水溶性(PVA)塑料包裝薄膜
高科技水溶性塑料包裝膜作為一種新鮮的包裝資料,在歐美、日本等國被寬泛用于水中使用產品的包裝,例如,農藥、化肥、顏料、染料、清潔劑、水處置劑、礦物添加劑、洗滌劑、混凝土添加劑、攝影用之化學試劑及園藝護理的化學試劑等,它的主要特點是:最終產物是co2h2o,可徹底處置包裝廢棄物的處置問題:使用平安方便,防止使用者直接接觸被包裝物,宜于對人體有害物品的包裝:力學性能好,且可熱封,熱封強度較高;具有防偽功能,可作為優質產品防偽的最佳武器,延長優質產品的壽命周期。
國外主要是日本、美國、法國等消費銷售此類產品,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公司等。
國內株洲工學院與廣東肇慶方興包裝資料公司在中國包裝總公司科技部的支持下,結合研制開發了篼科技水溶性薄膜及其消費設施,目前已投人消費,其產品填補了國內空白,正在走向市場。本文就水溶性塑料薄膜成分、消費工藝過程及其特性加以介紹,并較系統地論述高科技水溶性塑料薄膜應用前景。
二、水溶性塑料包裝薄膜的消費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,如外表活性性、增塑劑、防粘劑等等,其工藝與傳統的塑料薄膜成型工藝有所不同,它的工藝過程是:采納先將原料制成固含量為1820%的水溶性膠,再流涎涂布到鏡面不誘鋼帶上,經枯燥成膜后從鋼帶上剝離,而后進人枯燥室枯燥至規定水分后,切邊收卷取得廢品膜。
表1水溶性包裝薄膜的均衡水份三、高科技水溶性包裝薄膜的主要化學成份及其環保特性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。所添加的助劑平均為C、H、0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、淀粉之間只發作物理溶解,改善其物理性能、力學性能、工藝性能及溶水性能,但不發作化學反饋,不扭轉其化學性能。其主要化學成份即為C、H、篼科技水溶性薄膜產品屬于綠色環保包裝資料,在歐美、日本等國均得到國家環保部門的認可。
目前國內外主要把生物耗氧量(BOD)及化學耗氧量(COD)作為環保的指標。日本有關部門測定降乙烯醇生物耗氧量(B0D)比淀粉小得多,美國空氣產品公司把Airvol公司PVA產品生物降解5天后可測得B0D量低于最初B0D總量的1%.經過生物試驗標明,聚乙烯醇既無毒,也會阻止微生物的成長繁殖,對廢處置和環境衛生沒有影響。有關部門微生物分解試驗鉆研也標明聚乙烯醇簡直完全被分解,使COD降得很低矮。
就降解機理而言,聚乙烯醇具有水和生物兩種降解特性,首先溶于水造成膠液滲人土壤中,增加土壤的團粘化、透氣性和保水性,特別合適于沙土改造。在土壤中的PVA可被土壤中分別的細菌一甲單細胞(Pseudomonas)屬的菌株分解。至少兩種細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,另一種是消費PVA活性菌所需物質的菌。仲醇的氧化反饋酶催化聚乙烯醇,而后水解酶切斷被氧化的PVA主鏈,進一步降解,最終可降低為C0四、高科技水溶性包裝薄膜的主要性能成卷的水溶性薄膜一般用PE塑料包裝以堅持其特定的含水量不變。當水溶性薄膜從PE包裝中取出后,本身的含水量隨環境溫度發作變遷,其性能也隨之有所變遷,直到均衡。
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品過程中,不會因為靜電而引起其可塑性降低及靜電附塵。
水溶性膜對水份及氧具有較強的透過性,但對氧氣、氮氣、氫氣及二化碳氣具有良好的阻隔性。這引起特點,使其能夠完全堅持被包裝產品的成分及本身氣息。
水溶性包裝薄膜具有良好的熱封性,合適于電阻熱封,高頻熱封,熱封強度與溫濕度、壓力、工夫等條件有關,一般為10020C%/cm.水溶性包裝薄膜的力學性能如表2所小'水溶性薄膜能夠用普通的印刷辦法停止明晰的印刷,印刷性良好。
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發作化學反饋的物質(如硼砂、硼酸、表2水溶性包裝薄膜的力學性能性能指標相對濕度45RH65%RH80%RH彈性模量kg/cm21500表3水溶性薄膜水溶性數據(25yin)溫度2030桃溶解工夫(S)65某些染料等),這類物質倡議不必水溶性薄膜包裝。
水溶性薄膜的水溶性與其厚度和溫度有關,以25um厚薄膜為例,其有關數據如下:五、高科技溶水性包裝薄膜的應用前景水溶性薄膜用途寬泛,市場非常廣大,并具有環保特性,因罷了受到世界興隆國家寬泛器重。例如,日本、美國和法國等已大批量消費銷售此類產品,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)等大公司都已開端使用水溶性薄膜包裝其產品。
在國內、水溶性薄膜市場正在興起,就國內市場而言,據有關資料統計,目前每年須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。其主要應用有以下幾個方面:用于水中使用產品的包裝,例如,火藥、化肥、顏料、染料、清潔劑、水處置劑、礦物添加劑、洗滌劑、混凝土添加劑、攝影用之化學試劑及園藝護理的化學試劑等;水轉移印刷,用于陶瓷、電器外殼異型面的商標及圖案轉印;服裝及紡織品包裝,食品保鮮膜等,尤其是出口產品的包。;用于種子袋、農用育苗、刺繡等。
此外,水溶性薄膜的主要原料是聚乙烯醇,我國是原料消費大國,這對高科技溶水性包裝薄膜應用前景的市場開發有為有利,且隨著社會的開展和進步,人們越來越留神堅持我們賴以生存的環境,尤其是對我國即將與國際興隆國家接軌,對包裝環保要求日益進步,因而水溶性薄膜在我國的應用前景一定非常廣大。
水溶性包裝薄膜作為一種新型綠色包裝資料,在國內的鉆研應用剛剛開端,在國外也只要15年的開展歷史,因而有很多課題有待鉆研開發,詳細有以下幾個方面:水溶膜消費的質量控制辦法鉆研由于水溶膜消費工藝共同,消費中會產生各種各樣的缺陷,如氣泡、厚度不均、厚邊、“魚眼”、穿孔、皺紋、“火山口”等等,其成因非常復雜,這些缺陷的產生直接影響水溶膜的應用,因而,有必要停止深刻的鉆研。
各組分對水溶性包裝薄膜影響及作用機理的鉆研水溶膜的各種物理、化學等性能是由其各組分綜合作用的結果,深刻鉆研討論各組分對水溶性包裝薄膜影響及作用機理,對進步水溶膜產生的質量、滿足用戶要求以及開發新型水溶膜都具有重要的意義。
水溶膜消費率的改進、進步目前,已開發的水溶膜消費設施消費速度為4.5米/分鐘,國外同類設施在7米/分鐘左度要求的熱封溫度不同,包裝設施縱封和橫封要求的熱封溫度不同,同一塊熱封模,不同部位的溫度也可能不一樣,這些都是在包裝中必需思考的問題。關于熱封設施來說,還存在一個控溫精度的問題,目前國產包裝設施其控溫精度較差,一般都有±10T的偏向,就是說,假如我們控制的溫度為140的話,實際上在包裝過程中其溫度在130150之間。許多公司的氣密性檢查,都采納廢品中隨機抽樣來檢查,其實這并非是一種好的辦法。最牢靠的辦法是在溫度變遷范圍內的最低溫度點取樣,而且應間斷取樣,使樣品能足夠籠罩模具縱橫向的各部位。②封口部位受污染。在包裝的填充過程中、包裝資料的封口地位常常被包裝物所污染,污染一般又分為液體污染和粉塵污染。
處置封口部位受污染的問題能夠通過改進包裝設施,使用抗污染、抗靜電的熱封資料等辦法來處置。③設施和操作方面的問題。如熱封膜夾有異物,熱封壓力不夠,熱封膜具不平行等。④包裝資料的問題。如電暈過面,熱封層爽滑劑太多而引起熱封不良等。
包裝的泄漏在實際中還存在一種“半漏泄”,就是說在包裝產品的成型、充填、熱封、殺菌以及運輸和銷售過程中,盡管沒有產生內外連通的穿孔泄漏現象,但其高阻隔層(如鋁箔、SIOx阻隔涂層或鍍層)產生了折裂或針孔,對鋁箔的針孔及其對阻隔性能的影響,做過一些鉆研工作,并得出了由鋁箔針孔參數計算鋁箔及其復合資料的氧氣透過率和水蒸汽透過率的理論公式。如何在包裝的設計、資料的選擇、包裝設施的配合等方面減少包裝資料在包裝過程和流通過程中阻隔層的折裂和針孔;如何檢測包裝資料的耐折裂性能,如何評價阻隔層折裂后對包裝件的影響,這些都是在理論中很有意義的課題。
筆者在長期的消費和理論中,遇到許多包裝的浸透和泄漏方面的問題,覺得其波及面很廣,包括包裝資料的消費、使用、包裝設施的配套、包裝廢品貯存、運輸和銷售及最終消費者的使用等全過程。目前國內的水蒸汽和氧氣透過量的檢測中更是問題多多,故寫此文章,希望能拋磚引玉,對有關浸透和泄漏的標準制定及實際的包裝資料的消費和使用中有所領導。