改性PVA涂布膜及复合制品在化工产品包装中的应用

在人们越来越离不开化工产品的今天，人们对化工产品的包装也愈加重视，特别是出口化工产品的包装。化工产品如果使用包装不当或包装存在质量问题，就会在装卸、运输、贮存等过程中因为渗漏和包装的破损带来安全隐患和环境污染，因而改进其包装材料的质量尤其是软包装的质量成为化工行业普遍关注的焦点。用于化工产品软包装的质量提高的关键是要针对化工产品的物理和化学性质提高薄膜的防腐蚀、阻氧、阻水、密封等性质。

随着化工产品对包装安全要求的提高，包装材料的种类日益多样化，质量日趋精致。现在对于一些化工产品的包装就要求其包装材料必须具有高阻隔性、阻氧性、阻湿性、高的抗拉伸强度、高的耐冲击强度和优良的化学稳定性等性质。目前，化工产品包装物主要包括塑料制品、纸制品、金属制品、玻璃器皿及一些特殊包装材料，在这些包装材料中内衬薄膜材料的质量对于易吸湿、易氧化、有腐蚀性、有毒的固体类化工品的包装显得尤为重要。

目前化工产品包装用到的高阻隔包装材料有铝膜、聚偏二氯乙烯 (PVDC)涂布薄膜、乙烯－乙烯醇共聚体 (EVOH)共挤薄膜和尼龙。这些材料用于化工产品的包装确实有其优异点，但也存在不足之处，因此给现在一些化工产品的包装带来很多困惑和尴尬。其各自优缺点简述如下： 1. 铝膜

优点：阻隔性能最好，可有效阻隔紫外线。

不足：不透明、耐折性差、成本高。复合铝膜难以回收利用，铝质废弃物带来污染的同时，还浪费了其中的聚烯烃树脂。 2. 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：环境温度比较高时，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。 3. 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；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；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。 4.尼龙

优点：阻氧性能良好，阻隔水蒸气的性能有所改善，耐油、耐有机溶剂。 不足：成膜工艺单一，回收比较困难，成本较高。

相对于上述的高阻隔性能包装材料，新型高阻隔材料——改性PVA涂布膜及复合薄膜的优势在于： (1)优异的高阻隔性

改性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涂层薄膜，也优于EVOH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。 例如：

南京红宝丽新材料有限公司开发生产的材料结构为PVA/PE的耐水改性PVA涂布复合膜数据指标见下表：

表1 典型结构耐水改性PVA高阻隔复合膜的性能参数 指标项目 数值

厚度（mm） 0.07

氧气透过量（cm3/m2·24h·0.1MPa） 3.2

水蒸汽透过量（g/m2·24h） 10.5

拉断力（纵/横）（N/15mm） 101.9/118.8

直角撕裂强度（纵/横）（N） 7.2/8.3

抗摆锤冲击能（J） 1.4

材料结构为PET/AL/PA/MPE的化工专用高阻隔铝箔复合膜数据指标见下表：

表2 化工专用高阻隔铝箔复合膜的性能参数 指标项目 数值

厚度（mm） 0.109

氧气透过量（cm3/m2·24h·0.1MPa） 0.1

水蒸汽透过量（g/m2·24h） 0.4

拉断力（纵/横）（N/15mm） 122/118

直角撕裂强度（纵/横）（N） 8/7.8

抗摆锤冲击能（J） 1.4

从以上列表可以看出，新型高阻隔包装材料不仅具有优异的阻氧性，极好的阻湿性，在其他物理性质方面也具有良好的性能，除此之外其还具备极强的耐腐蚀性，因此能够很好地保护被包装的内容物。 (2)成本相对低廉

改性PVA涂布复合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)环保性一流

改性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)良好的防静电性能及耐腐蚀性能

具有优良的耐油、耐有机溶剂性，对动物油、矿物油、醇类、醚类、酮类、酯类都是不溶的，适宜于化工原料、中间体等物的防氧化、防渗透的包装。

目前国内外新开发的软包装材料正朝着高性能、无毒无害、绿色环保、方便使用等方向发展，在提倡节能降本的今天，要同时兼顾多项功能使其具备更好的性价比。基于此，改性PVA涂布膜及复合制品将以其绝对的优势取代无环保性、价格昂贵的现用软包装材料，并成为化工产品软包装行业的新星。

随着中国经济的不断发展壮大，国内环保意识的增强，具有高性能、优环保、优异性价比等诸多不可替代特性的耐水改性PVA高阻隔材料作为新型的阻隔材料将迅速成长并不断完善，同时PVA新型材料又是国家重点发展的项目，因此我们深信，改性PVA高阻隔软包装材料将在化工、食品、医药、电子等各个领域中扮演着不可替代的角色，并得到非常广泛的应用。