. Существенным недостатком является высокая проницаемость для газов, особенно характерная для ПЭНП. Хотя полиэтилен в принципе обладает не очень хорошими оптическими свойствами (высокая мутность), тонкие пленки (особенно из линейного полиэтилена) получаются достаточно прозрачными. Одним из существенных преимуществ полиэтилена является морозостойкость (до -50°С). ПЭНП начинает размягчаться уже при температуре 70-80°С, для ПЭВП эта температура лежит выше 100°С. Для преодоления этого недостатка в состав материала вводят различные добавки, а также увеличивают толщину стенок материала.

В ближайшем будущем по мере закупки более современного оборудования линейный полиэтилен все больше будет вытеснять ПЭНП не только из однослойных применений, но и в производстве многослойных пленок, как это произошло на Западе.

Рынок сырья для производства полиэтиленовых пленок.

Спрос на полиэтилен (который потребляется не только в упаковке) на российском рынке растет быстрыми темпами. По данным ЗАО «Креон» на протяжении 2002-2007 гг. ежегодный прирост колебался в пределах от 11 до 21%. В 2007 г. объем российского рынка полиэтилена достиг 1535 тыс. т. (см. Диаграмму 1).

Российские производители полиэтилена в последние годы значительно увеличили свое производство, которое все больше ориентируется на потребности внутреннего рынка: при увеличении выпуска год от года наблюдается снижение экспорта. По данным Минпромэнерго, в 2007 г. российскими предприятиями было произведено 1245 тыс. т полиэтилена. Как видно из Диаграммы 2, увеличение производственных мощностей значительно превышает прирост производства, что приводит к снижению коэффициента загрузки (в настоящее время около 85%).

Структура производства полиэтилена в России не в полной мере отвечает потребностям рынка. Об этом можно судить, в частности, по характеру импорта. Доля полиэтилена низкой плотности в импорте оценивается в 16,8% (Диаграмма 3), тогда как в производственной структуре она составляет 55% (2006 г.).

Российские потребители предпочитают импортировать более технологичные виды полиэтилена – ПЭВП, ЛПЭНП, сэвилен и т. д. Во многом именно несоответствие предлагаемых отечественными производителями материалов потребностям рынка обусловливает постоянный рост импорта. Если в 2000 г. его доля в потреблении составляла 14,3%, то к настоящему времени превышает 30%.

Сфера производства упаковки является основным потребителем полиэтилена – здесь расходуется свыше 1/5 всего присутствующего на рынке материала, обеспечивая 37% потребности отрасли в полимерных материалах (2006 г., Н.В. Назарова, ОАО «НИИТЭХИМ»).

По мнению АКПР, наиболее перспективными направлениями применения полиэтиленовых пленок являются следующие виды: термоусадочные, многослойные «молочные» и двухосно-ориентированные.

Термоусадочные пленки.

Спецификой российского рынка термоусадочной пленок является преобладание однослойных решений и высокая доля сектора продуктовой упаковки. Однако уже сейчас отмечается тенденция роста выпуска многослойных структур, которые обладают большей прочностью, экономны в расходе материала и имеют лучшие оптические свойства. При общем приросте потребления термоусадочной пленки составили в 2006 году на 20% темпы роста спроса на многослойные материалы существенно превышали увеличение потребления однослойных пленок (21% против 15,5%). И, если в настоящее время доля многослойных материалов составляет в общей структуре термоусадочных пленок около четверти (22,9% в 2006 г.), то к 2010 г. эксперты прогнозируют, что соотношение изменится на обратное – для многослойных пленок достигнет 78% (АКПР).

Термоусадочные пленки применяются в упаковке хлебобулочных и кондитерских изделий, мяса и птицы и полуфабрикатов, продуктов химии, парфюмерии и фармацевтики, бумажных и хозяйственных изделий, стройматериалов и т. д. Все шире термоусадка используется во вторичной и групповой упаковке.

Лучшим материалом для производства терноусадочной пленки на настоящий момент является линейный полиэтилен (ЛПЭНП), который позволяет полностью заменить ПВХ.

Пленки для упаковки молока.

Розничная торговля молоком в России остается пока на довольно отсталом уровне. По-прежнему более 1/5 объема продукта продается в розлив. Еще почти 20% фасуется в однослойные и двухслойные пленки (АКПР). Однако все большее применение в упаковке молока и жидких молочных продуктов находят трехслойные и пятислойные пленки с внутренним светоотражающим слоем. Данная технология позволяет существенно увеличить сроки хранения молока, что немаловажно в связи с ростом сетей супермаркетов, для которых продолжительный срок годности является важнейшим условием в выборе поставщика. Очевидно, что в ближайшее время даже в российской глубинке, где все еще велики объемы продаж нефасованного молока, многослойные пленки получат широкое распространение.

Двухосно-ориентированные пленки.

Биаксиально-ориентированные пленки из полиэтилена (БОПЭ) являются хорошей альтернативой другим материалам, например в кондитерской упаковке – в форме пленок с твист-эффектом. До последнего времени эти пленки в России не изготавливались, но поставлялись по импорту, что обусловливает высокую стоимость, а значит ограниченные возможности применения. Однако уже в этом году российские компании внедряют технологию выпуска БОПЭ. Использование в технологии соответствующих добавок позволяет получать пленки с заданными свойствами, что делает излишним ламинирование и нанесение специальных покрытий. Таким образом, в ближайшее время следует ожидать существенных перемен на рынке в связи с расширением использования двухосно-ориентированных полиэтиленовых пленок.


Автор: Кирилл Корякин

Остальные материалыВерсия для печати
Техно-Сиб. Упаковочное оборудование. Мясоперерабатывающее оборудование. Кондитерское и хлебопекарное оборудование. 14 лет на рынке.