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      改性PVA高阻隔薄膜的特征和應用
      文章來源: 發布時間:2015-04-26 11:42:55
       

      1.聚乙烯醇(PVA)的特性

        聚乙烯醇(PVA)是聚醋酸乙烯酯的水解產物,具有造膜性能優良、皮膜無色透明、耐油、耐有機溶劑、對細菌和日光穩定等特性,作為 薄膜生產工藝而言,以下特性必須引起足夠的重視。

       ?。?span lang="EN-US">1PVA的溶劑是水,但對水的溶解性很大程度上受聚合度的影響,特別是受醇解度的支配。完全醇解的PVA在水中的溶解極微,醇解 度在88%以下時,在20℃常溫下幾乎完全溶解,但隨著醇解度的上升, 溶解度則大幅度下降。

       ?。?span lang="EN-US">2)高醇解度的聚乙烯醇水溶液的粘度,因放置的條件不同而引起的變化,存放溫度直接影響粘度。實驗證明在2050℃時粘度下降較大,50℃以上粘度下降較小,80℃以上則處于穩定。PVA水溶液的粘 度隨PVA濃度的提高而增大。在靜止狀態下PVA水溶液表面極易結皮, 這種結皮現象對涂布加工極為不利。

       ?。?span lang="EN-US">3PVA薄膜在干燥條件下有優異的阻氧性能,它的透氧系數是各種樹脂薄膜中較低的。

        PVA的分子鏈上存在大量羥基(OH),處于濕態環境中這些羥基易和水分子形成氫鍵,導致PVA聚集態結構發生變化,使PVA的阻隔性大大下降。隨著相對濕度的上升,其氧氣透過量明顯上升。

       ?。?span lang="EN-US">4PVA薄膜遇到水有溶脹、脫落現象,這種涂布復合膜若裸露于潮濕環境中,其高阻氧性能將喪失貽盡。

        20世紀90年代初,國內一些高校和研究單位將PVA樹脂制成水溶膠, 采用涂布復合的工藝,制成了PVA涂布薄膜,為穩定PVA薄膜在高濕條 件下的阻隔性,采用遮蔽技術生產出了BOPPPVA。PE涂布薄膜,其實 質是將怕水的PVA夾在兩層阻濕性能較好的薄膜中間,遮蔽了潮濕水氣對PVA的影響。該流程生產的PVA涂布復合膜,可以保持其阻隔性能,但流程復雜,效率低,成本高,而且性能不穩定。

        2.聚乙烯醇改性

        為了提高和穩定PVA濕態阻隔性能,簡化生產工藝,降低生產成本,讓性能優越的PVA復合薄膜走向市場,我們對PVA進行了改性。

        聚乙烯醇之所以不耐水,是由于它帶有親水性的羥基(OH),如果能將羥基適當封閉,接上耐水性基團,就可提高PVA薄膜的耐水性。 PVA含有羥基,可發生多元醇的一切典型反應,我們選用了多種能與 PVA中的OH進行分子交聯的化合物,其改性效果及工藝性并不理想,研制成功了一種對人體無毒副作用的密胺樹脂改性液868。由于 868是一種多功能度的縮聚物,在添加量不大的情況下,就能與 PVA中的羥基適度交朕,使PVA形成一種強韌的三維結構涂層,穩定了 PVA的濕態條件下的氣密性,提高了耐水能力。

        改性后的PVA膠液,在常溫下不結皮,在生產允許的時間內粘度無上升現象,實現了常溫配膠,常溫涂布,為改性PVA涂布復合膜的生產 提供了一個寬松的工藝條件。

        涂布工藝:由于改性液極性較大,提高了改性PVA與基膜的附著力,層間結合力可達不可分離的程度,可直接在PE、BOPP、BOPA、BOPET等 薄膜表面涂布,構成改性PVAPE、改性PVABOPP涂布復合膜,生產 工藝流程如下:

        PE解卷-→改性PVA涂布-→干燥-→收卷-→熟化-→分切-→ 檢驗-→入庫

        改性PVAPE膜無需任何處理即可在PVA面上進行彩印,油墨附著 力很強。

        為了進一步提高包裝裝潢效果,還可先在BOPP等基材上印刷,再與改性PVA涂布復合,進一步加工成BOPP/改性PVAPE薄膜。

        3.涂布復合設備

        我們自行設計加工制造了適宜改性PVA涂布復合薄膜生產的多功能涂布機組,機組采用了逆轉輥涂布頭、熱風對流干燥、微張力輸送等 先進結構,可用一步法生產BOPP/改性PVAPE、BOPPPE、PET PE復合膜;還可用于不干膠、保護膜的生產,達到了運行穩定、涂布均勻、節能及一機多用的設計目標。

        當涂布層合機組烘道長度、送風量固定以后,涂布膜的干燥速度 就由涂布厚度、烘道溫度及走膜速度三者來控制,涂層越厚、烘道溫度越低、則干燥速度就越慢。為了確保涂層干燥,薄膜運行速度勢必 很低,失去了工業化生產的意義。我們制定了涂層厚度為58微米, PVA涂層在100℃烘道內快速通過的工藝條件,這不僅有利于提高PVA的 結晶度,確保PVA的氣密性和耐水性,還有利于提高生產效率,該機組生產能力為1000噸/年。

        4PVA改性效果

        改性PVA涂布復合膜通過小試、中試,已建成年產1000噸的生產線, 產品投放市場后受到用戶好評。改性PVA涂布膜與未改性PVA涂布膜相 比,粘結力、濕態阻隔性和耐水性有了明顯提高。

        5.改性PVA高阻隔薄膜的特征

       ?。?span lang="EN-US">1)用對人體無毒、無副作用的密胺樹脂改性液868PVA進 行適度交聯,PVA在保留干態阻隔性能、透明、柔韌的優點的同時,還提高了與基材的粘接性,省去了預涂布和粘結劑,尤其突出的是與未 改性PVA比較濕態阻隔性能明顯提高,全套技術先進。

       ?。?span lang="EN-US">2)與未改性PVA工藝比較,868改性的PVA省掉了預涂布和 使用粘結劑的工段,可減少設備投資和降低產品成本。改性后的PVA水 溶膠解決了靜態下表面結皮和生產條件下粘度上升的難題,取消了遮 蔽工藝,生產工藝合理。

       ?。?span lang="EN-US">3)性能與未改性PVA比較,改性PVA涂布層在水中浸泡24小時后涂層無溶脹和脫落現象,關鍵指標氧氣透過量達到國際先進水平。

       ?。?span lang="EN-US">4)厚輔材料和生產設備立足國內,產品在南京紅寶麗(集團)股份有限公司已大批量生產。

        6.應用

        改性PVA高阻隔薄膜的應用是和其特性分不開的,這里作一簡單介紹。

       ?。?span lang="EN-US">1)改性PVA薄膜透明度、光澤度好,特別適用于服裝、鞋帽、皮革及皮革制品、工藝美術、文稿、檔案的封存,與除氧劑配套使用, 有防霉、防蟲蛀、防氧化變色的功效。

       ?。?span lang="EN-US">2)改性PVA薄膜極性強,印刷時油墨粘著性好,用玻璃紙型印刷油墨便可得到美觀的印刷效果。

       ?。?span lang="EN-US">3)耐油、耐有機溶劑性好,對動物油、植物油、礦物油、醇類、醚類、酮類、酯類都是不溶的,適宜于化工原料及中間體的包裝和油 脂食品的包裝。

       ?。?span lang="EN-US">4)有很好的保香性,可廣泛用于茶葉、咖啡、咖喱粉、辣椒粉、胡椒粉等香料的包裝封存,用于灌裝芥末,可使氣味透不出來。

       ?。?span lang="EN-US">5)具有優良的氣體阻隔性,特別是有極低的透氧性,適宜于以下物品的包裝封存。

        A、可用于小雜糧、油料、海鮮干發、名貴中藥材、煙草等包裝, 與除氧劑或抽真空配合使用,其防霉、防蟲蛀、防退色的保質保鮮效果特別明顯,用于封存高油脂食品,防止油脂氧化發和保持食 品原有風味的功效。

      B、用于無線電元器件及整機、精密機械、軍械、雷達、彈藥、大 型導彈的綜合封存,有獨到的防氧化銹蝕的功能。

       C、光學儀器、鏡片及另配件采用綜合封存,可防止發霉和起霧。

       

       


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