聚乙烯醇PVA薄膜

聚乙烯醇（簡(jiǎn)稱 PVA）薄膜，密度為1.26-1,29g/cm3，折射率為1.52，紫外線照射后發(fā)藍(lán)白色光。本品吸水性大，浸入水中能溶解，纖維的含水率可達(dá)30%-50%，在65%RH、25℃ 環(huán)境下的含濕率也可達(dá)4.5%。能透過(guò)水蒸氣，但難透過(guò)醇蒸汽，更不能透過(guò)有機(jī)溶劑蒸汽，惰性氣體和氫氣， 聚乙烯醇薄膜的阻隔性甚至優(yōu)于偏二氯乙烯薄膜。聚乙烯醇
?中溶薄膜
?難溶薄膜
?特種薄膜
PVA是唯一可被細(xì)菌作為碳源和能源利用的乙烯基聚合物，在細(xì)菌和酶的作用下，46天可降解75%，屬于一種生物可降解高分子材料,可由非石油路線大規(guī)模生產(chǎn)，價(jià)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(dú)特優(yōu)勢(shì)。PVA的應(yīng)用基于溶液法，通過(guò)流延成膜制備薄膜材料，但是溶液加工成型需經(jīng)歷溶解和干燥過(guò)程, 存在工藝復(fù)雜、成本高、產(chǎn)量低等缺點(diǎn)，很難制備厚壁、形狀復(fù)雜的制品，同時(shí)，也無(wú)法與其他材料進(jìn)行共擠吹塑制備多層復(fù)合薄膜。

聚乙烯醇（PVA）是一種水溶性聚合物，特點(diǎn)是致密性好、結(jié)晶度高，粘接力強(qiáng)、制成的薄膜柔韌平滑、耐油、耐溶劑、耐磨耗、氣體阻透性好，以及經(jīng)特殊處理具有的耐水性，用途廣泛。
聚乙烯醇對(duì)人體無(wú)毒、無(wú)味、無(wú)害，與自然環(huán)境具有良好的親和性，不累積，無(wú)污染。
聚乙烯醇薄膜是以聚乙烯醇為主體，加入改性劑等助劑，經(jīng)過(guò)特殊工藝加工、可以被土壤中的微生物完全降解的綠色環(huán)保功能性材料。它可在短時(shí)間內(nèi)降解為二氧化碳和水，并有改良土地的作用。
聚乙烯醇薄膜最大的優(yōu)點(diǎn)是水溶性，最大的缺點(diǎn)是耐水性差。之所以耐水性差，是由于其分子中帶有親水性的羥基（-OH）。如果能將羥基適當(dāng)封閉，接上耐水性基團(tuán)，就可提高PVA薄膜的耐水性。PVA含有羥基，可發(fā)生多元醇的一切典型反應(yīng)，選用適當(dāng)?shù)目s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(qiáng)韌的三維結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定了PVA在濕態(tài)條件下的氣密性，提高了耐水能力。

分類(lèi)
聚乙烯醇薄膜按照溶解特性分為以下幾類(lèi)：
常溫溶薄膜（NT型，又稱快溶薄膜、冷溶薄膜）： 溶解溫度25℃
中溫溶薄膜（IT型，又稱中溶薄膜、熱熔薄膜）： 溶解溫度65℃
高溫溶薄膜（HT型，又稱難溶薄膜、耐溶薄膜）： 溶解溫度85℃
特種薄膜：可以根據(jù)具體用途設(shè)計(jì)配方和工藝，達(dá)到特殊使用的要求。

制造方法

工藝 [1]
(1)共聚改性，通過(guò)共聚或高分子反應(yīng)在主鏈或側(cè)基上引入作用力較弱的單元，減弱PVA分子內(nèi)和分子間作用力，降低熔點(diǎn)；日本可樂(lè)麗公司合成了可熱塑加工的PVA, 該P(yáng)VA 含有碳原子數(shù)小于4 的α-烯烴單元及/或乙烯醚單元, 熔點(diǎn)為160-230℃；日本合成化學(xué)公司開(kāi)發(fā)的AXPVA共聚物薄膜, 其成型加工性能優(yōu)異, 熔點(diǎn)在200-210℃, 成型加工溫度在210-230℃。
(2)共混改性，通過(guò)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(diǎn)或提高熱分解溫度，如糖類(lèi)衍生物、膠原水解物等。Nishino將糖類(lèi)衍生物Poly(GEMA)與PVA共混，其熱分解溫度大幅提高，當(dāng)加入量為到25wt%時(shí)，混合物的熱分解溫度達(dá)到326℃。意大利Montedison集團(tuán)Novamont公司開(kāi)發(fā)生產(chǎn)出最成功的PVA/淀粉復(fù)合材料“MaterBi”牌號(hào)，由變性淀粉與改性PVA 共混構(gòu)成的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高分子塑料合金, 具有優(yōu)異的成型加工性、二次加工性、力學(xué)性能和生物降解性能。該公司已開(kāi)發(fā)出擠出成型用片、吹塑薄膜、流延薄膜、注塑制品、中空容器、玩具等產(chǎn)品。
(3)后反應(yīng)改性，通過(guò)對(duì)PVA分子鏈上的羥基進(jìn)行化學(xué)改性，引入可降低PVA的規(guī)整度和提高熱穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)單元，改善PVA的熱塑加工性能。Nishimura研究表明，烷基硼酸絡(luò)合物能有效地降低PVA的熔融溫度和提高分解溫度，實(shí)現(xiàn)熔融紡絲。
(4)增塑改性，該方法簡(jiǎn)單、高效，國(guó)內(nèi)外對(duì)增塑研究較多，如日本可樂(lè)麗公司、日本合成化學(xué)公司、美國(guó)杜邦公司、四川維尼綸廠、四川大學(xué)、北京化工大學(xué)、華南理工大學(xué)、北京工商大學(xué)等單位采用水、無(wú)機(jī)鹽、甘油、多元醇及其低聚物、己內(nèi)酰胺、醇胺等單一或復(fù)合增塑改性劑，降低PVA的熔點(diǎn)，改善加工流動(dòng)性。

性能
環(huán)保性
PVA薄膜產(chǎn)品屬于綠色環(huán)保材料。有關(guān)部門(mén)測(cè)得PVA生物耗氧量（BOD）比淀粉小得多，美國(guó)空氣產(chǎn)品公司把Airvol公司的PVA產(chǎn)品進(jìn)行生物降解5天后，測(cè)得的BOD量低于最初BOD總量的1%。經(jīng)過(guò)生物試驗(yàn)證明PVA既無(wú)毒。
就降解機(jī)理而言，PVA材料具有水和生物兩種降解屬性，首先溶于水形成膠液滲入土壤中，可增加土壤的團(tuán)粘化、透氣性和保水性，特別適合于沙土改造。在土壤中的PVA材料可被土壤中的細(xì)菌分解，最終可降解為CO2和H2O。

水溶性
PVA的溶劑是水，但對(duì)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(shí)，在20℃常溫的常溫水中幾乎完全溶解。隨著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溫度有關(guān)，相關(guān)數(shù)據(jù)表如下：
溶解水溫 開(kāi)始溶解時(shí)間
（分鐘） 完全溶解時(shí)間
（分鐘）
常溫溶薄膜 25℃ 0.5 15
中溫溶薄膜 65℃ 0.5 10
高溫熔薄膜 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(dòng)蕩水中。

強(qiáng)度和耐候性
PVA薄膜韌性好，拉伸強(qiáng)度大，抗撕裂強(qiáng)度居各類(lèi)薄膜之首，其雙向拉伸強(qiáng)度優(yōu)越，耐候性好，使用壽命長(zhǎng)。各種薄膜強(qiáng)度性能如下表：
PVA膜 PT膜（玻璃紙） PE膜 PP膜 PVC膜
拉伸強(qiáng)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

脫模和金屬鍍性
PVA薄膜對(duì)疏水性極強(qiáng)的塑料親和力低，對(duì)極性小的各種有機(jī)材料的脫膜（剝離）性能好。
PVA薄膜可以在1.33×10~266×10Pa的真空下鍍鋁，其制品在30℃水中浸24小時(shí)，鍍層不會(huì)剝離。

透明和光澤性
PVA薄膜的透明度、光澤度均優(yōu)于其它薄膜。
PVA膜 PT膜（玻璃紙） PVC膜 PET膜
透過(guò)率% 90.1 60.5 50.4 57.8
反射率% 81.5 60.5 79.5 22

透濕性
PVA膜的透濕性和玻璃紙相似，是一種透濕度極高的薄膜，包裝熱、濕物品時(shí)不會(huì)產(chǎn)生霧滴。按照J(rèn)IS-Z1503測(cè)定的數(shù)據(jù)如下表：
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薄膜在干燥條件下有優(yōu)異的阻氧性能，它的透氧系數(shù)是各種樹(shù)脂薄膜中最低的。
PVA的分子鏈上存在大量羥基（-OH），處于潮濕環(huán)境中這些羥基易和水分子形成氫鍵，導(dǎo)致PVA聚集態(tài)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，使PVA的阻隔性大大下降。隨著相對(duì)濕度的上升，其氧氣透過(guò)量明顯上升。
PVA薄膜對(duì)水分及氨氣具有較強(qiáng)的透過(guò)性，但對(duì)氧氣、氮?dú)?、氫氣、氦氣、氬氣及二氧化碳等具有?yōu)越的阻隔性，常壓環(huán)境下對(duì)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(chǎn)品的成分及本身的氣味。

防靜電性
很多塑料薄膜都有很強(qiáng)的帶電性，而PVA薄膜幾乎不帶靜電。使用PVA薄膜包裝產(chǎn)品的過(guò)程中，不會(huì)因?yàn)殪o電而引起其可塑性降低或靜電附塵。
PVA膜 PT膜（玻璃紙） PVC膜 PE膜 PET膜
靜電壓 1.2V 1.3V 40.5V 98.6V 120.6V

印刷性能
PVA膜具有優(yōu)良的水色和油墨印刷性，這是現(xiàn)有塑料薄膜只能用油墨印刷不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，可用于水轉(zhuǎn)移印刷，如：玻璃、陶瓷、電器外殼、汽車(chē)部件等等不規(guī)則表面的彩色印刷。同時(shí)PVA薄膜極性強(qiáng)，印刷時(shí)可不用電火花處理，廣泛地應(yīng)用在特種印刷行業(yè)上，如水轉(zhuǎn)印膜襯底。

熱封性
水溶性包裝薄膜具有良好的熱封性，適合于電阻熱封及高頻熱封，熱封強(qiáng)度與溫濕度、壓力、時(shí)間等條件有關(guān)，一般大于200g/cm2。

耐油性及耐溶劑性
PVA薄膜具有極好的耐油性（植物油、動(dòng)物油、礦物油）、耐有機(jī)溶劑和碳水化合物等。但強(qiáng)堿、強(qiáng)酸、氯自由基及其它可與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(lèi)物質(zhì)不適合采用PVA薄膜包裝。
A 油脂吸收量表
油 品 測(cè)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

保香性及防止升華性
PVA薄膜的保香性及防止包裝物升華的性能極佳，采用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(cè)試表
內(nèi)裝物 玫瑰香精（1ml） 檸檬香精（1ml） 蘋(píng)果香精（1ml） 風(fēng)油精（1ml） 醬油（2ml） 茶葉（3g） 香煙（3g）
PP
（25μm） 1小時(shí) 1小時(shí) 1小時(shí) 1小時(shí) 3小時(shí) 1天 1天
PP/PE（65μm） 3小時(shí) 1天 1天 1小時(shí) 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

應(yīng)用
快溶薄膜
農(nóng)藥、化工產(chǎn)品內(nèi)包裝襯袋，可避免手觸摸農(nóng)藥及化工產(chǎn)品，沒(méi)有殘留農(nóng)藥在塑料袋中。
水泥添加劑包裝袋，避免粉塵飛揚(yáng)危害環(huán)境。
刺繡襯底、假發(fā)等織物載體。襯托載體，便于清理。
人造大理石脫模膜，在型膜內(nèi)墊上水溶膜，可快速脫模。
水轉(zhuǎn)移印刷，在該薄膜上印刷后可轉(zhuǎn)印到曲面上。
種子袋，把種子按固定間隔包裝起來(lái)再埋入地下，節(jié)省貴重種子，可省去間苗的繁忙。
醫(yī)院洗滌包裝袋，無(wú)需接觸污染的衣服將包裝袋直接投入洗衣機(jī)。
垃圾袋。

中溶薄膜
食品、化妝品包裝袋，超市購(gòu)物袋。
食品包裝復(fù)合膜、高級(jí)紡織品、膠袋包裝袋、包裝緩沖氣墊。
用玻璃紙型印刷油墨便可得到美觀的印刷效果。
動(dòng)物油、植物油、礦物油的包裝和油脂食品的包裝。
用于茶葉、咖啡、咖喱粉、辣椒粉、胡椒粉等香料的包裝封存。
可用于小雜糧、油料、海鮮干發(fā)、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(chóng)蛀、防退色的保質(zhì)保鮮。
電子產(chǎn)品防靜電包裝。

難溶薄膜
服裝、鞋帽、皮革及皮革制品、工藝美術(shù)、文稿、檔案的封存，與除氧劑配套使用，有防霉、防蟲(chóng)蛀、防氧化變色的功效。
用玻璃紙型印刷油墨便可得到美觀的印刷效果。
醇類(lèi)、醚類(lèi)、酮類(lèi)、酯類(lèi)、化工原料及中間體的包裝。
日用品、醫(yī)藥、玩具包裝。
用于無(wú)線電元器件及整機(jī)、精密機(jī)械、軍械、雷達(dá)、彈藥的封存，有獨(dú)到的防氧化銹蝕的功能。
光學(xué)儀器、鏡片及零配件采用綜合封存，可防止發(fā)霉和起霧。

特種薄膜
聚乙烯醇薄膜還可以用于偏振模、汽車(chē)貼膜、擋風(fēng)玻璃夾層、衛(wèi)生材料制造等特殊領(lǐng)域。