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聚乙烯醇薄膜
鎖定
- 中文名
- 聚乙烯醇薄膜
- 薄膜密度
- 1.26-1,29g/cm
- 折射率
- 1.52
- 材 料
- 聚乙烯醇
聚乙烯醇薄膜簡介
PVA是唯一可被細菌作為碳源和能源利用的乙烯基聚合物,在細菌和酶的作用下,46天可降解75%,屬於一種生物可降解高分子材料,可由非石油路線大規模生產,價格低廉,其耐油、耐溶劑及氣體阻隔性能出眾,在食品、藥品包裝方面具有獨特優勢。PVA的應用基於溶液法,通過流延成膜製備薄膜材料,但是溶液加工成型需經歷溶解和乾燥過程, 存在工藝複雜、成本高、產量低等缺點,很難製備厚壁、形狀複雜的製品,同時,也無法與其他材料進行共擠吹塑製備多層複合薄膜。
聚乙烯醇薄膜定義
聚乙烯醇薄膜最大的優點是水溶性,最大的缺點是耐水性差。之所以耐水性差,是由於其分子中帶有親水性的羥基(-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,選用適當的縮聚物,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,穩定了PVA在濕態條件下的氣密性,提高了耐水能力。
聚乙烯醇薄膜分類
聚乙烯醇薄膜按照溶解特性分為以下幾類:
常温溶薄膜(NT型,又稱快溶薄膜、冷溶薄膜): 溶解温度25℃
中温溶薄膜(IT型,又稱中溶薄膜、熱熔薄膜): 溶解温度65℃
高温溶薄膜(HT型,又稱難溶薄膜、耐溶薄膜): 溶解温度85℃
特種薄膜:可以根據具體用途設計配方和工藝,達到特殊使用的要求。
聚乙烯醇薄膜製造方法
(1)共聚改性,通過共聚或高分子反應在主鏈或側基上引入作用力較弱的單元,減弱PVA分子內和分子間作用力,降低熔點;日本可樂麗公司合成了可熱塑加工的PVA, 該PVA 含有碳原子數小於4 的α-烯烴單元及/或乙烯醚單元, 熔點為160-230℃;日本合成化學公司開發的AXPVA共聚物薄膜, 其成型加工性能優異, 熔點在200-210℃, 成型加工温度在210-230℃。
(2)共混改性,通過加入能與PVA中羥基生成氫鍵的大量聚合物,破壞PVA分子間作用力,降低熔點或提高熱分解温度,如糖類衍生物、膠原水解物等。Nishino將糖類衍生物Poly(GEMA)與PVA共混,其熱分解温度大幅提高,當加入量為到25wt%時,混合物的熱分解温度達到326℃。意大利Montedison集團Novamont公司開發生產出最成功的PVA/澱粉複合材料“MaterBi”牌號,由變性澱粉與改性PVA 共混構成的互穿網絡結構高分子塑料合金, 具有優異的成型加工性、二次加工性、力學性能和生物降解性能。該公司已開發出擠出成型用片、吹塑薄膜、流延薄膜、注塑製品、中空容器、玩具等產品。
(3)後反應改性,通過對PVA分子鏈上的羥基進行化學改性,引入可降低PVA的規整度和提高熱穩定性的結構單元,改善PVA的熱塑加工性能。Nishimura研究表明,烷基硼酸絡合物能有效地降低PVA的熔融温度和提高分解温度,實現熔融紡絲。
(4)增塑改性,該方法簡單、高效,國內外對增塑研究較多,如日本可樂麗公司、日本合成化學公司、美國杜邦公司、四川維尼綸廠、四川大學、北京化工大學、華南理工大學、北京工商大學等單位採用水、無機鹽、甘油、多元醇及其低聚物、己內酰胺、醇胺等單一或複合增塑改性劑,降低PVA的熔點,改善加工流動性。
聚乙烯醇薄膜性能
環保性
PVA薄膜產品屬於綠色環保材料。有關部門測得PVA生物耗氧量(BOD)比澱粉小得多,美國空氣產品公司把Airvol公司的PVA產品進行生物降解5天后,測得的BOD量低於最初BOD總量的1%。經過生物試驗證明PVA既無毒。
就降解機理而言,PVA材料具有水和生物兩種降解屬性,首先溶於水形成膠液滲入土壤中,可增加土壤的團粘化、透氣性和保水性,特別適合於沙土改造。在土壤中的PVA材料可被土壤中的細菌分解,最終可降解為CO2和H2O。
水溶性
PVA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。醇解度在88%以下時,在20℃常温的常温水中幾乎完全溶解。隨着醇解度的上升溶解度大幅度下降,完全醇解的PVA在水中的溶解極微。
PVA薄膜的水溶性與薄膜的厚度和水的温度有關,相關數據表如下:
溶解水温 開始溶解時間
(分鐘) 完全溶解時間
(分鐘)
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,85℃以上完全溶解 0.5 10
注:1、薄膜厚度:20μm,2、在動盪水中。
強度和耐候性
拉伸強度(MPa) 44.1~63.7 54.9~131.4 17.3~19.1 45.1~53.9 20.6~17.6
延伸率(%) 150~400 15~25 50~600 200~600 5~25
脱模和金屬鍍性
PVA薄膜可以在1.33×10~266×10Pa的真空下鍍鋁,其製品在30℃水中浸24小時,鍍層不會剝離。
透明和光澤性
PVA薄膜的透明度、光澤度均優於其它薄膜。
透過率% 90.1 60.5 50.4 57.8
反射率% 81.5 60.5 79.5 22
PVA膜 PT膜(玻璃紙) PVC膜 PET膜
透濕度 1500~2000 1300~2000 120~180 35~180
阻隔性
PVA薄膜在乾燥條件下有優異的阻氧性能,它的透氧係數是各種樹脂薄膜中最低的。
PVA薄膜對水分及氨氣具有較強的透過性,但對氧氣、氮氣、氫氣、氦氣、氬氣及二氧化碳等具有優越的阻隔性,常壓環境下對氧氣的阻隔率約為常用聚乙烯薄膜的1000倍,聚丙烯膜的300倍。使用PVA薄膜可以完好地保持被包裝產品的成分及本身的氣味。
防靜電性
很多塑料薄膜都有很強的帶電性,而PVA薄膜幾乎不帶靜電。使用PVA薄膜包裝產品的過程中,不會因為靜電而引起其可塑性降低或靜電附塵。
靜電壓 1.2V 1.3V 40.5V 98.6V 120.6V
印刷性能
PVA膜具有優良的水色和油墨印刷性,這是現有塑料薄膜只能用油墨印刷不可比擬的優點,可用於水轉移印刷,如:玻璃、陶瓷、電器外殼、汽車部件等等不規則表面的彩色印刷。同時PVA薄膜極性強,印刷時可不用電火花處理,廣泛地應用在特種印刷行業上,如水轉印膜襯底。
熱封性
PVA薄膜具有極好的耐油性(植物油、動物油、礦物油)、耐有機溶劑和碳水化合物等。但強鹼、強酸、氯自由基及其它可與PVA發生化學反應的物質(如硼砂、硼酸、某些染料等),這類物質不適合採用PVA薄膜包裝。
A 油脂吸收量表
油 品 測試條件 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 溶劑吸收量表
溶 劑 PVA EVAL CPP OPP PET
保香性及防止昇華性
PVA薄膜的保香性及防止包裝物昇華的性能極佳,採用PVA薄膜包裝,不僅能很好地保持包裝物的香味,而且也可防止包裝物受到外界異味的影響。
保香性測試表
PP
(25μm) 1小時 1小時 1小時 1小時 3小時 1天 1天
PP/PE(65μm) 3小時 1天 1天 1小時 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
聚乙烯醇薄膜應用
聚乙烯醇薄膜快溶薄膜
農藥、化工產品內包裝襯袋,可避免手觸摸農藥及化工產品,沒有殘留農藥在塑料袋中。
水泥添加劑包裝袋,避免粉塵飛揚危害環境。
刺繡襯底、假髮等織物載體。襯托載體,便於清理。
水轉移印刷,在該薄膜上印刷後可轉印到曲面上。
種子袋,把種子按固定間隔包裝起來再埋入地下,節省貴重種子,可省去間苗的繁忙。
醫院洗滌包裝袋,無需接觸污染的衣服將包裝袋直接投入洗衣機。
垃圾袋。
聚乙烯醇薄膜中溶薄膜
食品、化妝品包裝袋,超市購物袋。
動物油、植物油、礦物油的包裝和油脂食品的包裝。
電子產品防靜電包裝。
聚乙烯醇薄膜難溶薄膜
用玻璃紙型印刷油墨便可得到美觀的印刷效果。
醇類、醚類、酮類、酯類、化工原料及中間體的包裝。
日用品、醫藥、玩具包裝。
用於無線電元器件及整機、精密機械、軍械、雷達、彈藥的封存,有獨到的防氧化鏽蝕的功能。
光學儀器、鏡片及零配件採用綜合封存,可防止發黴和起霧。
聚乙烯醇薄膜特種薄膜
- 參考資料
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- 1. 聚乙烯醇薄膜 .YY百科[引用日期2013-04-14]