PVC做不下去了?做PVDC實現產業升級
塑料網訊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
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膜
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
由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,能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
4.加工性能
與VDCVC共聚相比VDC與MA的共聚具有以下優勢
1）VDCVC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
2）VDC-VC體系中,VDCVC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
4）VDC-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
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/VCVDC/AN和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
2.國內狀況
自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噸/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VDC與MA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"VDCMA""VDCVC"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
