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一、 前　言　　高科技水溶性塑料包裝膜作為一種新穎的包裝材料，在歐美、日本等國被廣泛用于水中使用產(chǎn)品的包裝，例如，農(nóng)藥、化肥、顏料、染料、清潔劑、水處理劑、礦物添加劑、洗滌劑、混凝土添加劑、攝影用之化學(xué)試劑及園藝護理的化學(xué)試劑等，它的主要特點是：　　1.環(huán)保安全、降解徹底(達10％)，降解的最終產(chǎn)物是CO 2和H 2O，可徹底解決包裝廢棄物的處理問題：　　2.使用安全方便，避免使用者直接接觸被包裝物，宜于對人體有害物品的包裝：　　3.能準(zhǔn)確計量、防止浪費；　　4.力學(xué)性能好，且可熱封，熱封強度較高；　　5.具有防偽功能，可作為優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品防偽的最佳武器，延長優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的壽命周期?！　庵饕侨毡尽⒚绹?、法國等生產(chǎn)銷售此類產(chǎn)品，如美國的W.T.P公司，C.C.L.P公司，法國的GRENSOL公司和日本的合成化學(xué)公司等。國內(nèi)株洲工學(xué)院與廣東肇慶方興包裝材料公司在中國包裝總公司科技部的支持下，聯(lián)合研制開發(fā)了高科技水溶性薄膜及其生產(chǎn)設(shè)備，目前已投入生產(chǎn)，其產(chǎn)品填補了國內(nèi)空白，正在走向市場。本文就水溶性塑料薄膜成分、生產(chǎn)工藝過程及其特性加以介紹，并較系統(tǒng)地論述高科技水溶性塑料薄膜應(yīng)用前景。二、水溶性塑料包裝薄膜的生產(chǎn)工藝過程　　高科技溶性包裝薄膜主要以聚乙烯醇及淀粉為主要原料，添加各種助劑，如表面活性性、增塑劑、防粘劑等等，其工藝與傳統(tǒng)的塑料薄膜成型工藝有所不同，它的工藝過程是：采用先將原料制成固含量為18～20％的水溶性膠，再流涎涂布到鏡面不銹鋼帶上，經(jīng)干燥成膜后從鋼帶上剝離，然后進入干燥室干燥至規(guī)定水分后，切邊收卷獲得成品膜。其工藝流程如圖1所示。三、高科技水溶性包裝薄膜的主要化學(xué)成份及其環(huán)保特性1.化學(xué)成分　　水溶性包裝薄膜的主要原料是低醇解度的聚乙醇及淀粉，利用聚乙烯醇成膜性、水溶性及降解性，添加各種助劑。所添加的助劑均勻為C、H、O化合物，且無毒，與聚乙烯醇溶液相容，添加劑各組分與聚乙烯醇、淀粉之間只發(fā)生物理溶解，改善其物理性能、力學(xué)性能、工藝性能及溶水性能，但不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，不改變其化學(xué)性能。其主要化學(xué)成份即為C、H、O。2.環(huán)保特性　　高科技水溶性薄膜產(chǎn)品屬于綠色環(huán)保包裝材料，在歐美、日本等國均得到國家環(huán)保部門的認(rèn)可。目前國內(nèi)外主要把生物耗氧量(BOD)及化學(xué)耗氧量(COD)作為環(huán)保的指標(biāo)。日本有關(guān)部門測定降乙烯醇生物耗氧量(BOD)比淀粉小得多，美國空氣產(chǎn)品公司把Airvol公司PVA產(chǎn)品生物降解5天后可測得BOD量低于最初BOD總量的1％。經(jīng)過生物試驗表明，聚乙烯醇既無毒，也會阻止微生物的生長繁殖，對廢處理和環(huán)境衛(wèi)生沒有影響。有關(guān)部門微生物分解試驗研究也表明聚乙烯醇幾乎完全被分解，使COD降得很低矮?！　【徒到鈾C理而言，聚乙烯醇具有水和生物兩種降解特性，首先溶于水形成膠液滲入土壤中，增加土壤的團粘化、透氣性和保水性，特別適合于沙土改造。在土壤中的PVA可被土壤中分離的細(xì)菌—甲單細(xì)胞(Pseudomonas)屬的菌株分解。至少兩種細(xì)菌組成的共生體系可降解聚乙烯醇：一種菌是聚乙烯醇的活性菌，另一種是生產(chǎn)PVA活性菌所需物質(zhì)的菌。仲醇的氧化反應(yīng)酶催化聚乙烯醇，然后水解酶切斷被氧化的PVA主鏈，進一步降解，最終可降低為CO 2和H 2O。四、高科技水溶性包裝薄膜的主要性能1.含水量　　成卷的水溶性薄膜一般用PE塑料包裝以保持其特定的含水量不變。當(dāng)水溶性薄膜從PE包裝中取出后，本身的含水量隨環(huán)境溫度發(fā)生變化，其性能也隨之有所變化，直到平衡。2.防靜電性　　水溶性膜是一種防靜電薄膜，與其它塑料薄膜不同，具有良好的防靜電性。在使用水溶性薄膜包裝產(chǎn)品過程中，不會因為靜電而引起其可塑性降低及靜電附塵。3.水份及氣體透過率　　水溶性膜對水份及氧具有較強的透過性，但對氧氣、氮氣、氫氣及二化碳?xì)饩哂辛己玫淖韪粜浴＿@引起特點，使其可以完全保持被包裝產(chǎn)品的成分及本身氣味。4.熱封性　　水溶性包裝薄膜具有良好的熱封性，適合于電阻熱封，高頻熱封，熱封強度與溫濕度、壓力、時間等條件有關(guān)，一般為100～200g/cm。5.力學(xué)性能　　水溶性包裝薄膜的力學(xué)性能如表2所示。6.印刷性能　　水溶性薄膜可以用普通的印刷方法進行清晰的印刷，印刷性良好。7.耐油性及耐化學(xué)藥品性　　水溶性包裝薄膜具有良好的耐油性(植物油、動物油、礦物油)，耐脂肪性、耐有機溶劑和碳水化合物等。但強堿、強酸、氯自由基及其它與PVA發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)(如硼砂、硼酸、某些染料等)，這類物質(zhì)建議不用水溶性薄膜包裝。8.水溶性　　水溶性薄膜的水溶性與其厚度和溫度有關(guān)，以25цm厚薄膜為例，其有關(guān)數(shù)據(jù)如下：五、高科技溶水性包裝薄膜的應(yīng)用前景　　水溶性薄膜用途廣泛，市場十分廣闊，并具有環(huán)保特性，因此已受到世界發(fā)達國家廣泛重視。例如，日本、美國和法國等已大批量生產(chǎn)銷售此類產(chǎn)品，象美國W.T.P公司、C.C.LP公司，法國的GREENSOL公司以及日本的合成化學(xué)公司等。其用戶也是一些著名的大公司，例如Bayet(拜耳)、Henkel(漢高)、Shell(殼牌)、Agr.Eva(艾格福)等大公司都已開始使用水溶性薄膜包裝其產(chǎn)品?！　≡趪鴥?nèi)、水溶性薄膜市場正在興起，就國內(nèi)市場而言，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，目前每年需要包裝薄膜占塑料制品的20％，約達30.9萬噸，即使按占有市場5％計，則每年需求量也達1.5萬噸。其主要應(yīng)用有以下幾個方面：　　1.用于水中使用產(chǎn)品的包裝，例如，火藥、化肥、顏料、染料、清潔劑、水處理劑、礦物添加劑、洗滌劑、混凝土添加劑、攝影用之化學(xué)試劑及園藝護理的化學(xué)試劑等；　　2.水轉(zhuǎn)移印刷，用于陶瓷、電器外殼異型面的商標(biāo)及圖案轉(zhuǎn)印；　　3.高溫水溶膜(40℃以下不溶)，可用于服裝及紡織品包裝，食品保鮮膜等，尤其是出口產(chǎn)品的包。；　　4.用于種子袋、農(nóng)用育苗、刺繡等?！　〈送?，水溶性薄膜的主要原料是聚乙烯醇，我國是原料生產(chǎn)大國，這對高科技溶水性包裝薄膜應(yīng)用前景的市場開發(fā)有為有利，且隨著社會的發(fā)展和進步，人們越來越注意保持我們賴以生存的環(huán)境，尤其是對我國即將與國際發(fā)達國家接軌，對包裝環(huán)保要求日益提高，因而水溶性薄膜在我國的應(yīng)用前景一定十分廣闊。六、 今后的研究課題　　水溶性包裝薄膜作為一種新型綠色包裝材料，在國內(nèi)的研究應(yīng)用剛剛開始，在國外也只有15年的發(fā)展歷史，因而有很多課題有待研究開發(fā)，具體有以下幾個方面：1.水溶膜生產(chǎn)的質(zhì)量控制方法研究　　由于水溶膜生產(chǎn)工藝獨特，生產(chǎn)中會產(chǎn)生各種各樣的缺陷，如氣泡、厚度不均、厚邊、“魚眼”、穿孔、皺紋、“火山口”等等，其成因非常復(fù)雜，這些缺陷的產(chǎn)生直接影響水溶膜的應(yīng)用，因而，有必要進行深入的研究。2.各組分對水溶性包裝薄膜影響及作用機理的研究　　水溶膜的各種物理、化學(xué)等性能是由其各組分綜合作用的結(jié)果，深入研究探討各組分對水溶性包裝薄膜影響及作用機理，對提高水溶膜產(chǎn)生的質(zhì)量、滿足用戶要求以及開發(fā)新型水溶膜都具有重要的意義。3.水溶膜生產(chǎn)率的改進、提高　　目前，已開發(fā)的水溶膜生產(chǎn)設(shè)備生產(chǎn)速度為4.5米/分鐘，國外同類設(shè)備在7米/分鐘左右，與傳統(tǒng)工藝方法生產(chǎn)非水溶膜設(shè)備相比，生產(chǎn)率顯然很低，這是水溶膜成本較高的一個重要原因，如何提高水溶膜的生產(chǎn)率將是今后一個重要的研究課題。4.新型水溶膜的開發(fā)與水溶膜應(yīng)用新領(lǐng)域的開拓　　盡管水溶膜應(yīng)用已十分廣泛，但隨著生產(chǎn)的發(fā)展、社會的進步，人類需求不斷增長，水溶膜的應(yīng)用在很多領(lǐng)域有待開拓，需要開發(fā)各種新型水溶膜。例如，電力行業(yè)用于焊接輔料的耐熱(300℃)水溶膜以替代水溶紙、洗滌業(yè)中開發(fā)具有洗滌功能水溶膜以用作膜型肥皂等等。