PVDC复合膜的应用研究和市场前景

   2011-05-23 52

一、PVDC材料特点
  PVDC是聚偏二氯乙烯塑料的英文缩写,是由偏二氯乙烯单体(VDC)与氯乙烯单体(VC)共聚而成的聚合物。
  ·对氧气、水蒸汽等特殊气体具有很高的阻隔性,阻隔性随着湿度的变化而变化不大;
  ·受质变有较高的收缩率;
  ·化学性能稳定,不与酸、碱、盐等发生化学反应,耐油脂和溶剂,对人体无毒无害;
  ·耐温可达-20℃~140℃;
  ·印刷性良好。
  所谓阻隔性(气密性),指塑料薄膜透过氧气、水蒸汽及其它气体包括有各种味道的气体的性能。如氧气透过率指25.4um(1mil)厚塑料薄膜在23℃,一个大气压下(atm)相对湿度RH50%,1M2面积在24小时透过气体的体积(水蒸汽用重量),单位的书写形式为cm3/m2·24h·23℃·atm·RH50%,国际塑料界习惯采用透过率这个物理量来标示性能的差别,把氧气透过率在10以下的材料称为高阻隔性材料;10~100称为中阻隔材料;100以上称为普通阻隔材料。PVDC氧气阻隔率8~9,水蒸汽透过率为3~5,以利于高阻隔性材料,另外因为PVDC分子中不含亲水基,不吸收水分,阻隔性也不胡湿度和变化而明显变化,因此被称作为全天候高阻隔材料。(各材料阻隔性见附表)
  二、PVDC复合膜的各类及其特性
  复合宣言:两种或以上的材料(不同或相同)通过粘全的方法成为一层,使之成为一种全新的材料,这一过程称为复合。经复合后的薄膜了各材料的不足,发挥各自的优良性能,又具有单个材料所不具有的特性。
  塑料材料常用复合方法:涂布法、干法、无溶剂、热熔、共挤等。
  目前国内PVDC复合膜的生产主要采用涂布法、干法、无溶剂和共挤复合方法:
  1)PVDC涂敷膜
  在基材表面(OPP、PA、PE、PET等)进行PVDC乳胶涂布形成复合薄膜,以提高基材的阻气性能。
  性能特点:
  ·阻隔性良好;
  ·PVDC层厚度一般为2~3um,成本较低;
  ·不能承受高温蒸煮。
  2)PVDC层压复合膜
  由多个单层薄膜复合,各层之间使用粘胶剂粘合。根据所使用的粘全剂的不同可以分为:干法(有溶剂)层压复合和无溶剂层压复合。由于PVDC受热收缩特性,实际生产中还没有采用干法复合加工PVDC复合膜的先例,需作进一步研究。
  性能特点:
  ·阻隔性高;
  ·结构灵活,可与BOPA、CPP、CPE、BOPP、BOPET、PVC等多种薄膜复合;
  ·耐温性好,可需要制成耐高温和耐低温的结构复合膜,耐温或达-20℃~121℃;
  ·机械性、热封性良好,可适用于多种包装机械;
  ·可进行彩色印刷;
  ·受单膜限制,各层的厚度不能做得很薄,复合层数也不宜过多(一般不大于5层)。
  3)PVDC多层共挤复合膜
  多种塑料由多台挤出机通过一个模头一次性挤出,形成排列有序、有明显的层间颁布、结合紧密、层间薄一致的薄膜,按成形方法不同可以分为共挤吹膜和共挤流延膜两种,PVDC材料一般作为复合薄膜的中间阻隔层。
  性能特点:
  ·阻隔性高;
  ·卫生性好,采用粘全树脂进行粘接,避免了干法复合(有溶剂型)中溶剂残留问题;
  ·可100度以下蒸煮;
  ·采用流支生产,薄膜可进行二次热成型加工;
  ·可以做的很多,目前已到达13层;
  ·层间厚度可以做的很薄,节约价格高的树脂用量,得到的性能价格比;
  ·层间结构固定不易更改。
  三、PVDC复合膜的应用
  1.PVDC复合膜的应用领域

        ┌奶粉、茶叶、饼干等需防止吸潮的食品
     ┌食品└冷却肉等不需进行高温来菌的肉制品
PVDC涂敷膜│
     ├香烟、化妆品等需防止味道散失的产品
     └医药粉剂、泡罩包装

          ┌需进行高、低湿杀菌的肉制品、水煮蔬菜、方便食品
          ├分割生肉、冷却肉的真空、充气包装
       ┌食品├高蛋白、高脂肪的粮油作物,如:大米、花生仁、杏仁等
       │  ├奶粉、茶叶等需防止吸潮的食品
       │  └各种微波食品
       │  ┌各种需防氧化、防吸潮的化工树脂、添加剂
       ├化工├医药粉剂、颗粒剂
       │  └农药粉剂、颗粒剂
PVDC层压复合膜├精密仪器┌各种需防潮、防锈的精密仪器
       │    └需长期封存军用装备、武器弹药
       └作为基材薄膜与其它纸、塑材料进行复合加工

            ┌需巴氏杀菌的肉制品、水煮蔬菜、方便食品
            │分割生肉、冷却肉的真空、充气包装
            ├配套真空热成型自动包装机使用生产肉制品、豆制品
         ┌食品├配套液体灌装机包装液体奶、调味品、液体香精、油脂等
         │  ├ 高蛋白、高脂肪的粮油作物,如:大米、花生仁、杏仁等
         │  └ 奶粉、茶叶等需防止吸潮的食品
         │  ┌各种需防氧化、防吸潮的化工树脂、添加剂
         ├化工├医药粉剂、颗粒剂
PVDC多层共挤复合膜│  └农药粉剂、颗粒剂
         │    ┌各种需防潮、防锈的精密仪器
         ├精密仪器│
         │    └需长期封存军用装备、武器弱药
         └作为基材薄膜与其它纸、塑材料进行复合加工

2.我国PVDC复合膜的应用现状:
  我国七五、八五将发展高阻隔包装材料的生产、加工及应用列入攻关基础上、但直到1991年,伴随着火腿肠加工技术的引入,以单膜形式出现的PVDC肠衣薄膜才得到大量应用,开创了我国PVDC高阻隔材料应用的。在随后的近十年中,PVDC在中国进入迅猛发展的时期,截止目前,我国PVDC材料年产量上万吨,居美国和日本之后成为世界第三大PVDC生产的应用国。但目前我国PVDC产品结构较单一,复合膜的生产牌起始阶段,产量较小。前期我国只能生产加工PVDC涂敷膜,由于产品本身的特性,基应用领域受到,近年来我国先后引进和开发了PVDC共挤复合膜和层压复合生产技术,使我国PVDC复合膜的生产、应用迈上了一个新台阶。
  四、PVDC复合膜的市场前景
  近年来发展高阻隔包装材料是一个世界性的潮流,而PVDC在包装领域中更是发挥着不可替代的作用。在其诞生后的几十年间,世界塑料行业也相继开发出多种高阻隔材料,但由于多种原因,都未能工业化生产。1992年全世界高阻隔塑料产量12.6万吨,其中PVDC树脂10.8产量万吨,到目前为止,PVDC材料产量占全世界高塑料材料总产量的90%以上。从我国PVDC材料发展的历程和我国特殊的国情来看,PVDC材料在我国的生产和应用必将取得令人瞩目的成绩。
  1.PVDC在尼龙、铝箔、EVOH等材料的性能比较。
  2.PVDC在各领域的应用前景。
  (1)食品包装领域
  (2)医药包装领域
  (3)化工包装领域
  (4)精密仪器、仪表、精密量具等包装领域
  (5)军工产品包装领域

 

聚合物

氧气 氮气 二氧化碳 水蒸汽
PVDC 0.4~1.0 0.1~0.8 0.3~0.7 0.4~1.0
尼龙6、尼龙66 25 - 43~59 93~155
聚丙烯(PP) 300 60 1200 3.6~10.2
聚酸(PET) 74~138 12~24 35~50 27.4~46.7
聚氯乙烯(PVC) 77~310 - 140~400 13.2~71.3
LDPE 500~700 200~400 2000~4000 15.2~23.4
聚苯乙烯(PS)
 
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