Наиболее известными представителями термоупаковочных материалов, изготовленных на основе разнообразных синтетических полимеров, считается полиэтилен низкой плотности (ПЭНП), а также полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП), полипропилен (ПП).
К ним также относятся сополимеры этилена с другими мономерами (винилацетатом, ПП), полибутен, поли-4-метилпентен, а также другие виды. К главным областями по переработке полиолефинов считаются ПЭНП, ЛПЭНП и ПЭВП.
По своим объемам и по области применения ведущее место занимает полиэтилен низкой плотности. Обычно свойства ПЭНП зависят от степени разветвленности. Она зависит от количества ответвлений, расположенных на ста атомах углерода.
Такая разветвленность у цепи не позволяет плотно упаковаться молекулам ПЭНП и приводит к снижению уровня кристалличности (он составляет около 55-70%). Другой очень важный показатель, оказывающий непосредственное влияние на разветвленность цепи – это температура размягчения. Она ниже, чем температура кипения воды, в связи с этим полиэтилен низкой плотности не используется, если необходим контакт с паром или с кипящей водой при стерилизации продукта.
Полиэтилен низкой плотности, или ПЭНП, представляет собой пластичный материал, слегка матового цвета, имеющий воскообразную структуру. Плотность этого материала равна от 0,916 до 0,935 г/см3. Пленки, которые изготавливают из ПЭНП, могут легко скрепляться путем тепловой сварки. Они способны образовывать крепкие, очень прочные швы. Склейка пленок такого вида нетрудная, однако, использовать лучше для этого расплавы клея, особенно те, изготовление которых основывается на смеси вещества полиизобутилена и вещества полиэтилена. Нанести печать можно на пленку из ПЭНП с помощью самых разных вариантов, но только если её поверхность предварительно будет отделана физическими или химическими способами. Это необходимо в связи с ее инертной неполярной природой. Пленки, которые изготовлены из ПЭНП, содержат следующие параметры: стойкость раздиру и удару, а также прочность на сжатие и растяжение. Прочность можно сохранить при довольно низкой температуре (от -60 до – 70°С). Пленки из ПЭНП не способны пропускать пар и воду, однако они легко пропускают различные газы, в связи с чем не пригодны для упаковки продуктов, чувствительных к окислению. Пленки из ПЭНП имеют довольно высокую химическую стойкость, а также низкую стойкость к маслам и жирам. Если наполнить ПЭНП крахмалом, то можно получить биоразрушаемый материал.
Получают полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) используя катализатор Циглера-Натта, который представляет собой комбинацию триэтилалюминия и производных титана.
Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) имеет линейное строение. У полиэтилена высокой плотности образуются боковые цепи, но их мало и они короткие. Пленки, которые изготавливаются на основе полиэтилена высокой плотности (ПЭВП), имеют большую жесткость. Они не такие воскообразные на ощупь. Их плотность велика и составляет 0,96 г/см3. сли сравнить с пленками на основе ПЭНП, однако прочность при сжатии и растяжении выше, а сопротивление удару и раздиру ниже, чем у ПЭНП.
Уровень проницаемости у ПЭВП за счет более плотной упаковки молекул ниже уровня ПЭНП в 5-6 раз. Водопроницаемость у ПЭВП находится на высоком уровне, её можно сравнить разве что с пленками, которые основаны на сополимерах винилиденхлорида и винилхлорида. ПЭВП по своей химической стойкости намного превосходит ПЭНП. Это особенно касается жиростойкости и маслостойкости.
Одной из самых важных сфер применения ПЭЗП считается производство пустотелых дутых экструдированных сосудов (канистры, бутыли, бочки и другие изделия для перевозки и хранения щелочей и кислот).
По своей структуре линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) почти такой же, как и ПЭВП. У линейного полиэтилена низкой плотности (ЛПЭНП) линейная структура. У него при этом имеется большое количество боковых ответвлений и они более длинные.
Свойства линейного полиэтилена низкой плотности (ЛПЭНП) – промежуточные между свойствами ПЭВП и ПЭНП. У линейного полиэтилена низкой плотности (ЛПЭНП) более однородно распределены полимерные фракции по молекулярной массе (полидисперсность), сравнивая его с ПЭНП. Одним из главных преимуществ линейного полиэтилена низкой плотности (ЛПЭНП), если сравнивать с ПЭНП, считается высокая химическая стойкость, отличные эксплуатационные свойства (при низкой и высокой температуре), большая стойкость к растрескиванию и повышенная стойкость на раздир и проколу. Линейный полиэтилен низкой плотности (ЛПЭНП) применяют для производства различных непроницаемых усадочных пленок и растягивающихся пленок, имеющих низкую проницаемость.
Полипропилен (ПП) близок к ПЭВП по имеющимся свойствам. Полипропилен (ПП) здесь очень выгодно отличается за счет того, что имеет меньшую плотность, большую механическую прочность, хорошую теплостойкость и жиростойкость. При всем этом полипропилен по морозостойкости уступает полиэтилену.
Полипропилен применяют с другими полиолефинами за счет его высокой температуры плавления, которая составляет примерно 170°С. Материалам, основанных на полипропилене, свойственен высокой уровень теплостойкости. Продукты, которые упаковываются в полипропилен, способные кратковременно выдержать нагрев до 130°С, что позволяет этот материал применять как упаковочный стерилизуемый материал.
Полипропиленовые пленки бывают двух видов: ориентированные (могут быть в одном или в двух направлениях) и неориентированные. У ориентированных пленок высокая механическая прочность. Это особенно касается к стойкости на прокол. Ориентированные пленки практически не термосвариваемые в связи с тем, что способны в месте сварного шва усаживать материал. Ориентированная полипропиленовая пленка применяется для того, чтобы защищать наружный слой в многослойных материалах. Пленка из полипропилена неориентированная используется как внутренний термосвариваемый слой. Раздутые неориентированные полипропиленовые пленки часто применяют и для упаковки самых разных текстильных товаров (трикотаж, белье, рубашки и т.д.). У таких пленок высокий уровень прозрачности по сравнению с ПЭНП, а также они отлично свариваются на упаковочных машинах любых видов. Неориентированные полипропиленовые пленки часто идут для упаковки медицинских товаров многоразового использования. Это связано с тем, что за счет высокой температуры размягчения полипропилена, можно использовать автоклавную стерилизацию.
Крупнотоннажные сегменты рынка потребления полипропилена основаны на уникальных свойствах ориентированных полипропиленовых пленок.
Свойствами, которыми обладает полипропилен, является хорошая, высокая прозрачность, превосходные барьерные характеристики, отличная ударная прочность, это особенно касается низкой температуры, если сравнивать с полиэтиленом. При этом ориентированный полипропилен покрывают другим полимером с более низкой температурой плавления. Это позволяет улучшить качество сварного шва. Для этого обычно используется сополимер винилиденхлорида с винилхлоридом. Он идет для покрытия целлофановых пленок. Покрытые и соэкструдированные полипропиленовые пленки используются для создания упаковки для различных товаров (печенье, сухой завтрак, кондитерские изделия), где особенно важны хорошие барьерные свойства по отношению к водяному пару и кислороду. Полипропилен ориентированный используют для создания усадочных оберток, поскольку в этом случае важен привлекательный внешний вид. Полипропиленовые пленки дороже, чем ПЭНП, поэтому их применяют только тогда, когда очень важна высокая прозрачность и хороший блеск, чего ПЭНП обеспечить не в состоянии.