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PVA水溶膜的优势及国内外的发展现状

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一.水溶膜在国外的发展情况

        PVA水溶性薄膜又名聚乙烯醇薄膜,作为一种绿色包装材料,不仅可以解决世界范围的“白色污染”问题,而且其具有特殊性能,用途广泛,市场十分广阔,受到世界各发达国家的广泛重视。我国的研究和生产落后于国外,国外在这方面已经进行了40多年的研究。例如:水溶性的洗涤用品包装袋,其研究和生产在美国、加拿大、巴西、德国、日本等科技发达国家均有不同程度的进展。 英国Polyval公司开发的新聚乙烯醇薄膜专利配方和工艺能大幅降低挤出聚乙烯醇薄膜的成本。Polyval公司称,传统聚乙烯醇薄膜采用溶液流延法工艺生产,加工成本非常高,而现在Enpol膜采用Enpol树脂挤出吹塑法生产, Enpol树脂熔点低 于聚乙烯醇分解温度(180℃左右)。该公司计划生产和供应 Enpol树脂,并转让薄膜生产技术,现已开发出10个牌号, 加工的薄膜在5~70℃溶于水。日本、美国和法国等已大批量生产 销售此类产品, 如美国的W.T.P公司、法国的GREENSOL公司以及日本的合成化学公司。 20世纪80年代我国相关单位也开始对水溶性薄膜进行初步的探讨,但仅限于提出水溶性薄膜的发展趋势,并没有涉及到实际的产品和生产工艺。

二.PVA水溶膜在我国的发展现状

       从1998年开始,在中国包装总公司科技部的支持下,株洲工学院开始与企业联合研制开发了首条水溶液法聚乙烯醇薄膜生产线,并于2000年1月投人生产,打破了国外产品对中国市场的垄断。继水溶液法工艺在国内取得突破后,自从2005年开始,佛山博维环保材料有限公司创始团队关注并研究水溶性包装薄膜的国内外进展及其市场应用信息,同步开展实验室配方和成型工艺研究;2014年开始产业化推广。到目前为止,已开发出聚乙烯醇薄膜六大配方体系、二十多个牌号,应用于日化产品包装、农药包装、果蔬保鲜、医用防感染包装等多个领域。同时,为促进推广PVA水溶薄膜的小剂量定量包装应用。聚乙烯醇薄膜国内用户主要分布在上海及广东省的 深圳、东莞、新会、佛山、顺德等地,用于刺绣载体和包装,另外山东、河南、河北、浙江等地的用户则主要用于凝珠类产品的包装。其后国内各大高校及研究机构对水溶性聚乙烯醇薄膜生产过程中的具体工艺及机械设备进行了深人研究,包括水溶性薄膜生产过程中所产生的各种缺陷的减少或消除,干燥系统中干燥参数的确定和干燥方法对膜的生产效率和品质的影响,以及水溶膜成膜钢带的张紧与调偏的自动控制系统设计等,解决了一些实际的生产问题。

       近年来,国内一些科研院所对水溶性聚乙烯醇的相关研究逐渐增多,也取得了丰硕的成果。1.通过对聚乙烯醇进行了后反应改性,以聚乙烯醇和丙烯酰胺进行迈克尔加成反应,然后在碱催化的条件下水解合成了改性的水速溶性聚乙烯醇。2.通过工艺的优化提高了聚乙烯醇薄膜的水溶性和力学性能。 3.对聚乙烯醇薄膜进行共混改性的研究,考察了聚丙烯酸不同中和度、不同共混组分组成对聚乙烯醇薄膜水溶性和力学性能的影响,并利用 多种测试手段对共混改性机理进行了分析,分析认为改性剂的 加人破坏了聚乙烯醇分子链的规整排列,从而抑制了聚乙烯醇的结晶,促进了其水溶性的提高。4.对聚乙烯醇增塑和熔融挤出方面进行了研究,详细考察各种改性剂添加量对聚乙烯醇薄膜力学性能、稳定性、水溶性等方面的影响,研究不同醇解度和聚合度聚乙烯醇的成膜加工条件、流变性能,在 聚乙烯醇吹塑和拉伸成膜的塑化改性剂选择及加工工艺优化方面取得了很大的进展,并成功实现了对不同聚合度和醇解度的聚乙烯醇的熔融吹膜和拉伸成膜加工,并实现了工业化生产。5.通过共混改性的方法获得了常温下完全水溶的聚乙烯醇薄膜。其水溶性薄膜组成成分包括聚乙烯醇、聚丙烯酸、乙烷、聚乙二醇、氢氧化钠、助剂及水。具体制备过程是将原料按比例混合后搅拌均匀,发酵 而后将发酵后的混合物蒸发,去除多余的水分制成胶料,采用挤出机对胶料进行冷切,然后吹塑成膜。制备的水溶性薄膜可于常温下完全水溶,溶解后无色、无毒,且具有杀菌效果。此外该方法制作工艺简单,适于批量生产,大大降低了成本。

三.PVA水溶膜的展望

        由于世界环境的恶化和人们生活水平的提高,对包装的环保性、安全性、便利性提出了更高的要求,水溶性薄膜作为新型绿色包装材料将会越来越受到重视。同时我国是水溶性薄膜的主要原料聚乙烯醇的生产大国,这对具有高科技应用前景的水溶性包装薄膜的市场开发极为有利,因此水溶性薄膜在我国的 应用前景一定十分广阔。


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