Поливинилхлорид — ПВХ (ТУ 6-01-997—79). ПВХ широко используется для изготовления потребительской тары. Мировое производство его составляет 19 млн. т в год. Такие свойства непластифицированного ПВХ, как прозрачность, жесткость, высокая статическая и ударная прочность, хорошая формуемость, жиростойкость, а также доступная сырьевая база для получения способствуют его применению в производстве бутылок для расфасовки пищевых масел, дешевых столовых вин, минеральных вод и некоторых других напитков. Непластифицированный ПВХ характеризуется и высокими деформационно-прочностными показателями при обычных и повышенных температурах, что имеет существенное значение для транспортной тары. По сравнению с полиолефинами он имеет большую плотность — более 1000 кг/м3. Однако низкий уровень термостабильности ПВХ вследствие его химической нестойкости и повышенной склонности к деструкции,, высокая вязкость расплава требуют введения различных стабилизаторов, наполнителей, пластификаторов, смазок и других функциональных добавок. Это приводит к необходимости приготовления многокомпонентной композиции из ПВХ для переработки. Подготовку таких композиций проводят в две стадии: 1) "сухое" смешение компонентов; 2) смешение в расплаве. Целью "сухого" смешения является распределение добавок, частичное их диспергирование и взаимное растворение ПВХ и вводимых пластификаторов.
Существенным недостатком ПВХ как материала для изготовления тары является его токсичность и канцерогенность мономера — винилхлорида. В настоящее время во всем мире уделяется большое внимание проблеме получения ПВХ с минимальным остаточным содержанием мономера. В ПВХ идентифицировано 88 органических соединений, из которых наибольшую опасность представляют стирол и винилхлорид. Их токсичность составляет 86,8 и 74,5 % соответственно по отношению к токсичности НСІ, принятой за 100%. Поэтому при переработке ПВХ на всех его стадиях необходимо предусматривать дополнительные мероприятия по удалению остаточного мономера и других токсичных продуктов деструкции ПВХ.
За рубежом, как упоминалось выше, в тару из ПВХ упаковывают 45 % молока, 80 % минеральных вод; 95 % пищевых продуктов упаковывают в тару из ПВХ и ПЭВП.
Помимо перечисленных свойств ПВХ обладает высокой влаго- и кислородонепроницаемостью, стойкостью ко многим химикатам, что делает его весьма перспективным материалом для создания композиций, используемых в производстве транспортной тары.
Полистирол — ПС (ОСТ 6-05-406—80). Для упаковывания большей части молочных продуктов (простокваши, сливок, творога) используется в основном ПС. Он не обладает такими высокимизащитными характеристиками, как полиолефины или ПВХ, однако он является жестким материалом, поэтому получаемые из него изделия отличаются достаточно высокой механической прочностью и точностью размеров. ПС из всех термопластов обладает самой малой усадкой, плотность его составляет около1100 кг/м. Для повышения непроницаемости упаковки из ПС его покрывают защитными слоями из других полимеров.
Мировое производство полистирольных пластиков, включая АБС-со-полимеры, превысит в 1987 г. 13 млн. т. Из них значительная доля идет на производство упаковки различными методами, основными из которых, как и для ПВХ, являются термоформование из листовых заготовок и раз-дувное формование.
В последние годы было доказано отсутствие канцерогенных свойств как у мономера — стирола, так и у полимера. При обеспечении содержания мономера в полимере в концентрациях, не превышающих предельно допустимые концентрации (ПДК), определяемые санитарными нормами, полистирол не представляет опасности для здоровья человека и может использоваться для изготовления тары.
Для продовольственных упаковок из полимерных материалов установлены предельно допустимые концентрации (ПДК) миграции остаточного мономера в пищевые продукты. Для стирола общая миграция не должна превышать 60 мг/кг продукта, что соответствует значению ПДК, равному 10 мг/дм2 поверхности упаковки. На практике величина миграции стирола при 40 °С за время контакта, равное 10 суткам, составляет 0,05—2 мг/кг продукта, что значительно меньше допустимой нормы.
Существуют нормы и для остаточного содержания стирола в материале упаковки, которое не должно превышать 0.1 %. При переработке ПС в экстремальных условиях возможна деполимеризация и образование мономера, содержание которого в таких случаях также не должно превышать допустимого предела, т. е. 0,1 %.
Существенным недостатком ПС является его повышенная хрупкость и низкая ударная прочность, что не позволяет использовать этот полимер в чистом виде для производства тары. Различные приемы модификации позволяют в значительной мере устранять его недостатки и получать композиции на основе ПС с комплексом свойств, отвечающим требованиям к тароупаковочным материалам (например, ударопрочный полистирол).
Полиамиды — ПА (ГОСТ 10589-73, ТУ 6-05-988-78, ОСТ 6-06-369-74). Благодаря своим свойствам — высокой механической прочности, хорошим антифрикционным характеристикам, виброустойчивости, стойкости к ударным нагрузкам — полиамиды вошли в число традиционных конструкционных материалов. ПА обладают прекрасной стойкостью к действию органических растворителей, масел, легко перерабатываются в детали сложной конфигурации современными высокопроизводительными способами, главным образом, литьем под давлением. В отличие от полиолефинов, ПВХ и ПС, полиамиды получают методом поликонденсации. Они являются кристаллическими полимерами, в которых соотношение кристаллической и аморфной фаз зависит от условий переработки, режима термообработки, содержания влаги и специальных добавок, способствующих кристаллизации. Степень кристалличности ПА колеблется от 40 до 80 %. Плотность составляет ИЗО—1150 кг/м3.
В СССР наиболее распространенными марками полиамидов являются П-6, П-610, П-66, П-12, капролон, а также фенилон. Из всех ПА наибольшей твердостью, жесткостью и стойкостью к истиранию обладает алифатический полиамид П-66 и ароматический полиамид — фенилон; П-610 по сравнению с П-6 и П-66 обладает пониженным водопоглощением и применяется для изготовления изделий с высокой термостабильностью; П-12 характеризуется наименьшим водопоглощением среди алифатических ПА, по ударной прочности и эластичности он превосходит П-6 и П-66, однако несколько уступает фенилону по водопоглощению и значительно — по прочностным показателям.
Существенным недостатком ПА является их способность к водопоглощению, вследствие чего требуется тщательная подсушка гранул перед переработкой; подсушка осуществляется в бункере литьевой машины горячим воздухом. Другим существенным недостатком полиамидов, особенно таких широко используемых марок, как П-6 и П-66, является высокая текучесть и низкая вязкость расплава. Поэтому при литье ПА применяются самозапирающиеся сопла с пружиной, использование которых повышает надежность работы литьевой машины и обеспечивает хорошее качество изделий при литье низковязких расплавов. Изделия для полиамидов характеризуются невысокой износостойкостью. Для производства тары применяются в основном марки П-610 и П-66, которые, перерабатываются литьем под давлением.
Поликарбонаты — ПК (ТУ 6-05-1668—80, ТУ 6-05-211—75). Поликарбонаты, как и полиамиды, относятся к поликонденсационным термопластам.
В промышленном масштабе находит применение ПК на основе дифенилолпропана (дифлон) вследствие ценности его свойств и сравнительной доступности исходного сырья. Дифлон имеет высокие физико-механические показатели, Гпл = 220-230 °С, температура разложения выше 320 °С, плотность равна 1200 кг/м3. Дифлон выпускается литьевой и экструзионной марок, стабилизированным и нестабилизированным.
Поликарбонаты обладают рядом ценных для изготовления тары и упаковки свойств: высокой механической прочностью и износостойкостью при большой относительной влажности воздуха, высокой степенью прозрачности и гладкости поверхности. Светопропускание ПК составляет 90 % и не изменяется под воздействием погодных условий. Это свойство ПК очень важно для упаковки продуктов в потребительскую тару, а также в крупногабаритную тару при ее транспортировке. Полимер коррозионностоек и нетоксичен. Он допущен для контакта с пищевыми продуктами и изготовления медицинского инструментария. По горючести ПК классифицируется как "негорючий" или "самозатухающий". Дифлон довольно стоек к действию некоторых неорганических и органических продуктов: солей, кислот, растворителей (гептана, керосина, бензина, масла МС-20), а также поверхностно-активных веществ при обычной температуре. При повышенных температурах снижаются его деформационно-прочностные, характеристики. В бензоле и дихлорэтане полимер растворяется, а в четыреххлористом углероде и ацетоне он набухает и резко снижаются его эксплуатационные показатели.