绿色环保PVA薄膜

绿色环保PVA薄膜

PVA 薄膜具有优异的阻隔性、水溶性和对环境的友好性，是近年来国内外开发最为成功的绿色环保材料之一。它已经获得国内外环保权威机构和广大用户的普遍认可，正在愈来愈广泛地应用于包装、纺织刺绣和水转印刷等领域。例如：农药、化肥、染料、清洁剂、水处理剂、矿物质添加剂、洗涤剂、园林护理用化学试剂等，亦可作为菜籽、植物种子袋、服装包装袋、食品以及医院洗涤袋等多种产品的包装上，同时也可用于纺织刺绣垫付用料和水转印刷及脱膜上。

由于水溶性PVA薄膜产品可设计选择水溶速度，无毒无污染；拉伸强度、张力等均等同于或优于传统塑料薄膜；透明度高、光泽好；柔软度高、触感好；耐油、耐溶剂性好、可热封、可印刷；透气系数低、阻气性好；抗静电性能优良，不吸尘等特性，对产品的应用极大地提高了产品的质量和档次。外包装水溶性薄膜主要以全透明高温水溶性PVA薄膜为主，用途在高级纺织品，胶装包装袋、包装缓冲气垫、书籍/纸张保护膜、假发、食品、化妆品包装袋等。 外包装袋(全透明PVA水溶性薄膜)可加子母塑料扣，全透明水溶性PVA薄膜具有不带静电、透明度、光泽度均优于其它薄膜的特点，包装物体呈现出更鲜明的美化外观 ，提高了商品的价值 。另水溶性PVA薄膜对空气具有高阻隔性 ，在用于纺织品时包装时 ，能阻隔空气里的氮气，避免氮气令纺织品发黄，还可吸收纺织品中致癌物如甲醛，在使用完毕方便销毁处理（在80℃水温可全部溶解），因此水溶性PVA薄膜是理想的纺织物包装材料。

PVA薄膜产品品种项目分类用途： 品种分类： 常温溶薄膜(NT型) 中温溶薄膜(IT型) 高温溶薄膜(HT型) 用途： 刺绣品、农药包装、清洁用品包装、水转印膜 农用种子袋、除草剂包装袋、假发刺绣暂用载体、食品复合膜 高级纺织品、胶袋包装袋、包装缓冲气垫、医院用洗涤袋等一次性包装袋 。 一、 PVA薄膜概括 PVA薄膜市场分布

PVA薄膜主要集中在日本生產，約占世界產量的75％左右。日本以合成化學、尤尼吉卡，可樂麗三家公司為主，電氣化學、信越、生物材料通用公司等也有生產。其他如美國杜邦、Christ－Cralt （C.C.L.P公司），W.T.P公司，德國赫司特公司，法国的GRENSOL公司也有生產。產品主要用于纖維制品包裝,其次為食品包裝、婦女衛生用品、農藥、除草劑包裝等。世界總產量約在2.5萬～2.7萬噸間

其用户也是一些著名的大公司，例如Bayer(拜耳)、Henkel(汉高)、Shell(壳牌)、Agr.Eva(艾格福)等大公司都已开始使用水溶性薄膜包装其产品。 一， PVA原料在世界范围的分布

PVA是用途相當廣泛、性能十分良好的水溶性高分子聚合物，它的性能介于

橡膠和塑料之間。自1926年工業化以來 ，生產能力發展較快 ，1970年為70萬噸/年，1980年達到166.5萬噸/年，10年間翻了一番多，年均增長率達12.17％﹔1990年超過了80萬噸/年，1996年達90萬噸/

年以上。 世界PVA生產能力和產量最大的國家是日本、中國、美國、朝鮮等。1995年我國躍過日本，居

于榜首。

PVA的品種按不同聚合度或按不同醇解度，也可按不同分子結構或與其他有機物共聚改性來分類，理論上可有數億個品種。全球現有商品牌號不少于300種，其中規格、性能差異較大的牌號有60余種。 日本可樂麗公司有39種牌號，其中完全醇解的10種，部分醇解的12種，特殊用途17種﹔合成化學公司生產不同品種4大類27種﹔電氣化學公司也有4大類20種﹔信越公司有14種。美國空氣產品公司生產從超醇解型到部分醇解型共4大類11種產品。德國赫司特公司有完全醇解型、部分醇解型和特殊型3大類17種，瓦克公司有25種。法國羅納－普朗克公司有7種;前蘇聯有13種PVA產品。我國台灣省長春石化公司生產4大類33種產品。

表1 世界PVA主要生產國(地區)的產量 (萬噸/年) 日本的可樂麗公司是世界最大的PVA生產商，其他依次為美國空氣產品公司、Du Pont公司、日本合成化學公司(見表2)。 美國的PVA主要用于紡織漿料、粘合劑、聚合物助劑和紙張加工等領域，其中紡織漿料和粘合劑約占總消費量的50％。PVB在美國發展甚快，是世界最大的生產和銷售大國。 西歐各國的PVA主要用于聚合助劑、造紙加工、粘合劑、紡織漿料等領域，也用于生產聚乙烯醇縮甲醛(PVF)和PVB。 日本既是PVA生產大國，又是消費大國，同時還是出口大國。在日本PVA主要用于生產維綸，近几年的產量雖有下降，但仍占總消費量的30％﹔其次用于生產PVA薄膜，是世界最大的PVA薄膜生產國和出口國﹔其他如PVB、紡織漿料、粘合劑、造紙加工等各占消費量的10％以上。 朝鮮也是PVA生產大國和消費大國，主要用于生產維綸，國內自用。 1996～2000年世界PVA產量年均增長率估計為2.5％～3.5％，與消費增長基本同步。 我国PVA原料的市场

我国是PVA生产大国，产量占全球的三分之一。在70-80年代，为解决人民的穿衣问题，我国PVA主要用来生产维纶纤维，当涤纶、腈纶、丙纶开发出来并大规模投入生产后，由于成本、性能接近或超过维纶，很快占领并取代了维纶的市场。80年代初维纶滞销，致使PVA生产遭受重创。80年代中期，随着PVA非纤维用途的不断开发，生产逐步得到恢复。到2000年，我国PVA的非纤用量上升到占90%，彻底改变了PVA的使用结构。

目前，我国有13套聚乙烯醇生产装置，国内产量已达32.6万吨，新的装置正在建设之中， PVA的原料有可靠保证。 挤出加工技术演变

水溶性PVA薄膜采用涂布复合、吹塑法或流延法制造。

高科技水溶性PVA包装薄膜主要以聚乙烯醇及淀粉为主要原料，添加各种助剂，如表面活性性、增塑剂、防粘剂等等，其工艺与传统的塑料薄膜成型工艺有所不同，它的工艺过程是：采用先将原料制成固含量为18～20％的水溶性胶，再流涎涂布到镜面不锈钢带上，经干燥成膜后从钢带上剥离，然后进入干燥室干燥至规定水分后，切边收卷获得成品膜。

高醇解度的聚乙烯醇水溶液的粘度，因放置的条件不同而引起的变化，存放温度直接影响粘度。实验证明在20～50℃时粘度下降 较大，50℃以上粘度下降较小，80℃以上则处于稳定。PVA水溶液的粘 度随PVA浓度的提高而增大。在静止状态下PVA水溶液表面极易结皮， 这种结皮现象对涂布加工极为不利。 为稳定PVA薄膜在高湿条 件下的阻隔性，采用遮蔽技术生产出了BOPP／PVA。PE涂布薄膜，其实 质是将怕水的PVA夹在两层阻湿性能较好的薄膜中间，遮蔽了潮湿水气 对PVA的影响。该流程生产的PVA涂布复合膜，可以保持其阻隔性能， 但流程复杂，效率低，成本高，而且性能不稳定。

加工难点：聚乙烯醇(PVA)的分解温度和熔化温度接近，加工困难。通过改性剂的选择和复配，改变聚合物的分子形态和聚集状态，促使分解温度提高，而熔化温度降低，两者之间形成较大温差。

国家“十五”规划及国家“工业行业近期发展导向”发展高阻隔塑料包装材料、多功能薄膜、水溶性薄膜和可降解性材料立项。 在设备方面：

对挤出机进行改进，采用特别设计的螺杆、模具和风环，克服PVA熔体粘度大、流动性差的困难，从而可以实现PVA的干法造粒和吹膜，相对湿法加工是重要突破，处于国际领先水平。 PVA薄膜是一种环境友好、综合性能优异的材料，

国内市场主要为日美(湿法流延膜)产品所独占，价格昂贵。国内自主研发成功折径1000mm 干法吹塑膜产品，技术先进。立足国产原料和采用进口设备设备，满足下游行业的急需，替代进口，并使该技术达到国际领先水平。

PVA的干法挤出加工技术一直是国内外塑料加工业多年来未解决的技术难题之一。我国市场对PVA薄膜需求量大，绝大部分依赖从国外高价进口。该项目在国产设备的基础上，实现了PVA干法造粒和吹膜，保留了PVA的水溶性、阻透性和生物降解性等优异性能，相对于干湿法和流延法加工技术，具有工业简单、能耗低、效率高、投资省等优点。

同时，PVA干法粒料可生产多层共挤高阻透材料及容器，拓宽了PVA树脂新的应用领域，是PVA加工技术上的突破。该技术具有创新性，填补了国内空白，处于国内领先，达到国际先进水平。 水溶性薄膜市场价格

在国内，水溶性薄膜市场正在兴起。据有关资料统计，我国每年需要包装薄

膜总量达300万吨以上。如果水溶性PVA薄膜市场占有率上升到5％，则每年需求量也达15万吨。随着这一新产品市场认知程度的提高，其市场份额将快速上升。

由于采用干法吹塑，生产效率高，成本低，约为2．3万元／吨左右。目前市场售价：美国(湿法)产品为13—17万元／吨， 日本(湿法) 产品为20—25万元／吨，国内(湿法)转移涂布法产品平均售价为6万元／吨，因而在价格上具有很强的竞争力，利润空间大。

目前由于国内工业化生产尚未出现，进口产品价格昂贵限制了水溶性PVA薄膜应用普及。如果在国内完成本项目（PVA膜）厂的建设应用水平将出现大幅度增长。初期产品销售将首先以当地市场为突破口。

PVA膜市场预测

中国现有人口 13多亿，包装品越是发达地区需求量越大，要求也就越高。特别是在绿色环保方面。又加之北京向世界宣布要把2008年的奥运办成“绿色奥运”。这对PVA膜产品来说，无论在政治上经济上都是天赐良机。

据2001年北京国际包装高峰会议文献记录，中国当年所需塑料包装膜，估算应在200万吨左右。另据保守估算北京地区对包装膜，年需求量应在100万吨以上。PVA产品产量有限，应先占领精品、限量的包装行业， 如：卷烟厂、服装厂、针织厂等。 欧美、日本等国的水溶性聚乙烯醇薄膜市场

在欧美、日本等国，水溶性聚乙烯醇薄膜已广泛用于各种产品的包装，例如农药、化肥、颜料、染料、清洁剂、水处理剂、矿物添加剂、洗涤剂、混凝土添加剂、摄影用化学试剂及园艺护理的化学试剂等。日本、美国、法国等国已大批量产销此类产品。一些著名的跨国公司，例如Bayet(拜月)、Henkel(汉高)、Shell(壳牌)、Agr·Eva (艾格福)等都已开始使用水溶性薄膜包装其产品。 现日常生活中使用的塑料垫、片、袋、膜都可被PVA膜所替代，我国是PVA原料生产大国，这对PVA薄膜应用前景和市场开发极为有利，随着国际京都议定书的生效和我国社会发展的需求，我国也越来越注重保护我们赖以生存的环境，尤其是我国已加入世贸组织，与国际接轨，对包装薄膜的环保要求将更高，据有关资料统计，全国目前每年需求包装薄膜约达300万吨以上，美国产品为13万元／吨，日本产品为20～25万元／吨，国内溶胶流延涂布法的产品成本约2.9～3.2万元／吨，平均售价为6万元／吨。干法挤出吹膜法成本约为2.0～2.3万元。前景广阔。真正消灭白色污染的PVA薄膜的最大意义在于环保，PVA薄膜的研制成功，是对人类的一大善举。 二，水溶性PVA薄膜主要性能、应用 1环保性

PVA 薄膜产品属于绿色环保材料。有关部门测得PVA生物耗氧量（BOD）比

淀粉小得多，美国空气产品公司把Airvol公司的PVA产品，进行生物降解5天后，测得的BOD量低于最初BOD总量的1%。经过生物试验证明PVA既无毒。

就降解机理而言， PVA 材料具有水和生物两种降解属性，首先溶于水形成胶液渗入土壤中，可增加土壤的团粘化、透气性和保水性，特别适合于沙土改造。在土壤中的 PVA 材料可被土壤中分离的细菌的菌株分解，最终可降解为 CO2 和 H2O 。

PVA可水解和生物降解，具有较好的环境特性，但价格较昂，为有利于推向市场，作为环境友好材料主要开发淀粉/PVA塑料合金，目前已获广泛应用 2水溶性：

PVA的溶剂是水，但对水的溶解性很大程度上受聚合度的影 响，特别是受醇解度的支配。完全醇解的PVA在水中的溶解极微，醇解 度在88％以下时，在20℃常温下几乎完全溶解，但随着醇解度的上升， 溶解度则大幅度下降。

PVA 薄膜的水溶性与薄膜的厚度和水的温度有关，相关数据表 品种项目 溶解水温 开始溶解时间(分钟) 完全溶解时间(分钟) 常温溶薄膜 25℃ 0.5 15 中温溶薄膜 65℃ 0.5 10 高温熔薄膜 40℃以下完全不溶 0.5 10

85℃ 以上完全溶解 注：1、薄膜厚度：20μm 2、在动荡水中

水溶性薄膜的主要应用： PVA水溶性包装袋、PVA水溶性薄膜、PVA泡膜（蓝、绿、白）等各种类型的PVA水溶性薄膜系列产品，高中低档可降解PVA包装薄膜十七种五大系列，可投入工业化生产。 ※快溶薄膜：服装绣花衬底、农用种子袋、除草剂包装袋、清洁用品、化工产品包装；水披覆膜、医院用洗涤袋等一次性包装袋。 ※中溶薄膜：、假发、食品、化妆品包装袋。 ※难溶薄膜：高级纺织品、胶装外包装袋、包装缓冲气垫、书籍/纸张保护膜。

3透明性和光泽性： PVA 薄膜的透明度、光泽度、均优于其它薄膜表 项目 PVA膜 玻璃纸(PT) PVC膜 PET膜 透过率% 90.1 60.5 50.4 57.8 反射率% 81.5 60.5 79.5 22 4透湿性：

PVA膜的透湿性和玻璃纸相似，是一种透湿度极高的薄膜，包装热、湿物品时不会产生雾滴。 项目 测定方法 PVA膜 玻璃纸(PT) PVC膜 PET膜 透湿度 JIS-Z1503 1500-2000 1300-2000 120-180 35-180 5阻隔性：

PVA薄膜在干燥条件下有优异的阻氧性能，它的透氧系数是 各种树脂薄膜中最低的。 PVA的分子链上存在大量羟基（OH），处于湿态环境中这些羟基易 和水分子形成氢键，导致PVA聚集态结构发生变化，使PVA的阻隔性大 大下降。随着相对湿度的上升，其氧气透过量明显上升。

PVA薄膜对水分及氨气具有较强的透过性，但对氧气、氮气、氢气、氦气、氩气及二氧化碳等具有优越的阻隔性，常压环境下对氧气的阻隔率约为常用聚乙烯膜的1000倍，聚丙烯膜的300倍，使用PVA薄膜可以完好保持被包装产品的成分及本身的气味。

用Salame法测试得出不同塑料的透气率表 塑料品种 Parmachor 值 透气率(cc.20μ/m2.24h.atm) 实测值

Salame 法测试值 N2 O2 CO2 PVA 160 0.02 0.06 0.21 0.2 PVCD 97 0.6 3.6 12 2 PET 68 21 80 310 40 PVC 61 100 200 1000 300 HDPE 39 800 2000 12000 2500 PP 31 1600 5400 20000 3000 PS 27 2400 8000 26000 / LDPE 26 3200 10000 36000 10000 6脱模性和金属镀性： PVA薄膜对疏水性极强的塑料亲和力

低，对极性小的各种有机材料的脱膜(剥离)性能好。 PVA薄膜可以在1.33X10-266X10Pa的真空下镀铝，其制品在30℃水中浸24小时，镀层

7防静电性： 很多塑料薄膜都有很强的带电性，而PVA薄膜几乎不带静电。使用PVA薄膜包装产品的过程中，不会因为静电而引起其可塑性降低或静电附尘。 项目 PVA膜 玻璃纸(PT) PVC膜 PE膜 PET膜 静电压 1.2(V) 1.3(V) 40.5(V) 98.6(V) 120.6(V)

8印刷性能： PVA膜具有优良的水色和油墨印刷性，这是现有塑料薄膜只能用油墨印刷不可比

拟的优点，可用于水转移印刷如：玻璃、陶瓷、电器外壳等等的彩色印刷。同时PVA薄膜极性强，印刷时可不用电火花处理，目前也广泛地应用在特种印刷行业上，如水转印膜衬底。

9强度和耐候性： PVA薄膜韧性好，拉伸强度大，抗撕裂强度居各类薄膜之首， 其双向拉伸强度优越，耐曲折数是其他薄膜的10倍，耐候性好，使用寿命长。 各种薄膜强度性能表 品种项目 PVA 玻璃纸(PT) PE膜 PP膜 PVC膜 拉伸强度(Mpa) 44.12-63.74 54.92-131.40 17.26-19.12 45.11-53.9 20.59-17.65 拉伸强度(Mpa) 147.10-833.57 1.96-3.92 29.53-98.07 12.75-68.6 39.23-78.45 延伸率(%) 150-400 15-25 50-600 200-600 5-25

10耐油性及有机溶剂： PVA薄膜具有极好的耐油性(植物油、动物油、矿物油)耐脂肪性、耐有机溶剂和碳水化合物等。但强碱、强酸、氯自由基及其它可与PVA发生化学反应的物质(如硼砂、硼酸、某些染料等)，这类物质不适合采用PVA薄膜包装。 A油 脂 吸 收 量 表 A:品种规格 测试条件 PVA PET OPP PE OPS 汽油 20℃10天 0 1.1 1.1 4.7 柴油 40℃30天 0 3.2 5.2 3.5 2.8 色拉油 40℃30天 0 1.8 3.1 4.6 1.5

B溶 剂 吸 收 量 表 B:品种规格 甲苯 异丙醇 乙酸乙酯 甲乙酮 总量 PVA 3 80 10 7 100 eva l 120 3440 240 500 4300 CPP 3740 600 2950 2070 9360 OPP 6120 430 3700 2790 13040 PET 670 1070 1520 1560 4820

11保香性及防止升华性： PVA薄膜的保香性及防止包装物升华的性能极佳，采用PVA薄膜包装，不仅能很好地保持包装物的香味，而且也可防止包装物受到外界异味的影响. 保 香 性 测 试 表 内装物 玫瑰香精 柠檬香精 苹果香精 风油精 酱油 茶叶 香烟

薄膜种类 (1ml) (1ml) (1ml) (1ml) (2ml) (3g) (3g) PP(25μm) 1小时 1小时 1小时 1小时 3小时 1天 1天 PP/PE(65μm) 3小时 1天 1天 1小时 1周 1周 1周 PVA/PP(32μm) 1周 1周 1周 2天 4周以上 4周以上 4周以上 绿茶包装保存七个月的情况(15℃-25℃)测试 薄膜种类 PVA/PP(32μm) PP/PE(65μm) 包装方式 透明/遮光 透明/遮光 颜色变化 不明显/不明显 褐变/不明显 香味变化 不明显/不明显 明显/较明显

刺绣方面应用范围： 水溶性PVA薄膜作为暂时性载体可应用于假发及刺绣的制作上。在刺绣方面，由于用作垫付的PVA薄膜具有水溶性，只需要在常温水中泡上几分钟，垫付料将完全溶解，刺绣图案便可呈现。应用水溶性PVA薄膜的优点：无毒全溶解，处理方便，不产生拉丝、结胶等残渣，适用于多头刺绣机，不会断线、走位偏孔；代替无纺布垫付料，避免高温溶解时纺织品变形和纤维的染料退色。 用PVA胶膜来代替纸质织布增强电脑刺绣成品的质素和增量值。 三、改性PVA高阻隔薄膜的特征和应用

聚乙烯醇（PVA）是聚醋酸乙烯酯的水解产物，具有造膜性能优良、 皮膜无色透明、耐油、耐有机溶剂、对细菌和日光稳定等特性，作为薄膜生产工艺而言，以下特性必须引起足够的重视。

聚乙烯醇改性后应用于涂复工艺 为了提高和稳定PVA湿态阻隔性能，简化生产工艺，降低生产成本， 让性能优越的PVA复合薄膜走向市场，必须对PVA进行改性。 聚乙烯醇之所以不耐水，是由于它带有亲水性的羟基（OH），如 果能将羟基适当封闭，接上耐水性基团，就可提高PVA薄膜的耐水性。 PVA含有羟基，可发生多元醇的一切典型反应，选用一种多功能度的缩聚物，在添加量不大的情况下，就能与 PVA中的羟基适度交朕，使PVA形成一种强韧的三维结构涂层，稳定了 PVA的湿态条件下的气密性，提高了耐水能力。 改性后的PVA胶液，在常温下不结皮，在生产允许的时间内粘度无 上升现象，实现了常温配胶，常温涂布，为改性PVA涂布复合膜的生产 提供了一个宽松的工艺条件。由于改性液极性较大，提高

了改性

PVA与基膜的附着力， 层间结合力可达不可分离的程度，可直接在PE、BOPP、BOPA、BOPET等 薄膜表面涂布，构成改性PVA／PE、改性PVA／BOPP涂布复合膜， 为了进一步提高包装装潢效果，还可先在BOPP等基材上印刷，再 与改性PVA涂布复合，进一步加工成BOPP／改性PVA／PE薄膜。改性PVA／PE膜无需任何处理即可在PVA面上进行彩印，油墨附着 力很强。生产 工艺流程如下： PE解卷→改性PVA涂布→干燥→收卷→熟化→分切→ 检验→入库 涂布复合设备采用适宜改性PVA涂布复合薄膜生产的多功能 涂布机组，采用了逆转辊涂布头、热风对流干燥、微张力输送等 先进结构，可用一步法生产BOPP／改性PVA／PE、BOPP／PE、PET／ PE复合膜；还可用于不干胶、保护膜的生产，达到了运行稳定、涂布 均匀、节能及一机多用的设计目标。 当涂布层合机组烘道长度、送风量固定以后，涂布膜的干燥速度 就由涂布厚度、烘道温度及走膜速度三者来控制，涂层越厚、烘道温 度越低、则干燥速度就越慢。为了确保涂层干燥，薄膜运行速度势必 很低，失去了工业化生产的

意义。因此制定了涂层厚度为5～8微米， PVA涂层在100℃烘道内快速通过的工艺条件，这不仅有利于提高PVA的 结晶度，确保PVA的气密性和耐水性，还有利于提高生产效率。

改性PVA高阻隔薄膜的特点： （1）用对人体无毒、无副作用的密胺树脂改性液“868”对PVA进 行适度交联，PVA在保留干态阻隔性能、透明、柔韧的优点的同时，还 提高了与基材的粘接性，省去了预涂布和粘结剂，湿态阻隔性能明显提高。 （2）与未改性PVA工艺比较，“868”改性的PVA省掉了预涂布和 使用粘结剂的工段，解决了静态下表面结皮和生产条件下粘度上升的难题，取消了遮 蔽工艺。涂布层在水中浸泡24小时后 涂层无溶胀和脱落现象，关键指标氧气透过量达到国际先进水平。 改性PVA高阻隔薄膜的应用是和其特性分不开的，简单介 绍如下。 （1）改性PVA薄膜透明度、光泽度好，特别适用于服装、鞋帽、 皮革及皮革制品、工艺美术、文稿、档案的封存，与除氧剂配套使用， 有防霉、防虫蛀、防氧化变色的功效 （2）改性PVA薄膜极性强，印刷时油墨粘着性好，用玻璃纸型印 刷油墨便可得到美观的印刷效果。 （3）耐油、耐有机溶剂性好，对动物油、植物油、矿物油、醇类、 醚类、酮类、酯类都是不溶的，适宜于化工原料及中间体的包装和油 脂食品的包装。 （4）有很好的保香性，可广泛用于茶叶、咖啡、咖喱粉、辣椒粉、 胡椒粉等香料的包装封存，用于灌装芥末，可使气味透不出来。 （5）具有优良的气体阻隔性，特别是有极低的透氧性，适宜于以 下物品的包装封存。 A、可用于小杂粮、油料、海鲜干发、名贵中药材、烟草等包装， 与除氧剂或抽真空配合使用，其防霉、防虫蛀、防退色的保质 保鲜效 果特别明显，用于封存高油脂食品，防止油脂氧化发“哈”和保持食 品原有风味的功效。 B、用于无线电元器件及整机、精密机械、军械、雷达、弹药、大 型导弹的综合封存，有独到的防氧化锈蚀的功能。 C、光学仪器、镜片及另配件采用综合封存，可防止发霉和起雾。 四、 改性PVA高阻隔薄膜的吹塑工艺成熟

聚乙烯醇（PVA）薄膜性能优异，在薄膜材料中占有十分重要的地位。但PVA的多羟基强氢键结构特点使其熔点高，与分解温度接近，难以进行热塑加工。因此，PVA薄膜一般采用湿法生产，但该法工艺复杂、生产流程长、能耗高、效率低、成本高，限制了PVA薄膜的推广应用。国内性能优异的PVA薄膜相当紧缺，除少量涂布法产品，主要为来自美国和日本的流延膜，售价昂贵。

制备聚乙烯醇吹塑成膜的难题，通过分子复合和增塑，采用与PVA有互补结构的改性剂，破坏PVA分子间和分子内氢键，形成新的分子间复合，在分子水平上控制PVA的聚集态结构，限制其结晶，降低其熔点，增加其热稳定性，拓宽其

加工窗口，在较低温度下实现了PVA在普通挤出－吹膜设备上的加工，获得性能优异的PVA薄膜。

挤出吹膜法的配方，在PVA中加入适量的水及其它助剂，使用结构特殊的具有溶解、塑炼和脱泡装置的挤出机挤出成型或挤出吹塑成膜。本技术具有简单、高效、经济、环保等优点，解决了PVA薄膜湿法生产工艺复杂，污染等问题，是PVA薄膜生产方法的重要突破，有助于PVA薄膜的规模化和产业化，具有巨大经济和社会效益。

五、 PVA薄膜在偏光膜中的应用 偏光膜的构造

偏光膜的應用範圍很廣，不但能使用在LCD做為偏光材料，亦可用於太陽眼鏡、防眩護目鏡、攝影器材之濾光鏡、汽車頭燈防眩處理及光量調整器，其他尚有偏光顯微鏡與特殊醫療用眼鏡。為了滿足輕量化及使

用容易的要求，所以偏光膜的選擇以高分子二色性型為主，這型起偏材料的種類有四：

(1) 金屬偏光膜 將金、銀、鐵等金屬鹽吸附在高分子薄膜上，再加以還原，使棒狀金屬有起偏的能力，現在已不使用這種方法生產。 (2) 碘系偏光膜 PVA與碘分子所組成，為現今生產偏光膜最主要的方法。 (3) 染料系偏光膜 將具有二色性的有機染料吸著在PVA上，並加以延伸定向，使之具有偏光性能。 (4) 聚乙烯偏光膜 用酸為觸媒，將PVA脫水，使PVA分子中含一定量乙烯結構，再加以延伸定向，使之具有偏光性能。

从20 世纪80 年代起，我国就有上海、成都、北京、南京、河北等地的科研机构、大学、企业的科技人员长期致力于聚乙烯醇(PVA)高阻隔性能应用的研发工作。

河北百瑞尔包装材料有限公司经过了整整十年的艰苦奋斗，自主创新，终于在去年率先在国内将拥有国家专利的产品——聚乙烯醇(PVA)高阻隔水性涂布液全面推向了市场。

利用软包装企业现有的干式复合机、涂布机、挤出复合机等设备，将河北百瑞尔包装材料有限公司自主创新生产的聚乙烯醇(PVA)高阻隔水性涂布液直接涂布在PET、BOPP、PE、CPP、镀铝薄膜等基材的表面，就可以生产出可与铝箔、玻璃、镀氧化铝薄膜和镀氧化硅薄膜媲美的高质量、低成本、环保型的高阻隔薄膜。

一、为什么食品、药品等商品的包装需要高阻隔材料

造成食品、药品等物品腐败变质，影响食品、药品等物品储存期的原因很多，但从包装角度来分析，主要原因有：

1.细菌的生长、繁殖，是食品腐败变质的第一个主要原因，而氧气的存在与否及其浓度的高低，是细菌生存、繁殖的必要条件(厌氧菌除外)。

2.食品中的油脂等成分氧化变质发“哈”，是食品腐坏的另一个主要原因。

3.食品的原汁原味挥发丧失、外部异味窜入食品内使食品变味也是食品变质的常见原因。

4.有些食品中水气的挥发会使食品丧失原有风味。有些食品则需要在于燥的状态下保存，若外面的水气进入食品内，有助于细菌的繁殖而加速食品的变质或食品受潮变软使食品失去原有风味。

5.有的商品还需要阻隔紫外线。如油脂在光照下会产生酸，从而导致商品变质、风味受损。太阳光照射也能使印刷品和商品变色。此外，阳光还能促进油脂氧化。药品中的生物碱、维生素B1、B2、维生素C 等，也由于光的作用很快和氧发生反应，出现变色及含量下降等各种变化。总之，许许多多用于食品、药品等商品的包装材料都需要优良的阻隔性能。

二、国内常用的高阻隔材料和聚乙烯醇(PVA)高阻隔材料 1.铝箔

优点：阻隔性能最好，可蒸煮、可有效阻隔紫外线。 不足：不透明、耐折性差、成本高、不能用于微波加热。

目前超高温灭菌奶大多采用利乐砖和利乐枕包装，2004 年这种纸塑铝复合的包材全国总计约消耗110 亿个，按每个包材10 克计算，等于11 万吨。由于这些包材中含有金属层(铝箔)不易降解，复合

材料中的铝箔目前国内又无能力加以分离，结果造成纸塑铝结构的复合材料和塑铝结构的复合材料的废弃物既无法回收再利用，又无法焚烧，对环境的保护危害极大。

2.镀铝薄膜

优点：耐折性好于铝箔，阻隔性能可接近于铝箔、可阻隔紫外线、镀铝加工成本低廉。 不足：不透明、镀层强度差(遇水后铝层易自动脱落)，不能用于微波加热。 3.EVOH 五层共挤薄膜

优点：具有优秀的阻隔性能，具有优良的耐油和耐有机溶剂性能、抗静电性能，能够再生利用，焚烧时仅产生CO2 和H2O，是优秀的绿色环保包装材料。

不足：环境湿度超过50%时，其阻隔性能急剧变差，故不宜单独使用。因进口EVOH 树脂、进口多层共挤设备的投资都十分昂贵，导致产品成本很高。 4.PVDC 涂层薄膜

优点：同时具有良好的阻隔氧气和阻隔水蒸气的性能，涂层可热封、成本较低。

不足：涂布需专用设备；不能熔融造粒再生利用，废弃物在焚烧时会产生氯化氢、二恶英之类对人类和周围环境有毒、有害的物质。 5.镀氧化硅薄膜和镀氧化铝薄膜

镀氧化硅和镀氧化铝薄膜透明性好，阻氧、阻湿等性能非常优秀，但由于设备投资极其昂贵，加之加工技术难度很高，故产品成本极高。目前国内还没有单位生产，从国外进口的产品也极少。 6.新型高阻隔材料

改性聚乙烯醇(PVA)涂布薄膜 (1)阻氧性能优秀

改性聚乙烯醇(PVA)涂布复合薄膜对氧气、氮气、氢气及二氧化碳都具有优秀的阻隔性，其阻氧性能优于PVDC(聚偏二氯乙烯)涂层薄膜，也优于EVOH(乙烯－乙烯醇共聚体)五层共挤薄膜。它的阻氧性能是各种树脂薄膜中最好的，可与铝箔、玻璃、镀氧化铝薄膜和镀氧化硅薄膜媲美。 几种材料阻氧性能的比较。单位：cm3／(m2·24h·0.1MPa)。 (2)成本低廉

聚乙烯醇(PVA)涂布复合薄膜的生产成本远低于纸铝塑复合、铝塑复合结构的包装材料的生产成本，远低于EVOH 五层共挤薄膜的生产成本，也低于采用PVDC 涂层的复合薄膜的成本。 (3)应用简便

利用各软包装生产企业现有的干式复合机、涂布机、湿式复合机、挤出复合机等设备均可达到满意效果。改性后的PVA 胶液不结皮，在正常使用过程中粘度无明显上升现象，涂布层很薄，但涂层的厚薄均匀度仍很好。

(4)环保一流

聚乙烯醇(PVA)高阻隔水性涂布液的结构成分为碳、氧、氢和硅，可降解，可回收再生利用，燃烧时仅生成二氧化碳和水，而不产生其它有害于环境及人类健康的物质，无污染，是一种十分理想的环保型高阻隔包装材料。 (5)保香性能优良

具有优良的保香性能，可以在较长时间内保持袋内食品的原有风味，同时又能有效地阻挡包装材料外面的异味进入包装袋内。 (6)其它

无色、透明度好。

具有优良的耐油、耐有机溶剂性的性能。 具有良好的防静电性能。

可用于微波加热，可进行包装后的食品金属检测。

由于在PVA 水性涂布液中加入了纳米级无机物粉体，成膜后的耐水性、对紫外和红外光的反射性、耐磨性、阻透性、PVA 涂层与基膜的粘接强度等性能都得到了明显的提高。

不足：由于涂层薄，故涂层热封性差；尽管经过改性，对水的敏感性明显下降的PVA 涂层，为保持最佳的阻氧效果，仍以聚烯烃塑料薄膜(如BOPP、CPP、PE 等)加以保护为好。 三、改性聚乙烯醇(PVA)涂布复合薄膜的应用 1.应用范围

(1)食品包装：奶制品、饼干、月饼、蛋糕、肉类、海鲜干发、大米、花生、辣椒粉、芥末、茶叶、咖啡、动物油、植物油、烟草等。

(2)医药包装：中药、西药、医疗器械等。

(3)化工品包装：牙膏、化妆品、农药、醇类、醚类、酮类、酯类等。 (4)工业用品包装：仪器、仪表、零件、电子产品、军工产品等。 (5)其他。

2.涂布方式

(1)利用干式复合机或湿式复合机涂布。

(2)利用涂布机涂布(逆向吻涂)。

(3)利用挤出复合机涂布。

3.影响阻隔性能的因素

(1)涂布方式的影响。

(2)涂层均匀性和连续性的影响。

现假设：涂布基材阻氧率为2000，聚乙烯醇(PVA)涂层阻氧率为5(阻氧率单位为：cm／m2·24h·0.1MPa)

(a)无漏涂

阻氧率(整体)=1／(1／5＋1／2000)=4.98

(b)若有1%漏

阻氧率(整体)=1%×2000＋99%×1／(1／5＋1／2000)=24.93

(c)若有10%漏涂

阻氧率(整体)=10%×2000＋90%×1／(1／5＋1／2000)=204.48

(3)涂布量的影响

LDPE20／PVA／LLDPE80 涂布量(g／m2)：0.1；氧气透过量：200。(cm3／m2·24h·0.1MPa)

LDPE20／PVA／LLDPE80 涂布量(g／m2)：0.5；氧气透过量：2.4。

(4)结构不同的影响

PET／PVA／PE(cPP) 的录4 离强度(N／15mm)：2.0 ～ 3.0，氧气透过量(cm3／(m2·24h·0.1MPa)：0.7：BOPP／PVA／PE(CPP)剥离强度(N／15mm)：1.5～2.5，氧气透过量(cm3／(m2·24h·0.1MPa)：2.3：PE／PVA／PE(CPP)录0 离强度(N／15mm)：2.0～3.0，氧气透过量(cm3／(m2·24h·0.1MPa)：4.5。 4.应用实例：液体鲜奶百利无菌包装

(1)EVOH 五层共挤高阻隔阻膜结构。

(2)改性聚乙烯醇(PVA)高阻隔复合奶膜结构。

PVA 复合薄膜与EVOH 五层共挤薄膜最大的区别在于EVOH 五层共挤薄膜的制造成本远远高于PVA 复合薄膜的制造成本。

近二年来，河北百力包装有限公司已将河北百瑞尔包装材料有限公司生产的聚乙烯醇(PVA)高阻隔水性涂布液成功地大量应用于鲜奶包装的百利无菌黑白包装膜上。内蒙古伊利公司、石家庄三鹿集团、天津海河乳业、洛阳巨尔乳业、北京三元乳业、天津中芬乳业、内蒙古奈伦乳业等企业都已大量使用河北百利包装有限公司生产的PVA 高阻隔黑白奶膜，取代了这些乳品企业原来一直使用的价格昂贵的EVOH 五层共挤黑白包装薄膜。

在仅一年多的时间里，该公司已经生产了近2000 吨的PVA 高阻隔复合奶膜用于鲜奶的无菌包装，产品质量一直很稳定。

因此我们完全有充足的理由说，采用我国自主创新、生产的聚乙烯醇(PVA)高阻隔水性涂布液在奶制品、饮料、食品、药品等领域的应用，在绝大多数地方完全可以取代价格昂贵的EVOH五层共挤薄膜。 5.PVA涂布复合薄膜与PVDC涂层复合薄膜

PVA 涂布复合薄膜与PVDC 涂层复合薄膜最大的区别在于：

(1)PVA 复合薄膜中PVA 的涂布量比PVDC 复合薄膜中PVDC 的涂布量少很多，大大节约了自然资源。

(2)PVA 涂布复合薄膜可回收再生利用，而PVDC 涂层复合薄膜不仅本身不能回收再生利用，而且还会使与其复合的其它本来可以回收再生利用的薄膜(如NY、PET、BOPP、PE、CPP 等)也不能回收再生利用。

(3)PVA 涂布复合薄膜的废弃物在焚烧时仅生成二氧化碳和水，而不产生其它有害于环境及人类健康的物质，而PVDC 涂层复合薄膜在焚烧时会产生氯化氢、二恶英等对人体健康和环境都有害的物质。随着国内环保意识的增强，相信PVDC 复合薄膜一定会逐渐被PVA 复合薄膜和其它环保型的高阻隔包装材料所替代。

因此我们也完全有充足的理由说，采用我国自主创新生产的聚乙烯醇(PVA)高阻隔水性涂布液，在奶制品、饮料、食品、药品等领域应用效果不错，在绝大多数地方也完全可以取代环保性能极差的PVDC 涂层复合薄膜。

综上所述，由我国自主创新生产的聚乙烯醇(PVA)高阻隔水性涂布液不仅具有优秀的阻隔性能，而且完全符合环保要求，加之成本低廉，应用又十分简便，所以，聚乙烯醇(PVA)高阻隔包装材料的市场前景必将十分光明，在奶制品、饮料、食品、药品及其它工业领域中都有着广阔的市场空间。

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