浅谈PVDC包装材料的发展及其非绿色环保特性

李新芳 涂志刚 赵素芬 谢文彬 张莉琼

（中山火炬职业技术学院,中山 528436）

聚偏二氯乙烯（PVDC）是当今世界上塑料包装中综合阻隔性能最好的一种包装材料[1-4]之一。它既不同于聚乙烯醇的随着吸湿增加而使阻气性急剧下降，也不同于尼龙膜的由于吸水性而使阻湿性能变差，而是一种阻湿、阻气性能皆优的高阻隔性能材料。

与一般包装材料相比，PVDC的阻隔性能是普通包装材料的几倍、几十倍甚至几百倍。它除了塑料的一般性能外，还具有自熄性、耐油性和保味性，防潮、防霉性能也非常优异，特别是它具有低温热封及热收缩性，而且便于印刷。它既可以与多种聚合物制造复合膜或片材，也可以用作纸张、再生纤维素、塑料片材等的阻隔涂层，在食品、药品、精密仪器和各种军事用品等包装领域得到广泛应用[5-8]。但随着世界各国对环境保护的日益关注，PVDC的应用局限于它的非绿色环保特性。

本文阐述了PVDC国内外发展概况，分析了PVDC的非绿色环保特性，提出了生物降解材料是解决塑料包装制品“白色污染”的有效途径。

1.PVDC国内外发展概况[9,10]

世界上第一次通过实验室聚合获得线性高分子的PVDC是在1930年。美国DOW化学公司首先将其工业化。由于初期适逢“二战”而主要用于军品包装，这给PVDC工业技术蒙上了一层神秘色彩，因而成了美国DOW化学公司多年不解密、不转让的一项工业技术。

到上世纪60年代，先后有多家公司开发出PVDC产品工业技术，PVDC才在西方发达国家开始达到大规模的整体发展。到上世纪80年代中期，PVDC发展到高峰，世界PVDC产能达到17万吨/年，后来由于聚乙烯醇和双向拉伸尼龙膜的问世，同时，由于有关氯塑料废料制品产生白色污染和焚烧可能产生致癌物质二噁英等的争论也使PVDC的发展大受影响，世界PVDC生产能力一度曾降低到9万吨/年。

在发达国家，PVDC的应用领域十分广泛，涉及到食品、化工、化妆品、药品以及五金机械制品等，由于它无毒，使用安全可靠，因而在许多国家被誉为“绿色”包装材料。目前，在北美洲、南美洲、欧洲，PVDC市场分布基本相同；亚太地区很大市场容量不及南、北美洲，日本和韩国食品、药品、化工产品和电子产品中，60%左右采用PVDC包装。

与西方发达国家相比，我国PVDC开发起步较晚，上世纪80年代中期，浙江巨化集团公司组织科技人员自行开发PVDC产品，与浙江大学、北京化工大学、浙江研究院等共同攻关。

2000年8月，浙江巨化集团公司投资1.3亿元，建成了国内首家万吨级PVDC生产装置，生产VDC单体、PVDC树脂和乳液，从而打破了长期以来国外大公司对我国PVDC生产技术的高度技术封锁。2015年，浙江巨化股份有限公司开发的食品包装材料用新型聚偏氯乙烯（PVDC）共聚树脂通过了中国石油和化学工业联合会组织的成果鉴定[11]。这一科技成果成功打破了国外技术垄断，整体技术水平达到国际先进水平，并建议巨化扩大生产规模，加快产品市场推广应用进程，推动国产PVDC产业技术的发展。随着国家节能减排和氯碱行业转型升级的深入，东部氯碱企业逐步退出PVC等高能耗产业，巨化在PVDC产品上取得的创新突破，成为国内氯碱企业转型升级的一个重要方向。巨化方面表示，将进一步扩大PVDC共聚树脂的产能，力争在“十三五”时期将产能规模扩大至10万吨/年。

2.PVDC的非绿色环保分析

从阻隔性塑料包装材料的应用及发展来看，PVDC以其优异的阻气防潮性、耐油脂性、隔味性等，成为现今市场上塑料包装中综合阻隔性能最好的包装材料之一。20世纪80年代，世界绿色使者配合环保组织掀起了声势浩大的反白色污染活动，特别是含氯塑料险被判为“极刑”，美国麦当劳快餐食品包装曾一度由塑料盒改为纸盒，丹麦、荷兰、瑞典等宣布不再使用PVC。

在美国，PVDC包装材料被确定为无毒安全的塑料材料，通过了美国食品药品管理局（FDA）的认证，可用于食品药品包装；在德国，PVDC包装材料被誉为绿色包装材料，拥有“绿色”标志；日本、韩国目前市场上流通的小包装食品、药品、化工产品、电子产品等，有60%左右采用PVDC材料包装。PVDC包装材料被誉为“绿色”包装材料，是因为研究表明[12]，PVDC焚烧可能产生致癌物质二口恶英很有限，而用纸、木或其他传统材料代替塑料包装，将使包装废弃物增加4倍，体积增加2.5倍，包装总能源和总成本也会增加2倍，因此，塑料的负面影响相对正面作用是微不足道的。

从绿色环保来看，环境保护的一个重要要求就是包装材料的减量化，使用PVDC复合包装材料比使用普通的PE膜、纸、铝箔等材料要节省许多，从而可达到实现包装材料的减少和减少废物源的目的。因此，使用PVDC包装材料适应了减量化这一环保要求。

但是，PVDC进入自然环境后难以降解而带来的长期的深层次环境问题是显而易见的。PVDC包装材料化学结构稳定，不易被天然微生物菌破坏，在自然环境中长期不降解，将在环境中变成污染物永久存在并不断累积。特别是我国当前对于垃圾的处理方式主要以填埋和焚烧为主，作为一次性使用的包装材料，从绿色环保的角度，PVDC不应归为绿色环保类材料。它对环境和人类健康的危害表现在如下三个方面。

（1）水土污染。填埋PVDC包装材料不仅会占用大量土地，严重污染土地和地下水资源，PVDC混在土壤中不断累积，会影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产。而且被占用的水土长期得不到恢复，影响土地的可持续利用，加剧了水土资源的生态压力，使子孙后代失去生存的空间。

（2）大气污染及对人类身体健康的影响。焚烧PVDC包装材料，就会产生废气、毒气，比如二噁英(Dioxin)，包括200多种化合物。它的毒性很大，是砒霜的900倍，造成环境污染。自然界的微生物和水解作用对二噁英的分子结构影响较小，环境中的二噁英很难自然降解消纳。而且二噁英容易聚积在食物链中，化学特性稳定并易于被脂肪组织吸收，长期积蓄在体内，二噁英是具有持久性有机污染物的危险化学物质。实验证明二噁英可以损害多种器官和系统。有“世纪之毒”之称，万分之一甚至亿分之一克的二噁英就会给健康带来严重的危害。二噁英除了具有致癌毒性以外，还具有生殖毒性和遗传毒性，直接危害子孙后代的健康和生活。国际癌症研究中心已将其列为人类一级致癌物。

（3）对动物生存构成威胁。抛弃在陆地上或水体中的PVDC包装材料，被动物当作食物吞入，导致动物死亡。在动物园、牧区、农村、海洋中，此类情况已屡见不鲜。

从塑料包装环保的4R理念（减少原料(Reduce)、再利用(Reuse)、再循环(Recycle)和再回收利用(Replace)）出发，绿色包装应当同时满足环境保护（比如废弃包装材料可降解或可回收利用或无害化处理）、节约资源（比如非过度性包装）及卫生性能（尤其是食品药品包装）的要求，PVDC是目前塑料包装材料中环境保护适应性最差的品种，既不能在自然环境中降解，又不能熔融再生回收利用，焚烧和填埋处理又有产生氯化氢甚至二噁英等有毒有害物质的弊端。PVDC不具备绿色环保的特点，不应归为绿色包装材料，不可作为绿色包装材料加以倡导。

3.结语

当前，寻找新的环境友好型材料迫在眉睫，而生物可降解材料正是解决塑料包装制品“白色污染”的有效途径。生物可降解材料可在环境微生物的作用下分解，最终被有机化而成为自然界中碳元素循环的一个组成部分，是一次性塑料制品的理想材料，是解决塑料废弃物污染的重要途径。进入21世纪，中国与全球一样，资源将更趋贫乏，如何有效利用资源、节约有限资源和开拓新的原料来源，是保证经济可持续发展的重要问题，中国当前研发生产的高淀粉含量生物降解塑料，不仅可以节约30%～60%的石油化工资源，同时还可大大减少垃圾产生量，起到减轻环境污染的作用，这是最明智的选择，为民造福，意义重大，是值得重视的发展方向[13,14]。

与此同时，今后如何进一步研发、应用可降解的高阻隔型包装材料也是一个值得包装界同仁高度关注的一个问题。