水性聚氨酯應用于食品、藥品包裝的優(yōu)缺點

食品包裝分為普通包裝及高性能包裝，對應的水性聚氨酯膠粘劑可以分為四類：一般用，蒸沸用，透明蒸煮用，鋁箔蒸煮用。普通包裝用復合薄膜聚氨酯膠粘劑，一般包括干燥食品包裝用膠和耐70～100℃煮沸殺菌用的蒸煮食品包裝用膠。通常此類膠粘劑為雙組份溶劑型聚氨酯膠粘劑，其主劑是聚醚或聚酯多元醇 經(jīng)芳香異氰酸酯改性后含羥基的聚氨酯多元醇(稱甲組份),固化劑是芳香異氰酸酯與三羥甲基丙烷的加成物(稱乙組份),使用時將甲組份與乙組份按一定比例混合,再用醋酸乙酯稀釋到一定濃度后施膠涂布。目前,此類膠在國內已有生產(chǎn)，主要是以聚己二酸類聚酯多元醇為原料,而國外大多采用環(huán)氧丙烷聚醚為原料,成本較低。透明蒸煮袋用和鋁箔蒸煮袋用復合薄膜聚氨酯膠粘劑一般包括耐121℃蒸煮殺菌用復合薄膜膠粘劑，和耐135℃高溫蒸煮殺菌用復合薄膜膠粘劑，所謂高溫蒸煮是指在121～145℃高溫和0.18～0.40MPa蒸汽壓力下進行食品殺菌的加工工藝。這就不但要求多種基材能經(jīng)受得起高溫考驗,所使用的膠粘劑也要能夠耐高溫。普通包裝用聚氨酯膠粘劑在此高溫下易水解,粘合強度降低,也易引起薄膜脫落。為了提高聚氨酯膠粘劑的耐蒸煮性通常是改變軟段聚酯和硬段部分的分子結構,引入耐濕熱高溫鏈段,改變交聯(lián)劑品種，調整交聯(lián)劑的密度,甚至采用高聚物的共混和形成互穿聚合物網(wǎng)絡(IPN)的途徑來解決。

目前藥品復合包裝材料壓敏膠,主要用酯溶性聚氨酯膠粘劑，此類膠粘劑為雙組份酯溶性聚氨酯膠粘劑，其主劑是聚醚或聚酯多元醇經(jīng)芳香異氰酸酯改性后，含羥基的聚氨酯多元醇，固化劑是芳香異氰酸酯與三羥甲基丙烷的合成物。這類膠粘劑性能優(yōu)良、工藝成熟、品種多,但毒性大、成本高,其排放的大量溶劑污染環(huán)境。復合材料時間長，可能發(fā)生水解，釋放出一種致癌物質TDA（氨基乙磺酸二乙酸），嚴重危害操作者健康。隨著人們環(huán)保意識的增強,此種膠粘劑的使用量不斷下降?，F(xiàn)在歐美發(fā)達國家使用此類粘合劑的包裝從10年前的80％銳減到現(xiàn)在的30％。醇溶性聚氨酯膠粘劑的優(yōu)點是用工業(yè)酒精作溶劑、生產(chǎn)成本低、衛(wèi)生性能好、對工人無害、對環(huán)境無污染。其缺點就是不耐受高溫，不能包裝腐蝕性強的產(chǎn)品，生產(chǎn)過程中調配好的膠液只能在當天用完，如剩下只能稀釋后保存，次日生產(chǎn)時，作為稀釋劑使用，如果膠液已發(fā)白或增稠則不能使用。以水溶性或水分散性溶劑為主的膠粘劑稱水性聚氨酯膠粘劑，其優(yōu)點是以水代替有機溶劑，不存在燃燒爆炸的潛在危險,而且成本低。但這種膠粘劑的性能差，膠液對被涂膠粘合的基材浸潤性不佳，因為水的表面張力為72mN/m，而基材表面張力只有40mN/m，相差大，不親和,粘接力不高。另外水的熱容量大，需要烘干，從而消耗更多的能量，成本隨之提高，生產(chǎn)速度低，某些性能尚差于溶劑型膠粘劑。

藥用復合材料膠粘劑向無溶劑型方向發(fā)展，無溶劑膠粘劑基本上也是由雙組份的聚氨酯膠粘劑構成，其主劑和固化劑在室溫下粘度高，具有流動性，復合時主劑和固化劑按比例混合，升溫后輥涂到基材上。由于不用有機溶劑，成本下降，不存在有機溶劑揮發(fā)對環(huán)境的污染，省去了設備龐大的烘干、加熱鼓風、廢氣排放裝置，降低了能耗。產(chǎn)品無殘留溶劑損害、生產(chǎn)速度提高、維修費用低廉、效益顯著，在藥品包裝領域應用前景看好。