PVA 吹塑薄膜生产工艺

2014-11-28孙永泰

上海塑料 2014年3期

关键词：吹塑光泽度成膜

孙永泰

（辽中水利化工设备厂，辽宁辽中 110200）

0 前言

PVA 薄膜具有优良的阻隔性、透明度、抗静电性以及耐油性与耐有机溶剂性，是优良的包装材料。PVA 和聚乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、聚碳酸酯等生产一些复合膜，用于一些出口物品的包装。

PVA 薄膜较一般薄膜生产工艺复杂。由于PVA 树脂熔点为210～240 ℃，在160 ℃左右开始脱水醚化，200 ℃左右开始分解。生产时一般把PVA 树脂在水中溶胀，使水的质量分数达到45%～50%，然后经挤出熔融，吹塑成膜。

与其他薄膜比较，PVA 薄膜具有许多优良的特性。

1 PVA薄膜的特性［1］

1.1 拉伸强度与断裂伸长率

PVA 薄膜的拉伸强度大，断裂伸长率一般。表1列出了各种薄膜的拉伸强度及断裂伸长率。

表1 各种薄膜的拉伸强度及断裂伸长率

1.2 脱模性和表面金属化

PVA 膜对疏水性极强的塑料的亲和力低，对极性小的有机材料的剥离性能好。PVA 薄膜可以在1.5×10－2Pa～270×10－2Pa的真空度下镀铝，其制品在25 ℃水中浸24h，镀层不会剥离。

1.3 印刷性

PVA 薄膜同玻璃纸一样，极性强，印刷性能好，用印刷玻璃纸的油墨也可印刷各色美丽的图案和文字，装潢性能好。

1.4 透明度和光泽度［2］

PVA 薄膜的透明度和光泽度优于其它薄膜，如表2所示。

表2 各种薄膜的透明度和光泽度

1.5 耐油性

PVA 膜同玻璃纸一样，耐油性极好，能耐几乎所有油和油脂类的有机溶剂，如表3所示。

表3 各种薄膜的耐油性

1.6 抗静电性

PVA 薄膜几乎不带静电，与玻璃纸的相差不多，如表4所示。

表4 各种薄膜的静电压

1.7 热合性和黏接性

PVA 膜不仅可以热合，还可以黏接。热合时，热合温度与热合压力、时间、薄膜的厚度、树脂牌号及含水率有关，一般热合温度为150～250 ℃。PVA 膜黏接时，醇酸树脂为良好的黏合剂，如表5所示。

表5 不同黏合剂下PVA膜的黏接强度

1.8 其它性能

PVA 薄膜的耐热水温度为70～80 ℃，耐候性较好，使用寿命长。PVA 薄膜的透湿性较高，包装较热湿的物质不会产生雾滴。PVA 膜有一定的透气性，但较其它薄膜的低，透氧量也较其它薄膜的低，是良好的包装材料。

2 吹塑法生产PVA膜工艺及特点［3］

2.1 PVA薄膜的生产方法

PVA 薄膜的生产方法较多，主要有溶液流涎法、平挤法、双向拉伸法、吹塑法及吹塑后再双向拉伸等。

溶液流涎法的特点是：产品透明度、光泽度好，但生产能力低，设备费用高，占地面积大，工人劳动强度大。平挤法较溶液流涎法生产能力有所提高。双向拉伸法生产的PVA 薄膜的力学强度、耐候性、透明性、气密性、尺寸稳定性、光泽度等均良好，可满足食品包装的要求。在国外，这种生产方法较普遍，但设备投资巨大。而吹塑法操作简单，设备投资小，生产范围广，产品成型为筒状，便于制袋。但透明度、光泽度、尺寸稳定性不如双向拉伸法的。因此，人们采用吹塑成型后，再双向拉伸的方法，以克服吹塑法生产的缺点，取得了良好的效果。

2.2 吹塑法生产PVA薄膜工艺

2.2.1 工艺流程

2.2.2 工艺特点

（1）吸水溶胀 PVA 树脂在挤出前，要用水溶胀。溶胀是否良好、均匀直接影响后序的生产。溶胀不好，不可能形成均匀一致的熔融体，无法正常吹塑成膜，即使成膜，性能也不好。树脂的吸水量与温度、溶胀时间有关。

（2）挤出吹塑在挤出吹塑时，PVA 熔体中的树脂硬点、杂质和气泡均会使泡管破裂，所以在口模前加装孔径为0.10～0.15mm 的过滤网。与PE吹膜相比，PVA 吹膜对环境要求高。这是由于PVA 含水熔融体吹塑制膜时泡管直径不易稳定，原因有：①黏度低。②泡管必需的降冷量高，冷却效果如有波动，泡管直径立即波动。③泡管形成区和胀大区的薄膜表面不断挥发出蒸汽。由于蒸汽导热系数只有PVA 的15%左右，导致冷却速率受到限制，使泡管胀大区域增长。这也会使泡管直径不易稳定。④室温超过30 ℃，冷却效果下降，泡管也不易稳定。因此，生产时要严格控制各种影响因素，以保证顺利生产。

（3）双向拉伸一般吹塑法生产PVA 薄膜，在成膜后采用加热后烘干得到成品。由于成膜后未经双向拉伸，薄膜厚，强度也低；而吹塑成膜后再经过两次双向拉伸，效果较好。如果两次双向拉伸比为1∶（3～4.0）时，纵横向拉伸强度为120～250 MPa；双向拉伸比为1∶（8～9）时，纵横向拉伸强度可达400MPa。生产中可根据产品要求，控制合适的双向拉伸比，制备所需性能的薄膜。因此，用这种方法生产的薄膜性能优良，并节省能耗。

（4）烘干与热定型经双向拉伸后的泡管，进入烘干通道。在通道周围采用远红外加热或工频加热。通道长6～8m，直径视泡管直径而定。

由于PVA 薄膜的吸湿性与透湿性都较高，因此需要热定型。热定型后薄膜的结晶度提高，吸湿性与透湿性均下降。