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聚乙烯醇改性做高阻隔膜及市場應用
2012-03-04 16:43:25 作者：來源：包裝e線評論：0 點擊：

   一、高阻隔材料的包裝市場
    阻透性包裝是指對氧氣、水汽、二氧化碳等有高阻透性，主要用于食品，醫藥，化工包裝。目前食品包裝用塑料包裝所占比例最大，包裝質量是影響食品變質、變味損耗的重要因素之一。
    （1）高阻透性樹脂
    高阻透性包裝中關鍵材料是阻透性樹脂，最主要的是以PVDC、EVOH,特殊尼龍（MXD6）、PA、PVA（多以涂布）為主。PVDC應用歷史最長，含有鹵素，難于回收再利用，焚燒處理成本高；EVOH樹脂分子中含有羥基，會與水分子形成氫鍵而降低阻透性，阻透性隨濕度提高而下降，所以EVOH中乙烯含量高的牌號阻透性小，吸水性小，受濕度影響小，反之乙烯含量低的牌號阻透性隨濕度上升而下降比較快；PA有阻透性，但吸濕率高，影響阻透性，且低溫發硬；MXD6比PA6熔點高，所以耐熱性高，隨濕度增加，阻透性下降很小，但相對價高。目前，被塑料包裝界認為前景看好的高阻隔材料是EVOH和PVDC,但PVDC是因沒有可替代的產品仍在廣泛使用。
    （2）阻透性樹脂市場應用
    PVDC樹脂主要應用在腸衣和各類保鮮保質包裝上。目前在我國僅用在高溫火腿腸上的PVDC膜就有5萬噸以上的市場。用于涂膜的市場量也很大。生鮮肉類產品的保鮮包裝、醫藥、高溫蒸煮食品、乳制品、海產品、飲料制品的應用也很廣泛。
    PA樹脂主要應用在雙向拉伸膜和多層共擠膜，BOPA雙拉膜到目前為止有15萬噸的產能，在多層共擠高阻隔膜和多層共擠熱收縮膜以及腸衣膜其市場應用量也非常大。
    EVOH樹脂主要應用在食品、化裝品、農藥、尤其是奶制品和茶葉的包裝。
    二、聚乙烯醇特性及改性后的應用
    眾所周知，聚乙烯醇是應用范圍廣、市場容量大、市場成熟穩定可持續發展的產品。從食品包裝而言高阻隔包裝膜通常以阻氧、阻水、保香為目的。其中阻氧性對于許多產品至關重要，而保香則對某些產品是提高附加值的標志，但阻水性都對所有食品都是不可缺少的。在注重成本的今天，要同時兼顧多項功能和良好的性價比。因此，開發能夠替代無環保性的PVDC、價格高昂的EVOH、MXD6是重要的。
    （1）聚乙烯醇原料
    聚乙烯醇在我國具有較大原料生產規模。目前有13家生產企業總規模在50萬噸以上，通常被大量用于生產涂料、膠粘劑、纖維漿料、制品加工劑、乳化劑、分散劑，應用范圍遍及紡織、食品、醫藥、造紙、印刷、農業、高分子化工等領域。
    a.PVA樹脂是白色粉或奶黃色固體顆粒，水加熱下能迅速溶脹、溶解。PVA膜有高度阻氣性，其阻氣性比PVDC還要好。但PVA易吸水而使其阻隔性迅速下降，這極大限制了它的應用。
    b.PVA的熔融溫度是220－240℃，但在200℃以上時，PVA就會分解。在250℃有氧氣存在下就會產生自燃，這給PVA熔融擠出成膜帶來困難。
    c.PVA擠出時配以大量的純凈水（多達40％～45％）、適量的增塑劑擠出生產，需要嚴格控制成膜水分是成膜的關鍵。
    d.PVA薄膜的使用溫度，可以在100℃以上（復合膜），有良好的透明性。
    e.PVA對烴類（苯，汽油）、氯化烴，醚、酯、酮、動植物油有良好的耐性。但對羥基、氨基、酰胺基、有機物有很強的親和性。
    f.PVA膜有很高的強度，良好的拉伸性和撕裂力，優異的耐針孔性，PVA膜還具有抗靜電性，良好的熱穩定性。
    （2）工藝技術
    鑒于PVA材料的特殊性，熔點、分解點十分接近，熱塑性加工難度非常大，為改善PVA的加工性，各國都有大量的工程技術人員從事研究，其碩果累累。我國北京工商大學、化工大學、山東濱州勝達實業經過多年潛心研究，開發出能夠干法擠出加工的改性PVA樹脂，并能與各種樹脂共擠出。可以滿足多層共擠膜的生產，多層共擠雙向拉伸膜的生產，多層共擠中空容器及多層共擠管材的生產，成功地實現了低成本，高性能的要求。
    （3） PVA改性的工藝方法
    原料選擇—配方—預增塑處理—熔融擠出造粒。
    PVA樹脂改性后完全可以不受生產工藝、生產方法限制。因此具有很高的推廣價值和使用價值。
    例如：山東濱州勝達實業有限公司開發PVA改性樹脂，用三泡法生產高阻隔熱收縮膜產品受到用戶的廣泛認可，并通過國家包裝總公司的產品鑒定。
   （4） PVA改性樹脂多層共擠雙向拉伸膜質量評價
    (a)七層共擠膜擠出機設計Φ35/Φ30/Φ35/Φ35/Φ30/Φ35/Φ40。采用三泡法生產。
    (b)產品結構比例材料設計
    結構：A/B/C/D/C/B/A
    比例：15％/10％/15％/15％/15％/10％/20％
    材料：PE/粘/PA/PVA/PA/粘/PE
    一次擠出坯管折徑70毫米，坯管厚度80μm，拉伸雙向12.25倍，膜折徑245μm,膜單面厚65μm。檢測指標見表三。
  （5） PVA改性后的理化指標，見表四
  （6）PVA改性后的應用
    a.PVA單層擠出上吹風冷制得常溫水溶型,高溫水溶型包裝膜。
    b.PVA多層共擠復合膜。PVA膜阻氧性雖然很好,但也易受到濕度影響做阻隔材料,不能單獨使用,做阻隔包裝材料多以多層共擠的方法,   如:PA/PVA/PA；PE/粘/PVA/粘/PE；PP或PE/粘/PVA/粘/PP或PE；PE或PP/粘/PA/PVA/PA/粘/PE或PP制的高阻隔膜、高阻隔熱收縮膜及片材。
    c.PVA多層共擠雙向拉伸膜:其結構、比例、材料同(b)制品。
    d.PVA多層共擠包裝容器。
    e.PVA雙向拉伸膜與BOPP,BOPET基膜復合。
    f.PVA樹脂與有機物和無機物共混制得可生物降解膜。