新型高阻隔性塑料包装材料概况
梁诚
近年，我国塑料包装材料工业发展迅速，2003年产量达401万t
左右，今年产量将预计达到460万t，比去年增长15%。由于食品和
医药等领域对包装的要求越来越严格，高阻隔性塑料包装材料已经成
为塑料包装材料的重要发展方向之一，现已开发出多种性能优异的新
型高阻隔性材料，如PVDC（聚偏二氯乙烯）、EVOH(乙烯-乙烯醇的无
规共聚物）、PEN（聚萘二甲酸乙二醇酯）、高腈聚合物、聚酰胺等。
PVDC
PVDC薄膜阻隔性能优异,对各种气体的透过率都很低，尤其在潮
湿条件下阻气性能优异，同时耐油、耐化学药品、抗蒸煮，被广泛用
于鱼糜香肠、肉糜香肠、火腿肠等熟食品包装,国外也用于包装鲜鱼、
鲜肉及茶叶、咖啡、青菜等生鲜食品。在医药品、电子产品、工艺品、
军工防潮物品及保香保味包装方面PVDC也显示了独特优势。
PVDC开发较早，生产和加工方法较完善，产品较多。单层PVDC
薄膜采用双向拉伸吹塑生产，具有较好的收缩、气体和水分阻隔性能，
且微波加热时不分解，广泛用于家用保鲜膜；PVDC与PE、PP及HIPS
等合成树脂多层共挤出膜，拉伸性能较好，可生产较大容积包装制品，
用于奶制品、果酱等的包装；PVDC与PE、PVC等制得的复合片材，
适用于易吸潮、易挥发药品的包装。
PVDC已通过美国FDA认证，可在直接与食品接触环境使用，因
此通过在基材表面涂敷PVDC制得食品包装用阻隔材料的方法被广泛
采用。PVDC可用于多种基材的表面涂敷，如PE、PP、PVC、尼龙、PET
等；可单层也多层涂敷，一般单层涂覆厚度为2.5μm即可达到良好
的阻隔效果。以双向拉伸聚丙烯薄膜为例，涂覆PVDC后，材料的氧
气透过率降低1000倍，水蒸气透过率降低3倍。
我国PVDC是伴随着火腿肠加工技术引进并发展起来的，目前主
要有大连塑料研究所、浙江衢州化工厂、江苏南通树脂厂、辽宁锦西
化工厂、上海天原化工厂等机构从事PVDC树脂研究开发，其中浙江
衢州化工厂生产的PVDC树脂已通过中国包装总公司鉴定，性能基本
接近进口树脂水平。
EVOH
EVOH兼具聚乙烯的易加工性和聚乙烯醇的气体阻隔性，性能取
决于乙烯含量，乙烯含量增加时，气体阻隔性下降，但树脂加工性得
到改善。EVOH具有极好的气体阻隔性，阻气性比尼龙大，约100倍，
比PE、PP大，约10000倍，比PVDC高出数十倍以上；另外其透明性、
光泽性、机械强度、伸缩性、耐磨性、耐寒性和表面强度等性能也非
常优异，尤其是优良的抗静电性，没有普通塑料薄膜袋静电吸尘的通
病，使得所包装的商品具有极佳的展示效果。EVOH加工废料可以再
生和再利用，废物焚烧处理时，主要生成物为CO2和H2O，是环境友
好的包装材料。目前EVOH的主要生产商有美国EVAL公司，日本可乐
丽公司、合成化学工业公司，比利时SOLVAY公司等，年消费量约占
高阻隔性能包装材料的市场的20%。
使用EVOH时，将其制成薄膜作为复合膜的中间阻隔层，可用于
所有硬性和软性包装领域。食品业中，用作奶制品、肉类、果汁罐头
和调味品的无菌包装、蒸煮袋；非食品业，用于溶剂、化学药品包装。
近年PET/PEN合金啤酒瓶替代玻璃瓶已经进入产业化阶段，其中
提高气体阻隔性最主要途径是在中间层加入EVOH、PVDC等高阻隔性
材料，以避免氧气对啤酒的氧化，保持啤酒的新鲜口感。美国Miller
公司利用多层挤出方法制得的PET/EVOH/PET包装材料，用作啤酒包
装时，保质期可达6～9个月；英国Bass公司采用PET/EVOH/PET结
构材料生产的多层瓶包装的啤酒已经上市，效果良好；美国杜邦公司
将PEN与15%的EVOH共混，氧气阻隔性提高2.7倍。
EVOH也存在一定缺点，主要是在高湿度条件下阻隔性会有一定
幅度下降。近年来国外新产品开发层出不穷，如日本合成化学公司推
出的STS新牌号，受湿度影响变化不大，且耐疲劳性明显改善；日本
可乐丽公司的XEP-400，同时开发出2种EVOH树脂：RT膜和HS膜；
美国杜邦公司采用石英填充方法对EVOH树脂改性，阻隔性高于传统
产品3～5倍；美国EVAL公司开发出新型EVOH系列产品F100和F151，
具有较强的粘度，与聚烯烃相容性更好；此外，EVAL还开发出“第
三代”EVOH树脂XEP-567，与XEP-562相比，其氧透过率降低约50%，
二氧化碳透过率降低约40%。在加快EVOH复合膜和新型树脂开发的
同时，EVOH拉伸取向的研究也获得突破，国外已开发出管形双轴拉
伸工艺制备的新型EVOH薄膜，气体阻隔性能较非拉伸EVOH薄膜提高
2倍左右。
PEN
PEN化学结构与PET相似，不同之处在于萘环取代苯环，阻隔性
能约为PET的5倍，耐热性、耐化学药品性能更佳。随着其原料2，
6-萘二甲酸合成技术取得突破，国外ICI公司、Shell公司、阿莫科
公司、伊斯曼公司等著名化工公司已开始生产并加快应用研究。目前
PEN在食品、饮料、药品、化妆品等方面已获得应用，如小尺寸碳酸
饮料瓶，果汁、矿泉水、牛奶、啤酒瓶，婴儿食品（可蒸煮消毒）包
装，要求高阻隔、耐辐射和耐化学药品性的医药包装，要求强度高、
耐冲击、耐化学药品、高阻隔的工业包装等，尤其是在啤酒、饮料包
装弥补了PET和玻璃的缺陷，成为近年的热点研究课题。
西欧一些国家已经开始在市场上使用PEN啤酒瓶，保鲜效果与玻
璃瓶相近，且耐冲击，易回收。近年我国也进行一些研究，如仪征化
纤股份公司产品技术开发中心对PEN的合成与工艺优化进行了研究，
桂林电科所进行了相关研究，但原料合成技术不成熟，未能取得突破
性进展。
高腈聚合物
聚丙烯腈（PAN）具有非常好的气体透过性能和出色的耐化学药
品性能，但不能熔融加工，也不能热成型，应用受到限制。以丙烯酸
酯或苯乙烯单体与丙烯腈进行共聚改性，制得高腈聚合物（简称HNP）
不仅保持PAN的优良性能，且加工性能明显改善，能热成型，且透明
性、气体透过性和耐化学药品性能出色，是1种很好的包装材料。
典型的代表是BP化学开发生产的Barex*9誖，这种树脂对氧气、
气味等具有很好的阻隔性能，且可耐受多种化学试剂。Barex*9誖已
经被美国FDA和日本厚生省批准，用于直接与食品、医药接触的包装
场合。此外，Barex*9誖也可用于生产汽油添加剂、机油、脱水剂等
的包装容器，替代汽车上的金属容器。
目前，欧洲、美国一些公司正在积极开发HNP，主要用于除饮料
以外的食品包装，可加工成吹塑容器和热塑性容器，用于调味品、加
工肉类等包装；非食品方面，挤塑容器主要用于包装家用产品、汽车
和工业产品等，注塑-吹塑容器主要用于包装修正液、指甲油、农药
药剂、医药剂以及热成型包装物等。国内仅有少数科研机构研究开发
HNP树脂，但尚未实现产业化。
聚酰胺
MXD6是日本三菱瓦斯化学公司开发的1种聚酰胺材料，由间苯
二甲胺和已二酸缩聚制得，最大特点是阻透性不随湿度的增加而降
低，气体阻隔性和热性能均明显优于尼龙6，氧气渗透率比尼龙6小
10倍，且透明性和耐刺穿性良好，主要用于高阻透性薄膜和高强度
阻隔性结构材料。MDX6符合美国FDA食品卫生要求，可用于直接接
触食品包装领域。在标准条件下MDX6的阻氧性略低于EVOH，但蒸煮
处理，恢复阻氧性能所需时间较EVOH短得多，同时成型加工及环保
适应性良好，因此被推荐用于需要蒸煮加工食品的包装。在欧洲，由
于环保问题，MDX6作为PVDC的替代材料，用量很大。
聚酰胺一直是多层复合膜的重要阻隔材料，其与聚烯烃复合，可
以满足许多食品包装要求。近年，随着纳米技术的兴起，聚酰胺纳米
复合材料的研究极为活跃，国内外都成功开发出多种聚酰胺纳米复合
材料。
美国伊士曼化工公司和Nanocor公司合作开发PET聚酯共挤多层
吹塑用尼龙纳米复合材料Imperm，用作PET/尼龙/PET三层瓶的阻隔
芯层材料，其中尼龙层为阻隔性无定型尼龙MXD6和纳米黏土的复合
材料，氧透过率为PET 的1/100，已用于不消毒啤酒瓶，Imperm芯
层厚度占瓶层总厚的10%，与PET间不需粘接层，据称这种啤酒瓶可
以保质28.5周。
美国Honeywell公司开发的Aegis OX，内含未公开吸氧剂，纳
米粘土作为钝化阻隔层，这种复合材料氧透过率比尼龙6低100倍。
Aegis OX 作为三层PET聚酯瓶的阻隔层材料，聚酯瓶可以满足啤
酒4个月和果汁6个月的保质要求。Honeywell公司称通过进一步的
工艺调节完全可达到180天的保质要求，这将推动和加快啤酒包装从
玻璃瓶转向聚酯瓶的进程。
UBE美国公司用尼龙6/尼龙66共混物制备的纳米尼龙，对汽油、
甲醇和有机溶剂的透过率比填充尼龙6低3倍，已用于汽车燃油系统
用共挤出多层燃油输送管线，纳米尼龙商品名为Ecobesta，也是作
为多层管的芯层材料。
国内也对聚酰胺/黏土纳米复合材料作了大量研究，但主要集中
在结构材料方面的研究，包装领域的研究开展较少。
我国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，文中所述高阻隔材料中，国内仅能够生产PVDC和聚酰
胺，其他材料的开发尚属空白。目前，食品和药物包装对阻隔性材料
的要求越来越高，我国高阻隔性包装材料不仅不能满足国内市场的高
速发展，更不能与国外厂商形成竞争，急需加大研究和生产开发力度，
在品种和市场上有所突破。