PVA水溶膜的優勢及國內外的發展現狀

一．水溶膜在國外的發展情況

        PVA水溶性薄膜又名聚乙烯醇薄膜，作為一種綠色包裝材料,不僅可以解決世界范圍的“白色污染”問題,而且其具有特殊性能,用途廣泛,市場十分廣闊,受到世界各發達國家的廣泛重視。我國的研究和生產落后于國外,國外在這方面已經進行了40多年的研究。例如：水溶性的洗滌用品包裝袋，其研究和生產在美國、加拿大、巴西、德國、日本等科技發達國家均有不同程度的進展。 英國Polyval公司開發的新聚乙烯醇薄膜專利配方和工藝能大幅降低擠出聚乙烯醇薄膜的成本。Polyval公司稱，傳統聚乙烯醇薄膜采用溶液流延法工藝生產,加工成本非常高,而現在Enpol膜采用Enpol樹脂擠出吹塑法生產， Enpol樹脂熔點低 于聚乙烯醇分解溫度(180℃左右)。該公司計劃生產和供應 Enpol樹脂，并轉讓薄膜生產技術，現已開發出10個牌號, 加工的薄膜在5~70℃溶于水。日本、美國和法國等已大批量生產 銷售此類產品, 如美國的W.T.P公司、法國的GREENSOL公司以及日本的合成化學公司。 20世紀80年代我國相關單位也開始對水溶性薄膜進行初步的探討,但僅限于提出水溶性薄膜的發展趨勢,并沒有涉及到實際的產品和生產工藝。

二．PVA水溶膜在我國的發展現狀

       從1998年開始,在中國包裝總公司科技部的支持下,株洲工學院開始與企業聯合研制開發了首條水溶液法聚乙烯醇薄膜生產線,并于2000年1月投人生產,打破了國外產品對中國市場的壟斷。繼水溶液法工藝在國內取得突破后,自從2005年開始，佛山博維環保材料有限公司創始團隊關注并研究水溶性包裝薄膜的國內外進展及其市場應用信息，同步開展實驗室配方和成型工藝研究；2014年開始產業化推廣。到目前為止，已開發出聚乙烯醇薄膜六大配方體系、二十多個牌號，應用于日化產品包裝、農藥包裝、果蔬保鮮、醫用防感染包裝等多個領域。同時，為促進推廣PVA水溶薄膜的小劑量定量包裝應用。聚乙烯醇薄膜國內用戶主要分布在上海及廣東省的 深圳、東莞、新會、佛山、順德等地,用于刺繡載體和包裝,另外山東、河南、河北、浙江等地的用戶則主要用于凝珠類產品的包裝。其后國內各大高校及研究機構對水溶性聚乙烯醇薄膜生產過程中的具體工藝及機械設備進行了深人研究,包括水溶性薄膜生產過程中所產生的各種缺陷的減少或消除,干燥系統中干燥參數的確定和干燥方法對膜的生產效率和品質的影響,以及水溶膜成膜鋼帶的張緊與調偏的自動控制系統設計等,解決了一些實際的生產問題。

       近年來,國內一些科研院所對水溶性聚乙烯醇的相關研究逐漸增多，也取得了豐碩的成果。1.通過對聚乙烯醇進行了后反應改性,以聚乙烯醇和丙烯酰胺進行邁克爾加成反應,然后在堿催化的條件下水解合成了改性的水速溶性聚乙烯醇。2.通過工藝的優化提高了聚乙烯醇薄膜的水溶性和力學性能。 3.對聚乙烯醇薄膜進行共混改性的研究,考察了聚丙烯酸不同中和度、不同共混組分組成對聚乙烯醇薄膜水溶性和力學性能的影響,并利用 多種測試手段對共混改性機理進行了分析,分析認為改性劑的 加人破壞了聚乙烯醇分子鏈的規整排列,從而抑制了聚乙烯醇的結晶,促進了其水溶性的提高。4.對聚乙烯醇增塑和熔融擠出方面進行了研究,詳細考察各種改性劑添加量對聚乙烯醇薄膜力學性能、穩定性、水溶性等方面的影響,研究不同醇解度和聚合度聚乙烯醇的成膜加工條件、流變性能,在 聚乙烯醇吹塑和拉伸成膜的塑化改性劑選擇及加工工藝優化方面取得了很大的進展,并成功實現了對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,并實現了工業化生產。5.通過共混改性的方法獲得了常溫下完全水溶的聚乙烯醇薄膜。其水溶性薄膜組成成分包括聚乙烯醇、聚丙烯酸、乙烷、聚乙二醇、氫氧化鈉、助劑及水。具體制備過程是將原料按比例混合后攪拌均勻,發酵 而后將發酵后的混合物蒸發,去除多余的水分制成膠料,采用擠出機對膠料進行冷切,然后吹塑成膜。制備的水溶性薄膜可于常溫下完全水溶,溶解后無色、無毒,且具有殺菌效果。此外該方法制作工藝簡單,適于批量生產,大大降低了成本。

三．PVA水溶膜的展望

        由于世界環境的惡化和人們生活水平的提高,對包裝的環保性、安全性、便利性提出了更高的要求,水溶性薄膜作為新型綠色包裝材料將會越來越受到重視。同時我國是水溶性薄膜的主要原料聚乙烯醇的生產大國,這對具有高科技應用前景的水溶性包裝薄膜的市場開發極為有利,因此水溶性薄膜在我國的 應用前景一定十分廣闊。