PVA薄膜

目录

• 1. 简介
• 2. 主要用途
• 3. 生产技术
• 4. 安全防护
• 5. 待增加
• 6. 相关资料
• 7. 补充内容
• 8. 待增加
• 9. 本内容贡献者

简介

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聚乙烯醇薄膜(简称PVA)，聚乙烯醇薄膜密度为1.26-1,29g/cm三次方，折射率为1.52，紫外线照射后发篮白色光。吸水性大，浸入水中能溶解。纤维的含水率可达30%-50%，在65%RH, 25 ℃ 环境下的含湿率也可达4.5%。能透过水蒸气，但难透过醇蒸汽，更不能透过有机溶剂蒸汽，惰性气体和氢气， 聚乙烯醇薄膜的阻隔性甚至优于偏二氯乙烯薄膜。


PVA是唯一可被细菌作为碳源和能源利用的乙烯基聚合物，在细菌和酶的作用下，46天可降解75%，属于一种生物可降解高分子材料,可由非石油路线大规模生产，价格低廉，其耐油、耐溶剂及气体阻隔性能出众，在食品、药品包装方面具有独特优势。PVA的应用基于溶液法，通过流延成膜制备薄膜材料，但是溶液加工成型需经历溶解和干燥过程, 存在工艺复杂、成本高、产量低等缺点，很难制备厚壁、形状复杂的制品，同时，也无法与其他材料进行共挤吹塑制备多层复合薄膜。

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1 h; q! k. g* w+ p聚乙烯醇（PVA）是一种水溶性聚合物，特点是致密性好、结晶度高，粘接力强、制成的薄膜柔韧平滑、耐油、耐溶剂、耐磨耗、气体阻透性好，以及经特殊处理具有的耐水性，用途广泛。
聚乙烯醇对人体无毒、无味、无害，与自然环境具有良好的亲和性，不累积，无污染。
* R. I2 F7 z& a0 g  o" K聚乙烯醇薄膜是以聚乙烯醇为主体，加入改性剂等助剂，经过特殊工艺加工、可以被土壤中的微生物完全降解的绿色环保功能性材料。它可在短时间内降解为二氧化碳和水，并有改良土地的作用。
聚乙烯醇薄膜最大的优点是水溶性，最大的缺点是耐水性差。之所以耐水性差，是由于其分子中带有亲水性的羟基（-OH）。如果能将羟基适当封闭，接上耐水性基团，就可提高PVA薄膜的耐水性。PVA含有羟基，可发生多元醇的一切典型反应，选用适当的缩聚物，在添加量不大的情况下，就能与PVA中的羟基适度交朕，使PVA形成一种强韧的三维结构，稳定了PVA在湿态条件下的气密性，提高了耐水能力。
分类聚乙烯醇薄膜按照溶解特性分为以下几类：
6 O- g( K4 z2 Q常温溶薄膜（NT型，又称快溶薄膜、冷溶薄膜）： 溶解温度25℃
中温溶薄膜（IT型，又称中溶薄膜、热熔薄膜）： 溶解温度65℃
( G+ r7 @7 D3 r: p2 f& `4 X, t高温溶薄膜（HT型，又称难溶薄膜、耐溶薄膜）： 溶解温度85℃
特种薄膜：可以根据具体用途设计配方和工艺，达到特殊使用的要求。

性能环保性
# ?) ^2 [, R7 q( M& l% KPVA薄膜产品属于绿色环保材料。有关部门测得PVA生物耗氧量（BOD）比淀粉小得多，美国空气产品公司把Airvol公司的PVA产品进行生物降解5天后，测得的BOD量低于最初BOD总量的1%。经过生物试验证明PVA既无毒。
就降解机理而言，PVA材料具有水和生物两种降解属性，首先溶于水形成胶液渗入土壤中，可增加土壤的团粘化、透气性和保水性，特别适合于沙土改造。在土壤中的PVA材料可被土壤中的细菌分解，最终可降解为CO2和H2O。
# o- X/ s4 F+ f6 T水溶性
PVA的溶剂是水，但对水的溶解性很大程度上受聚合度的影响，特别是受醇解度的支配。醇解度在88%以下时，在20℃常温的常温水中几乎完全溶解。随着醇解度的上升溶解度大幅度下降，完全醇解的PVA在水中的溶解极微。
PVA薄膜的水溶性与薄膜的厚度和水的温度有关，相关数据表如下：
2 b4 \, Y$ w4 H( A" Q溶解水温 开始溶解时间
( {6 ~6 j7 O8 B/ V（分钟） 完全溶解时间
/ ?* U2 H0 a9 }, f8 u( L6 y（分钟）
常温溶薄膜 25℃ 0.5 15
中温溶薄膜 65℃ 0.5 10
高温熔薄膜 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、在动荡水中。
强度和耐候性
* v- W$ c" _  {6 k& F1 s  D, KPVA薄膜韧性好，拉伸强度大，抗撕裂强度居各类薄膜之首，其双向拉伸强度优越，耐候性好，使用寿命长。各种薄膜强度性能如下表：
PVA膜 PT膜（玻璃纸） PE膜 PP膜 PVC膜
& a0 U  \- b! R拉伸强度（MPa） 44.1~63.7 54.9~131.4 17.3~19.1 45.1~53.9 20.6~17.6
& e0 z/ I) e, m4 V4 n" V  d延伸率（%） 150~400 15~25 50~600 200~600 5~25
脱模和金属镀性
PVA薄膜对疏水性极强的塑料亲和力低，对极性小的各种有机材料的脱膜（剥离）性能好。
PVA薄膜可以在1.33×10~266×10Pa的真空下镀铝，其制品在30℃水中浸24小时，镀层不会剥离。
& Z) m! B4 {; ~7 d4 k) M透明和光泽性
, e9 ]0 J( T4 h  {3 \  ?/ `PVA薄膜的透明度、光泽度均优于其它薄膜。
PVA膜 PT膜（玻璃纸） PVC膜 PET膜
透过率% 90.1 60.5 50.4 57.8
反射率% 81.5 60.5 79.5 22
" o- W- h# l: j透湿性
! H2 A7 c7 k" R, |/ k. G3 {: `" EPVA膜的透湿性和玻璃纸相似，是一种透湿度极高的薄膜，包装热、湿物品时不会产生雾滴。按照JIS-Z1503测定的数据如下表：
2 m! f4 B* e( A$ P6 z; t; qPVA膜 PT膜（玻璃纸） PVC膜 PET膜
: [' D% a: B  [! w1 O2 W透湿度 1500~2000 1300~2000 120~180 35~180
阻隔性
( q9 ^4 r1 p4 t) {, J7 c" d. ]PVA薄膜在干燥条件下有优异的阻氧性能，它的透氧系数是各种树脂薄膜中最低的。
; H! O, K; B$ Z* [9 f; [$ YPVA的分子链上存在大量羟基（-OH），处于潮湿环境中这些羟基易和水分子形成氢键，导致PVA聚集态结构发生变化，使PVA的阻隔性**下降。随着相对湿度的上升，其氧气透过量明显上升。
PVA薄膜对水分及氨气具有较强的透过性，但对氧气、氮气、氢气、氦气、氩气及二氧化碳等具有优越的阻隔性，常压环境下对氧气的阻隔率约为常用聚乙烯薄膜的1000倍，聚丙烯膜的300倍。使用PVA薄膜可以完好地保持被包装产品的成分及本身的气味。
防静电性
2 p5 h2 C: o/ H  Q) O( J2 D很多塑料薄膜都有很强的带电性，而PVA薄膜几乎不带静电。使用PVA薄膜包装产品的过程中，不会因为静电而引起其可塑性降低或静电附尘。
PVA膜 PT膜（玻璃纸） PVC膜 PE膜 PET膜
静电压 1.2V 1.3V 40.5V 98.6V 120.6V
印刷性能
4 O8 i  I0 j' U' C; z: YPVA膜具有优良的水色和油墨印刷性，这是现有塑料薄膜只能用油墨印刷不可比拟的优点，可用于水转移印刷，如：玻璃、陶瓷、电器外壳、汽车部件等等不规则表面的彩色印刷。同时PVA薄膜极性强，印刷时可不用电火花处理，广泛地应用在特种印刷行业上，如水转印膜衬底。
热封性
# f3 T# a) B+ c4 _$ P( k水溶性包装薄膜具有良好的热封性，适合于电阻热封及高频热封，热封强度与温湿度、压力、时间等条件有关，一般大于200g/cm2。
耐油性及耐溶剂性
PVA薄膜具有极好的耐油性（植物油、动物油、矿物油）、耐有机溶剂和碳水化合物等。但强碱、强酸、氯自由基及其它可与PVA发生化学反应的物质（如硼砂、硼酸、某些染料等），这类物质不适合采用PVA薄膜包装。
A 油脂吸收量表
& b* z( M# L0 l7 Y: X. t& c+ {油 品 测试条件 PVA PET OPP PE OPS
, A, F, G* p9 c- n" j6 R1 r汽 油 20℃,10天 0 1.1 1.1 4.7
! ~5 @1 m$ T& \: D5 t柴 油 40℃,30天 0 3.2 5.2 3.5 2.8
$ v9 w' {. l! |- C% G色拉油 40℃,30天 0 1.8 3.1 4.6 1.5
. w6 d2 n8 R" r% m  h' BB 溶剂吸收量表
溶 剂 PVA EVAL CPP OPP PET
保香性及防止升华性
: P8 J5 O& F6 {3 o  {$ f" c. @PVA薄膜的保香性及防止包装物升华的性能极佳，采用PVA薄膜包装，不仅能很好地保持包装物的香味，而且也可防止包装物受到外界异味的影响。
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主要用途

0 Z- v% G5 K- ^快溶薄膜
' w/ E  a' g; z9 e' [9 N7 X 农药、化工产品内包装衬袋，可避免手触摸农药及化工产品，没有残留农药在塑料袋中。
$ X6 w# k4 J$ i5 g1 h4 D+ p9 | 水泥添加剂包装袋，避免粉尘飞扬危害环境。
+ m" D, C0 m5 v# m% G4 _ 刺绣衬底、假发等织物载体。衬托载体，便于清理。
4 ?0 F+ M% Y" b6 J' F/ P8 A 人造大理石脱模膜，在型膜内垫上水溶膜，可快速脱模。
! c# L+ U# c* Z% |4 J: M, U) S 水转移印刷，在该薄膜上印刷后可转印到曲面上。
8 t+ V: [8 r, s" k5 x! u8 o# L 种子袋，把种子按固定间隔包装起来再埋入地下，节省贵重种子，可省去间苗的繁忙。
 医院洗涤包装袋，无需接触污染的衣服将包装袋直接投入洗衣机。
) k# H' B% ^* p: P 垃圾袋。
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6 I2 N, |( l- [2 f中溶薄膜
 食品、化妆品包装袋，超市购物袋。
1 [. j$ Y) C1 n 食品包装复合膜、高级纺织品、胶袋包装袋、包装缓冲气垫。
 用玻璃纸型印刷油墨便可得到美观的印刷效果。
 动物油、植物油、矿物油的包装和油脂食品的包装。
 用于茶叶、咖啡、咖喱粉、辣椒粉、胡椒粉等香料的包装封存。
$ j# ~) U" x1 r/ z# { 可用于小杂粮、油料、海鲜干发、名贵中药材、烟草等包装，与除氧剂或抽真空配合使用，其防霉、防虫蛀、防退色的保质保鲜。
 电子产品防静电包装。

难溶薄膜
) D( Y9 |$ f7 D& t7 T 服装、鞋帽、皮革及皮革制品、工艺美术、文稿、档案的封存，与除氧剂配套使用，有防霉、防虫蛀、防氧化变色的功效。
 用玻璃纸型印刷油墨便可得到美观的印刷效果。
 醇类、醚类、同类、酯类、化工原料及中间体的包装。
( q- i# \3 Y+ o5 e1 V( {1 `, ` 日用品、医药、玩具包装。
 用于无线电元器件及整机、精密机械、军械、雷达、弹药的封存，有独到的防氧化锈蚀的功能。
  B  }3 ]) Z/ @4 P& O 光学仪器、镜片及零配件采用综合封存，可防止发霉和起雾。

特种薄膜
聚乙烯醇薄膜还可以用于偏振模、汽车贴膜、挡风玻璃夹层、卫生材料制造等特殊领域。

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生产技术

(1)共聚改性，通过共聚或高分子反应在主链或侧基上引入作用力较弱的单元，减弱PVA分子内和分子间作用力，降低熔点；日本可乐丽公司合成了可热塑加工的PVA, 该PVA 含有碳原子数小于4 的α-烯烃单元及/或乙烯醚单元, 熔点为160-230℃；日本合成化学公司开发的AXPVA共聚物薄膜, 其成型加工性能优异, 熔点在200-210℃, 成型加工温度在210-230℃。

                               
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工艺 [1]

! q# N* M1 v" S; L7 ~' f% N: Q* c(2)共混改性，通过加入能与PVA中羟基生成氢键的大量聚合物，破坏PVA分子间作用力，降低熔点或提高热分解温度，如糖类衍生物、胶原水解物等。Nishino将糖类衍生物Poly(GEMA)与PVA共混，其热分解温度大幅提高，当加入量为到25wt%时，混合物的热分解温度达到326℃。意大利Montedison集团Novamont公司开发生产出最成功的PVA/淀粉复合材料“MaterBi”牌号，由变性淀粉与改性PVA 共混构成的互穿网络结构高分子塑料合金, 具有优异的成型加工性、二次加工性、力学性能和生物降解性能。该公司已开发出挤出成型用片、吹塑薄膜、流延薄膜、注塑制品、中空容器、玩具等产品。
(3)后反应改性，通过对PVA分子链上的羟基进行化学改性，引入可降低PVA的规整度和提高热稳定性的结构单元，改善PVA的热塑加工性能。Nishimura研究表明，烷基硼酸络合物能有效地降低PVA的熔融温度和提高分解温度，实现熔融纺丝。
(4)增塑改性，该方法简单、高效，国内外对增塑研究较多，如日本可乐丽公司、日本合成化学公司、美国杜邦公司、四川维尼纶厂、四川大学、北京化工大学、华南理工大学、北京工商大学等单位采用水、无机盐、甘油、多元醇及其低聚物、己内酰胺、醇胺等单一或复合增塑改性剂，降低PVA的熔点，改善加工流动性。

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安全防护

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待增加

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相关资料

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补充内容

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待增加

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本内容贡献者

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