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          PVDC 高阻隔膜介紹
          作者:中和包裝  來源:本站  發表時間:2017-2-7  點擊:956

          簡介:世界上第一次通過實驗室聚合獲得線性高分子的PVDC是在1930 年,美國DOW 化學公司首先將其工業化。由于其具有優良的阻氧、阻濕性能,且在高濕度的環境下阻隔功能沒有明顯的下降,PVDC在其應用開始就受到了軍方的高度關注:在此后的長時間里對大部分人來說是一種神秘的材料!

          在1990年的海灣戰爭中,美軍的食品全部為PVDC軟包裝,不但包裝輕便快捷,還能保證食品的色香味基本不變,尤其是唯PVDC才能達到美軍提出的軍品包裝貨架壽命應達到3年這一苛刻要求。

          隨著時代的進步,PVDC材料民用領域發展迅速。目前,PVDC被大量用于肉食品、方便食品、奶制品、化妝品、藥品及需防潮、煙草茶葉、防銹的五金制品、機械零件、軍用品等各種需要有隔氧防腐、隔味保香、隔水防潮、隔油防透等阻隔要求高的產品包裝。

          不賣關子了,小編帶你認識一下PVDC吧!

           

          一、PVDC的結構與性能

          1.PVDC是什么?

          PVDC是一種軟化溫度在160-200℃的熱塑性聚合物,具有頭尾相連的線性聚合鏈結構;形象地講PVDC是在PVC結構式的基礎上將氯原子一端的氫原子換成氯原子,即比PVC多了一個氯原子。

          PVDC是一種阻隔性高、韌性強以及低溫熱封、熱收縮性和化學穩定性良好的理想包裝材料,在包裝行業獨樹一幟,特別是其具有阻濕、阻氧、防潮、耐酸堿、耐油浸和耐多種化學溶劑等性能,50年來廣泛用于食品、藥品、軍品的包裝。


          2.PVDC的結構式

          PVDC的結構式可以看出:

          1 PVDC分子結構高度對稱和規整;

          2氯原子和其它分子鏈中的氫原子緊密結合;

          3)每個單元都有2個疏水基氯。

          從而使得PVDC具有以下特性:

          1)分子鏈凝聚力強;結晶度高;

          2)結構致密、密度大;

          3)阻隔水分子;極性高。

          3.阻隔性能

          PVDC最大優點是對眾多的氣體或蒸汽有很高的阻隔性,是當今世界上塑料包裝中綜合阻隔性能最好的一種包裝材料。它是一種阻濕、阻氧皆優的高阻隔性能材料。PVDC由于其對稱的分子結構和疏水基氯的存在,阻止氧氣滲透率隨濕度而改變,EVOH由于OH會與水形成氫鍵,所以隨濕度的增加阻氧性下降。

          各種塑料薄膜阻隔性能

          聚合物

          氧氣

          氮氣

          二氧化碳

          水蒸汽

          PVDC

          4-10

          0.1-0.8

          0.3-0.7

          0.4-1.0

          PA6

          35

          --

          43-59

          93-155

          PP

          300

          60

          1200

          3.6-10.2

          PET

          74-138

          12-24

          35-50

          27.4-46.7

          PVC

          77-310

          --

          140-400

          13.2-71.3

          LDPE

          500-700

          200-400

          2000-4000

          15.2-23.4

          HDPE

          200-500

          15-300

          2000-4000

          3.5-11.1

          PS

          600-800

          40-50

          2000-4000

          10.5-33.6

          PAN

          11.6

          --

          6

          31.0-47.2

          EVOH

          0.2

          0.02

          0.9

          47

           

          4.加工性能

          VDC、VC共聚相比,VDCMA的共聚具有以下優勢:

          1VDC、VC的競聚率相差較大(r1=3.2,r2=0.3),丙烯酸甲酯同VDC共聚活性相差不大(r1=r2=1),共聚物組成容易控制。

          2VDC-VC體系中,VDC、VC交叉鏈終止明顯,使得共聚物分子量下降,因此聚合反應溫度較低,反應時間較長。而VDC-MA共聚交叉終止不明顯,易得到較高分子量,可在較高溫度聚合,反應時間相應較短。

          3)相比之下,VDC-MA共聚物比VDC-VC共聚物有更大的斷裂伸長率和斷裂能。

          4VDC-MA具有更好的耐候性。

          5.其他性能

          PVDC具有良好的熱封性能。熱封性是指塑料在加熱到熔融狀態后,它同本身或其他種類的塑料所具有的熱粘合性能。

          PVDC由于極性強,具有優異的耐溶劑性, 該膜不受酸、堿和一般有機溶劑的侵蝕, 耐藥品性能優良。

           

          二.PVDC的應用及市場前景

          1.PVDC的發展進程

          PVDC問世之初主要是加工成復合膜, 二戰時期運用在武器、彈藥的包裝上。世界上第一次通過實驗室聚合獲得線性高分子的PVDC是在1930 年。美國DOW 化學公司首先將其工業化。由于初期適逢“二戰”而主要用于軍品包裝, 這給PVDC 工業技術蒙上了一層神秘色彩, 因而成了美國DOW化學公司多年不解密、不轉讓的一項工業技術?;貜汀?/span>陶氏”查看更多

          50 年代末60 年代初逐漸向食品包裝轉移, 后又逐步應用于藥品包裝等領域, 隨著現代包裝技術和現代人生活節拍的加快, 微波爐、冰箱的普及, 保鮮膜的用量急劇增加,使PVDC 的應用更加普及。這時候先后有多家公司開發出PVDC 產品工業技術, PVDC 才在西方發達國家開始達到大規模的整體發展。

          20世紀80年代出現的高阻隔新材料EVOH,由于其具有可回收性能,一度威脅過PVDC的發展,但由于EVOH在高濕度下阻隔功能急劇下降,而未能進一步發展,包括雙向拉伸的尼龍膜,都無法取代PVDC的多種優異功能。

          20 世紀 90 年代以后,由于世界對PVDC產品的認識進一步深入,因此其又獲得了大發展,特別在1990年初期的海灣戰爭,美軍的食品全部為PVDC軟包裝,不但包裝輕便快捷,還能保證食品的色香味基本不變,尤其是唯PVDC才能達到美軍提出的軍品包裝貨架壽命應達到3年這一苛刻要求。因此,PVDC作為阻隔包裝膜的應用地位得到不斷鞏固與加深。

          德政府給予PVDC 包裝綠色標識綠點,這是政府認同的綠色包裝。VDC 能與許多種單體進行共聚,但是目前真正具有商業價值的僅有三種型:VDC/ VC、VDC/ AN VDC/ 丙烯酸酯類共聚物。

          2.PVDC的應用

          基于PVDC 的優良特性,其用途十分廣泛,被大量用于肉食品、方便食品、奶制品、化妝品、藥品及需防潮、煙草茶葉、防銹的五金制品、機械零件、軍用品等各種需要有隔氧防腐、隔味保香、隔水防潮、隔油防透等阻隔要求高的產品包裝。

          PVDC 產品包括乳液和樹脂。PVDC膠乳可直接用于制造涂覆PVDC型膜而PVDC樹脂可用于腸衣膜、保鮮膜、熱收縮膜、擠出膜、復合型PVDC膜等的制造。

          PVDC 樹脂是一種在聚合過程中形成魚籽形狀粒子, 其中含有增塑劑、穩定劑、抗氧劑等多種助劑的共聚樹脂, 具有粒度適中、在螺桿煉塑過程中便于捏合和塑化, 可避免各種助劑的添加等優點。

          1 PVDC腸衣膜,主要應用于包裝火腿腸,耐高溫殺菌,適合用在高頻焊接的自動灌腸機上進行工業化大批量火腿腸的生產。我國已成為PVDC腸衣膜用量最大的地區,,如今國內高溫火腿腸的包裝全部使用PVDC腸衣膜,產品保持期可達6個月以上。我國雙匯集團在這方面就做的比較出色。

          2 PVDC 保鮮膜:由于其優越的透明性、良好的表面光澤度及很好的自粘性,被廣泛用于家庭和超市包裝食品;PVDC 保鮮膜不單可以滿足于家庭冰箱中保存食品,而且也可用于微波加熱。

          3 PVDC 收縮膜:主要用于包裝冷鮮肉,通過采用真空包裝機實現對冷鮮肉的包裝,利用其高收縮、高阻隔性的特點,所包裝的冷鮮肉產品不僅有好的外觀,同時可長久保持冷鮮肉的新鮮度。

          4 PVDC復合膜:主要是使得膜高性能化,拓寬膜的應用領域。如通過采用PVDC 共擠出薄膜對冷卻肉包裝, 可以延長肉的保鮮期。

           

          三.PVDC的研究現狀

          1.國外狀況

          目前世界最大的PVDC樹脂生產商為美國陶氏化學公司,其他主要的生產廠商還有日本吳羽公司、英國ICI公司、日本旭化成公司、比利時蘇威公司等。在發達國家,PVDC包裝的應用領域十分廣泛,涉及到食品、化工、化妝品、藥品以及五金機械制品等,由于無毒、使用安全可靠,PVDC在許多國家被譽為綠色包裝材料。

          PVDC的應用與當地的生活水平和質量有關,越是發達國家,PVDC的應用和需求就越廣泛其中,在美國及南北美洲,僅用于大塊鮮肉真空包裝的PVDC樹脂需求量就超過 1.5 萬噸 / 年;日本和韓國食品、藥品、化工產品和電子產品中,60%左右采用PVDC樹脂包裝,其中日本僅保鮮膜的年消費量就超過1億卷,年需PVDC樹脂1.0萬噸以上。

          國外主要PVDC生產廠家的牌號及用途

          公司名稱

          牌號

          生產能力

          用途

          美國陶氏化學

          866,2032,168

          6萬t/a

          食品保鮮膜、復合膜、腸衣膜

          日本吳羽株式會社

          KMI,GG98

          2萬t/a

          腸衣膜

          日本旭化成株式會社

          660,880

          1.5萬t/ a

          腸衣膜及其他特殊用途

          比利時索爾維公司

          --

          1萬t/a

          食品保鮮膜、腸衣膜

          英國ICI公司

          --

          2萬t/a

          食品保鮮膜

           

          2.國內狀況

          20世紀70年代年由河南春都集團從日本引進生產線,生產出第一根火腿腸開始,我國就開始了PVDC薄膜的應用。經過近30年的發展,已經成為全球最大的PVDC樹脂消費市場。

          目前,中國生產PVDC乳液的裝置總能力超過6000/年,PVDC主要用于煙膜包裝(占總量的70%以上) 以及少量的食品、藥品包裝,在浙江巨化集團股份有限公司開發成功PVDC生產技術以前全部依賴進口。

          中國PVDC乳膠國產化技術已經成熟,在技術和成本上完全能與國外競爭,但PVDC樹脂生產技術仍有待進一步完善。浙江巨化集團所生產的PVDC樹脂主要為VDC-VC產品,而VDCMA共聚的產品卻在國內發展緩慢。

           

          四.PVDC的缺陷

          盡管有上述眾多的優勢,PVDC的熔融溫度和分解溫度接近,使得其應用受到了一定的限制。具體表現為:加工時既要保持PVDC具有良好的流動性,又不能分解;由于PVDC的熔融溫度和分解溫度接近,在加工時溫度的控制就非常困難了。

          目前,通過“VDC、MA”,“VDC、VC”等的共聚能夠有效降低聚合物的熔融溫度,從而使其加工性能得到改善。

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