包裝需要兼具保護(hù)性、功能性與裝飾性的要求于一體，其中包裝的保護(hù)性功能是最基本也是最重要的功能，而具備良好的阻隔性是對(duì)包裝保護(hù)性功能的要求之一。
用于化妝品的包裝材料，除去本身就具備良好阻隔性的玻璃、陶瓷和金屬材料以外，不論吹塑瓶還是注塑罐，不論軟管還是薄膜，都是由高分子材料如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯—乙烯醇共聚物(EVOH)或者這些材料的物理或化學(xué)改性類(lèi)材料組成，也就是我們常提的塑料。塑料的微觀結(jié)構(gòu)表明，塑料材料并不是“密不透風(fēng)”的，塑料材料本身就具有一定的滲透性。
一、材料阻隔定義
1、材料的阻隔性是指特定的滲透物從材料一側(cè)滲透通過(guò)到達(dá)另一側(cè)（一般是由高濃度側(cè)滲透通過(guò)材料進(jìn)入低濃度側(cè)）的阻隔性能，常見(jiàn)的滲透物包括無(wú)機(jī)氣體、水蒸氣和有機(jī)物。按照這不同性質(zhì)的滲透物對(duì)應(yīng)的阻隔性稱(chēng)為透氣性（透氧性、透氮性、透二氧化碳性等）、透濕性以及透有機(jī)物性。
2、通常，我們說(shuō)材料阻隔性好就意味著這種材料應(yīng)該同時(shí)具有好的氣體阻隔性、水蒸氣阻隔性、有機(jī)物阻隔性，說(shuō)某種材料的阻隔性好應(yīng)該是針對(duì)特定滲透物而言阻隔性好。單一材料很難滿(mǎn)足對(duì)所有滲透物都具有好的阻隔性，比如具有很好的氣體阻隔性的材料實(shí)際上對(duì)水蒸氣和有機(jī)物的阻隔性未必會(huì)好，即使說(shuō)某種材料的氣體阻隔性好指的也是針對(duì)特定氣體有好的阻隔性，比如好的阻氧性或阻氮性；又比如常用的HDPE比PA的阻水性能好，但阻氣性能反卻低于PA；再比如EVOH在環(huán)境濕度很低時(shí)具有很高的氣體阻隔性，但隨著環(huán)境濕度的升高吸水后，其對(duì)無(wú)機(jī)氣體的阻隔性會(huì)明顯下降，相應(yīng)阻隔水蒸氣性能變差。所以在實(shí)際對(duì)供應(yīng)商提出化妝品包裝阻隔性要求的時(shí)候需要具體明確到對(duì)什么的阻隔性要求。根據(jù)滲透的方向還有阻隔滲入還是滲出的區(qū)分。
二、滲透機(jī)理
1、材料對(duì)特定滲透物的高阻隔性表示材料對(duì)其的低滲透性，如低透氧率代表高阻氧性，低透濕率表示高阻水性。阻隔性可以說(shuō)是阻透性，了解滲透物在包裝材料中的滲透過(guò)程，可以幫助我們理解阻隔性的影響因素。
2、整個(gè)滲透過(guò)程可以分為吸附、溶解、擴(kuò)散、解吸四個(gè)部分，氣體、水蒸氣或有機(jī)物從高濃度區(qū)進(jìn)入材料表面，通過(guò)在材料內(nèi)部的擴(kuò)散，又從低濃度區(qū)的另一表面解吸。假定密封的高含水量的化妝品處在低濕度的環(huán)境中，我們用這個(gè)模型模擬一下包裝容器內(nèi)水分損失的過(guò)程，如下圖2所示水蒸氣會(huì)接觸包裝容器內(nèi)壁，溶解到包裝層后，在材料內(nèi)沿著濃度梯度擴(kuò)散，最終解吸附擴(kuò)散到大氣中，如果外在溫度增加，會(huì)加速這種滲透過(guò)程。這也就能解釋之前提到的即使密封性已經(jīng)做到很好的化妝品還是會(huì)因?yàn)樗魵獾臐B出而導(dǎo)致產(chǎn)品變稠變厚影響消費(fèi)者使用。
3、小分子滲透物透過(guò)聚合物主要是通過(guò)非晶區(qū)、結(jié)晶缺陷部分而實(shí)現(xiàn)的，材料的微裂紋、針孔、缺陷均會(huì)導(dǎo)致滲透性增加。從圖1我們可以在高倍鏡顯微鏡下看到明顯的材料缺陷。
三、高分子材料阻隔性的影響因素
1、滲透物對(duì)包裝材料的滲透性取決于滲透物的種類(lèi)（分子體積、形狀和極性）、高分子材料的結(jié)構(gòu)及性能以及滲透物與高分子材料的相互作用（極性相似相容）。實(shí)際滲透過(guò)程通常由這三個(gè)因素綜合影響，由于滲透物種類(lèi)以及其于材料間的相互作用比較復(fù)雜，這里就先只分析高分子材料結(jié)構(gòu)及性能對(duì)包裝阻隔性的影響。
2、包裝材料阻隔性的影響因素包括材料本身的鏈結(jié)構(gòu)、相結(jié)構(gòu)、結(jié)晶度，鏈的取向與堆砌狀態(tài)，另外制成包裝工藝的不同也會(huì)對(duì)最終材料的阻隔性有影響。
“不同的材料加工成型工藝對(duì)材料阻隔性也有影響，選擇具有不同特性的聚合物，采用合適的加工方法可以得到綜合性能優(yōu)良的阻隔材料。比如LLDPE, LDPE的阻隔性低于HDPE，在擠出單層管應(yīng)用時(shí)，可以將LLDPE、LDPE和HDPE物理共混制得具有一定阻隔性同時(shí)易熱封的軟管包裝；再比如EVOH是乙烯/乙烯醇的共聚物，是一種鏈狀結(jié)構(gòu)的結(jié)晶性聚合物，集聚乙烯良好的加工性和聚乙烯醇極高的氣體阻隔性于一體，分子鏈中極性乙烯醇鏈段的存在，使得其對(duì)烴類(lèi)等非極性溶劑也具有良好的阻隔性，非極性乙烯鏈段的存可以提高其對(duì)水等極性溶劑的阻隔性，但EVOH樹(shù)脂的分子結(jié)構(gòu)中存在著羥基，EVOH樹(shù)脂具有親水性和吸濕性，吸附濕氣后，氣體的阻隔性能會(huì)受到影響，所以需要使用多層技術(shù)將如聚烯烴等強(qiáng)隔濕樹(shù)脂把EVOH樹(shù)脂層包裹起來(lái)，做成綜合阻隔性能優(yōu)異的復(fù)合材料。
四、阻隔性材料在化妝品包裝中的應(yīng)用
目前，阻隔性包裝材料在化妝品包裝領(lǐng)域的應(yīng)用處于使用的增長(zhǎng)期，國(guó)內(nèi)常用的高阻隔性材料有鋁箔、聚乙烯醇(PVA)、乙烯—乙烯醇共聚物(EVOH)、尼龍(PA)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)等。鋁箔、PVA、EVOH屬于高阻隔性材料，PA與PET的阻隔性相近，屬于中等阻隔性材料。
針對(duì)軟管包裝類(lèi)化妝品，如果產(chǎn)品本身有高阻隔性要求，通常選用以下三種結(jié)構(gòu)的阻隔塑料軟管。
1、鋁塑復(fù)合軟管，其典型結(jié)構(gòu)為PE/PE+EAA/AL/PE+EAA/PE,由鋁箔、塑料薄膜經(jīng)過(guò)共擠復(fù)合制成片材后再制管，起阻隔作用的主要是鋁箔層，其阻隔性主要取決于鋁箔的針孔度，當(dāng)鋁箔厚度增加時(shí)阻隔性增強(qiáng)。
2、全塑阻隔復(fù)合軟管，其典型結(jié)構(gòu)為PE/PE/EVOH/PE/PE,全部由塑料組成,其阻隔層通常為EVOH或氧化物鍍層PET，隨著EVOH厚度的增加，阻隔性增強(qiáng)。
3、五層結(jié)構(gòu)塑料共擠軟管，其典型結(jié)構(gòu)為PE/MAH-PE/EVOH/MAH-PE/PE，由多種塑料在一起一次通過(guò)螺桿擠出成型制成片材，也是通過(guò)EVOH起到阻隔作用。
（1）針對(duì)薄膜包裝類(lèi)化妝品：常見(jiàn)的阻隔性薄膜有共擠出類(lèi)阻隔性薄膜、貼合類(lèi)(干法復(fù)合類(lèi)、無(wú)溶劑復(fù)合類(lèi)、熱熔膠復(fù)合類(lèi)、擠出復(fù)合類(lèi))阻隔性薄膜、蒸鍍類(lèi)(真空鍍鋁、鍍氧化鋁、鍍氧化硅)阻隔性薄膜，分別由共擠出法、貼合復(fù)合法、涂布法以及蒸鍍法制成，這里對(duì)工藝就不詳細(xì)贅述，常用于化妝品薄膜的結(jié)構(gòu)有PET/AL/PE、PET/Al/CPP、PET/VMPET/PE、PET/EVOH/PE等三層復(fù)合袋以及PET/Al/PET/PE 、PET/PE/AL/PE/CPP等多層結(jié)構(gòu)，基本上也是選用鋁箔、EVOH以及鍍鋁PET作為阻隔層，實(shí)際應(yīng)用中可從阻隔性、熱封性、易撕性以及產(chǎn)品成本方面綜合考慮來(lái)選用合適的阻隔性薄膜結(jié)構(gòu)。
（2）對(duì)于增強(qiáng)PET瓶子：其阻隔性使用改性材料以及新工藝也有文獻(xiàn)報(bào)道，但對(duì)于作為化妝品的PET瓶目前如果不是遇到比較敏感的配方基本能滿(mǎn)足現(xiàn)有阻隔性需求。
需要注意的是對(duì)以上化妝品包裝的阻隔性主要是指對(duì)無(wú)機(jī)氣體以及水蒸氣的阻隔，如果針對(duì)配方中有一些易揮發(fā)的小分子有機(jī)物，需要以實(shí)際情況為主，因?yàn)橛绊懽柰傅囊蛩夭粌H僅是包裝材料本身，還跟小分子有機(jī)物本身的結(jié)構(gòu)、尺寸以及小分子有機(jī)物與高分子材料間的相互作用有關(guān)，需要了解化妝品配方中的這些易揮發(fā)的活性成分，再配合選擇幾種不同的阻隔性包裝做阻隔性測(cè)試，最終選擇出合適的包裝容器。
2017/11/18 11:09:58
