從新冠疫情到可持續(xù)性，埃克森美孚的兩位專家——聚乙烯全球戰(zhàn)略營銷經(jīng)理弗朗索瓦·尚邦和高級技術專家艾蒂安·勒努共同展望了軟包裝市場的未來。

防偽標簽印刷包裝行業(yè)的增長目前受到兩大趨勢的推動：全球人口增長和不斷擴大的中產(chǎn)階級。與今天的75億人口相比，到2040年全球人口預計將達到92億。與此同時，全球中產(chǎn)階級預計在未來十年內(nèi)增長66%，從30億增加到超過50億，人們的壽命更長，并追求更健康、更美好的生活。

生活水平的提高將導致人們更多地獲得汽車、電器和電子產(chǎn)品。在中國尤其如此，預計到2040年人均GDP將增加兩倍，達到40000美元以上，這將與2030年歐洲經(jīng)合組織的購買力相似。

化學品需求增長展望

僅在未來十年，這些大趨勢將導致全球化學品需求估計增長近45%，即每年增長約4%。這一增長高于同期能源和GDP增長的預測。預計對塑料行業(yè)的影響包括：

消費者對塑料、化肥和其他化學品的需求將隨著收入的增加而增長

烯烴和芳烴是塑料和其他消費品的基本組成部分

制造商將塑料視為輕質(zhì)、耐用的材料，可以提高產(chǎn)品性能，應用于從包裝到汽車零件再到醫(yī)療設備。

預計幾乎所有這些增長都將發(fā)生在發(fā)展中國家，其中三分之二在亞太地區(qū)。到2040年，印度和中國的中產(chǎn)階級人口預計將分別超過10億，這尤其會推動對包裝和聚乙烯 (PE) 的需求。


包裝趨勢


雖然全球人口和中產(chǎn)階級的增長推動了對化學品和塑料的需求，但其他趨勢同樣也在影響包裝格局。

抵制一次性塑料的壓力：預計包裝價值鏈參與者和公眾將推動減少一次性塑料垃圾。在新冠疫情爆發(fā)之前，一些零售商（尤其是歐洲）經(jīng)歷了早期的對塑料取舍的選擇。一旦危機過去，隨著消費者的情緒轉(zhuǎn)變?yōu)榻】岛捅Ｗo第一，人們可能會更加重視包裝安全。這可能會改變消費者對包裝的看法，使其更加注重衛(wèi)生而，不是可持續(xù)性。

電商和便利性：電商的興起和對便利性的日益增長的需求，正在塑造新的B2B和B2C客戶期望。電商和送貨上門業(yè)務在疫情期間經(jīng)歷了巨大的推動，但包裝需要更好的抗沖擊力和抗穿刺性，因為與傳統(tǒng)價值鏈相比，它們由更多的人進行物理處理。例如，由于尖銳物體、處理不慎或包裝材料選擇不當導致密封失效和刺破，鮮肉包裝泄漏是生鮮配送中遇到最多的投訴。液體產(chǎn)品的包裝也從剛性包裝轉(zhuǎn)變?yōu)槿嵝园b，因為電商購買需要增強完整性。

智能價值鏈：工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 正在改變工業(yè)生產(chǎn)并在PE價值鏈中創(chuàng)造新機遇。工業(yè)4.0有助于確保從包裝生產(chǎn)到最終產(chǎn)品放置在零售貨架上的可追溯性，預計將在確?？筛櫚b成分方面發(fā)揮越來越重要的作用，尤其是在包含回收成分時。

可持續(xù)發(fā)展重點領域

包裝行業(yè)價值鏈創(chuàng)造更可持續(xù)解決方案的需求將繼續(xù)增長，重點關注使用PE的三個方面：

回收設計：可以提供高質(zhì)量單一材料回收流的解決方案，然后可以將其納入各種下一步的PE結構。

升級回收流：使用增容劑提高已被外來不混溶聚合物（如EVOH 或聚酰胺 PA）污染的PE薄膜性能的解決方案。

增加回收含量：通過包括助推高性能PE聚合物來增加回收含量的解決方案，以保持最終產(chǎn)品的機械性能。

就提高回收率同時保持性能而言，價值鏈合作勢在必行，因為包裝必須在功能上有效，所有這些都是為了實現(xiàn)歐盟委員會提出的到2025年每年使用1000萬噸再生塑料的目標。

回收設計


許多包裝結構傳統(tǒng)上使用復合結構，其通常包括用作密封層的PE薄膜，以及用作基材的聚酯或PA薄膜等定向薄膜。這些多材料結構在機械回收過程中很難回收。

近年來，人們創(chuàng)造了用更容易回收的PE薄膜代替這些基材的解決方案，并正在開發(fā)許多新的解決方案。特別關注的是定向PE，無論是單向 (MDOPE) 還是雙向 (BOPE)。這些PE/PE復合膜可以提高可回收性，并可能有助于循環(huán)經(jīng)濟。

一個成功案例是全PE復合的自立袋 (SUP) 解決方案，以取代傳統(tǒng)的多材料結構。在存在收集和回收塑料薄膜的程序和設施的情況下，這些全PE SUP可以輕松回收。這是第1步。

第2步是回收內(nèi)容的全PE自立袋（綠色 SUP）。它由使用100%原生PE的MDO薄膜制成，復合到密封膜上，該密封薄膜包含來自步驟1的全PE SUP的回收材料。回收材料與原始Exceed? XP、Exceed?和Enable?高性能PE聚合物結合和Exact?塑性體產(chǎn)品，以保持最終SUP的機械性能。整個結構結合了30%的回收成分PE薄膜和70%的原始PE。

它具有出色的包裝完整性、抗穿刺和光學特性，非常適合非食品應用，例如洗滌劑和洗碗機標簽。SUP的創(chuàng)造利用了與Hosokawa Alpine（薄膜擠出和MDO設備）、Erema（回收機械）和漢高的合作，后者開發(fā)了用于機械回收的優(yōu)化粘合劑，提高了再擠出過程中的可加工性，并減少了對回收物的氣味和變色的影響材料。

MDO抗拉伸

MDO工藝顯著提高了機器方向的抗拉伸性，使PE薄膜在印刷和復合時更加堅固，是SUP成功的關鍵。下圖的薄膜結構顯示了為MDO和復合開發(fā)的5層PE薄膜。由于當今的許多包裝機設計用于處理高耐熱復合材料，因此必須在配方中添加大量高密度PE (HDPE) 以避免或最大限度地減少密封過程中的熱變形。

為確保MDO后的卓越光學性能，在每個表層中都放置了中等密度的Enable? 4002和 Enable? 4009（0.940 密度）高性能聚乙烯。與其他解決方案（例如在表層中使用HDPE的解決方案）相比，它們還以更低的拉伸比賦予出色的薄膜光學性能。僅4.6次拉伸仍可以獲得非常好的光學性能，而HDPE樹脂通常需要大約6次。加工商可以更少地拉伸薄膜，從而最大限度地降低不利于生產(chǎn)效率的分裂風險。

為增強機械性能和落袋性能，在芯層中添加了Exceed? XP高性能聚乙烯。如果需要更高的耐熱性，也可以將一些HDPE添加到芯層中。這種復合到PE密封薄膜上的MDO薄膜具有與OPA/PE復合材料相似的落袋性能。至于進一步的發(fā)展，?？松梨谀壳罢谘芯繉怏w阻隔性融入MDOPE/PE復合材料的解決方案，同時保持性能和回收機會。

去除聚酰胺

含有PA的多層共擠結構可能是回收利用的一個重要問題。這些結構通常用于熱成型應用，含有30%- 50%的PA。PA用途廣泛，具有貼合性、抗穿刺性、耐磨性、易熱成型和阻隔性等特性。

從這些多層結構中去除PA是提高可回收性的關鍵目標。Exceed? XP 6026和6056高性能聚乙烯可用于提高抗穿刺性，同時可以減少PA層的厚度。PA可降低30%，同時增強抗穿刺性。目前正在進行開發(fā)工作，以進一步減少或去除這些多層薄膜中的PA，就像關于PE熱成型薄膜或至少聚烯烴熱成型薄膜的開發(fā)工作一樣，可以很容易地回收利用。

升級回收流

在可預見的未來，難以回收的混合聚合物流將繼續(xù)成為該行業(yè)的挑戰(zhàn)。正在開發(fā)可以將聚烯烴與不相容的聚合物結合，同時最大限度地減少性能損失的增容劑。

增容劑對PE + PA混合物的影響顯示在兩張圖片中。如果沒有增容劑，PA就不能很好地分散到PE基材中，從而降低PE的性能。添加有效的增容劑有助于將PA分散成更小的夾雜物并將其與PE結合。

增容劑對性能的影響可能是巨大的。該圖表突出顯示了基于MAH接枝威達美? 高性能聚合物的增容劑在含有PE、聚丙烯 (PP)、PA和EVOH的工業(yè)后循環(huán)流中的性能。灰色陰影區(qū)域所代表的結構由100%回收成分制成，性能較差。添加增容劑可顯著提高機械性能，如抗飛鏢、抗撕裂和抗穿刺性，如藍色輪廓所示。

增加回收含量

與增加配方中的回收成分相關的一個問題是它對最終產(chǎn)品的性能產(chǎn)生不利影響。添加 Exceed? XP 等高性能聚合物可以提高性能。

圖表中的灰色陰影區(qū)域代表基本薄膜結構，由70% LLDPE和30% LDPE 制成。如紫色虛線所示，在表層中引入75% Exceed? XP 8656高性能聚乙烯允許在芯層中使用高達100%的再生樹脂，同時適合用途的薄膜特性，類似于參考薄膜由原始聚合物制成，得到維護。

考慮高性能PE聚合物對整個薄膜的影響的另一種方法是，使用38%的Exceed? XP 允許引入高達50%的回收材料。使用類似的概念，法國領先的PE薄膜加工商和回收商The Barbier Group與?？松梨谥g的合作已導致制造包含50%消費后回收成分和Enable? 4002高性能聚合物的整理收縮薄膜作為性能助推器。破損風險最小的包裝不會降低機械性能，而光學性能（例如光澤度和透明度）使品牌所有者能夠有效地推廣產(chǎn)品。


結論


隨著時間的推移，開發(fā)可持續(xù)解決方案有助于循環(huán)經(jīng)濟。價值鏈在利用這三個技術重點領域的力量方面的協(xié)作努力將在創(chuàng)新解決方案的開發(fā)中發(fā)揮關鍵作用，這些解決方案提供可持續(xù)發(fā)展的好處，滿足不斷變化的品牌所有者承諾、消費者期望和監(jiān)管變化。