一种可降解聚乙烯醇高阻隔薄膜及其制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种可降解聚乙烯醇高阻隔薄膜及其制作方法。一种可降解聚乙烯醇高阻隔薄膜由聚乙烯醇组合物制备而成，所述聚乙烯醇组合物包含5wt％的天然多酚、0wt％～0.5wt％的氧化钙和94.5wt％～95wt％的聚乙烯醇；所述聚乙烯醇组合物中不含增塑剂。其制作步骤为：取wt％的天然多酚、0wt％～0.5wt％的氧化钙和94.5wt％～95wt％的聚乙烯醇，混合均匀并干燥后，熔融挤出、吹膜机组吹塑。本发明通过添加少量的天然多酚／氧化钙复配改性PVA(不含增塑剂)，获得较宽的熔融加工窗口，克服了添加传统的改性剂造成其综合性能下降的问题。另外，天然多酚可从动植物边角料中提取、价格低廉，制作成本大大降低。
【专利说明】一种可降解聚乙烯醇高阻隔薄膜及其制作方法
【技术领域】:
[0001]本发明涉及一种聚乙烯醇薄膜，特别涉及一种可降解聚乙烯醇高阻隔薄膜及其制作方法。
【背景技术】:
[0002]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。目前，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。
[0003]热塑加工是高分子材料最普通、最常用的一种主要成型方法，简单易行、成本低、实用性强、灵活性高。然而，由于PVA高分子链相邻羟基间易形成大量的分子内和分子间氢键，使其热分解温度(200-250°C )与熔点(226°C )接近，熔融时即发生热分解，因而难以热塑加工。因此，开发PVA热塑加工技术制备薄膜是解决以上问题的关键，也是目前国内外主要攻关方向之一。为实现PVA的热塑加工，国内外通常采用共聚、共混、增塑等改性方法，减弱高分子内和分子间的作用力，以降低熔点，改善熔融加工性能:
[0004](I)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°C ；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°C，成型加工温度在210-230 O。
[0005](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°C。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。目前，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。
[0006](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。
[0007](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。[0008]以上改性方法可在一定程度上改善PVA的热塑加工性，但真正市场化产品鲜有报道。其中，共聚制备过程技术难度大、生产成本高；同时还应注意到，其他改性方法中须添加大量的改性剂来大幅度降低PVA的熔点或提高热分解温度实现热塑加工，由此导致PVA制品的综合性能(尤其是阻隔性能)明显下降，而且还会由于改性剂(如增塑剂)的迁移引起薄膜变脆、污染接触物等问题，在食品和药品包装等领域的应用受到限制。
[0009]公开于该【背景技术】部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。
【发明内容】
:
[0010]本发明的目的在于提供一种由不含增塑剂的可降解聚乙烯醇高阻隔薄膜及其制作方法，从而克服现有产品由于添加增塑剂导致薄膜变脆等综合性能降低存在的缺点。
[0011]为实现上述目的，本发明提供了一种可降解聚乙烯醇高阻隔薄膜及其制作方法。
[0012]一种可降解聚乙烯醇高阻隔薄膜，由聚乙烯醇组合物制备而成，其特征在于:所述聚乙烯醇组合物包含5wt%的天然多酹、0wt%~0.5wt%的氧化钙和94.5wt%~95wt%的聚乙烯醇。
[0013]优选地，上述技术方案中，所述聚乙烯醇组合物中不含增塑剂。
[0014]一种可降解聚乙烯醇高阻隔薄膜的制作方法，其特征在于:制作步骤如下:
[0015]I)取5wt%的天然多酌.、0wt%~0.5wt%的氧化钙、94.5wt%~95wt%的聚乙烯醇,混合均匀并抽真空干燥；
[0016]2)进入熔融挤出工序，工作温度为215°C~230°C ；
[0017]3)通过吹膜机组吹塑即可制备聚乙烯醇高阻隔薄膜样品，工作温度为175°C~180。。。
[0018]与现有技术相比，本发明具有如下有益效果:
[0019]本技术方案采用多重稳定与分子复合技术，通过添加少量的天然多酚/氧化钙复配改性PVA(不含增塑剂)，获得较宽的熔融加工窗口，经过熔融挤出吹塑，制备综合性能优异的低成本、高阻隔PVA薄膜，该技术既克服添加大量的传统改性剂造成PVA综合性能下降的问题，又避免小分子增塑剂的迁移带来的诸多问题。另外，天然多酚广泛存在于动植物中，多属于生物大分子，对人体无害，具有可食性，可从动植物边角料中提取、价格低廉，制作成本大大降低。
【具体实施方式】:
[0020]下面对本发明的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0021]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。
[0022]根据本发明【具体实施方式】的一种可降解聚乙烯醇高阻隔薄膜，由聚乙烯醇组合物制备而成，所述聚乙烯醇组合物包含5wt %的天然多酹、Owt %~0.5wt %的氧化钙和94.5wt%~95wt%的聚乙烯醇；所述聚乙烯醇组合物中不含增塑剂。[0023]一种可降解聚乙烯醇高阻隔薄膜的制作方法，步骤如下:
[0024]I)取5wt%的天然多酚、0wt%~ 0.5wt%的氧化钙、94.5wt%~95界七％的聚乙烯醇，混合均匀并抽真空干燥；
[0025]2)进入熔融挤出工序，工作温度为215°C~230°C ；
[0026]3)通过吹膜机组吹塑即可制备聚乙烯醇高阻隔薄膜样品，工作温度为175°C~180。。。
[0027]经测试，采用少量的天然大分子多酚(5wt% )和氧化钙(0.5wt% )复配改性PVA(不含增塑剂)，其热分解温度(Td)由233°C提高到321°C，提高了近90°C，而且熔点(Tm)由231°C降低到212°C，降低了 20°C，熔融加工窗口增大为110°C，初步实现了热塑性加工，所得PVA薄膜的力学性能和阻隔性能优异(如下表所示)，其阻隔性能约为是聚乙烯薄膜的1000倍。
[0028]
【权利要求】
1.一种可降解聚乙烯醇高阻隔薄膜，由聚乙烯醇组合物制备而成，其特征在于:所述聚乙烯醇组合物包含5wt%的天然多酹、Owt%~0.5wt%的氧化钙和94.5wt%~95wt%的聚乙烯醇。
2.根据权利要求1所述的一种可降解聚乙烯醇高阻隔薄膜，其特征在于:所述聚乙烯醇组合物中不含增塑剂。
3.—种可降解聚乙烯醇高阻隔薄膜的制作方法，其特征在于:制作步骤如下: 1)取5wt%的天然多酌.、Owt%~0.5wt%的氧化钙、94.5wt%~95wt%的聚乙烯醇，混合均匀并抽真空干燥； 2)进入熔融挤出工序，工作温度为215°C~230°C； 3)通过吹膜机组吹 塑即可制备聚乙烯醇高阻隔薄膜样品，工作温度为175°C~180°C。
【文档编号】C08K5/13GK103980640SQ201410150208
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年4月15日 优先权日:2014年4月15日
【发明者】尹志勤 申请人:江苏申乾食品包装有限公司