水溶性非食用薄膜.ppt

1、水溶性非食用薄膜 non-consumption water-soluble film,Company Logo,水溶性非食用薄膜,近年来，由于水溶性薄膜具有良好的水溶性、阻隔性、环保性，非常符合人们对包装的环保要求和便利要求，因而受到了世界发达国家食品包装业界的广泛重视。典型的水溶性非食用薄膜有聚乙烯醇薄膜、聚氧化乙烯薄膜。,Company Logo,水溶性非食用薄膜,聚乙烯醇聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性高分子聚合物，性能介于塑料和橡胶之间， 产品主要有纤维用和非纤维用两大类。PVA具有多羟基强氢键分子结构和单一的-C-C-主链，其结构式为：,Company Logo,PVA是为数不多的可

2、人工合成的水溶性高分子材料，但它不能直接由乙烯醇聚合制得，因为乙烯醇极不稳定，不可能存在游离的乙烯醇单体。因此在其制备过程中，首先由醋酸乙烯酯聚合生成聚醋酸乙烯酯，然后醇解生成PVA，其反应式为：醇解（Alcoholysis）是指酯、酰氯、酸酐、酰胺等化合物在醇作用下发生的分解反应。它是溶剂解的一种形式。醇解度是醇解之后得到的产品中羟基占原有基团的百分比。,水 溶 性 非 食 用 薄 膜,Company Logo,水 溶 性 非 食 用 薄 膜,PVA多羟基强氢键特点，使其分解温度(200250)与熔点(226)接近，热塑加工困难，因此，目前PVA的应用和研究大多基于其水溶液。PVA在水中溶解

3、性能的优良决定了其产品质量、售价及市场竞争力，用户往往从PVA在水中的溶解性及溶液质量来认识和评价PVA产品的质量。溶解性： PVA溶于水，水温越高则溶解度越大，但几乎不溶于有机溶剂。 PVA的水溶性在很大程度上受聚合度，特别是醇解度所支配。部分醇解和低聚合度的PVA溶解极快，而完全醇解和高聚合度PVA则溶解较慢。一般规律，对PVA溶解性的影响，醇解度大于聚合度。PVA溶解过程是分阶段进行的，即：亲和润湿-溶胀-无限溶胀-溶解。,聚乙烯醇性质：,Company Logo,水 溶 性 非 食 用 薄 膜,分子间和分子内的羟基间易形成强氢键，阻碍PVA在水中的溶 解，因此，醇解度越高，PVA溶解所

4、需温度越高，时间越长。而 部分醇解PVA的残存醋酸具疏水性，可减弱邻近分子间和分子内 的氢键。因此，适量残存醋酸根的存在可以改善PVA的水溶性。 但随着醋酸根的增加，溶解热的负值增大，相分离的临界温度下 降，在高温下的溶解度逐渐下降。醇解度更低的PVA的溶解度则降低，有结论表明醇解度88的PVA在低温下可以完全溶解 （由樱木、蒂马斯赫夫、向宅等人所证明）。,Company Logo,水溶性非食用薄膜,成膜性和薄膜吸湿性：当溶液中的溶剂水蒸发后形成的浆膜为无色透明，具有良好的机械强度，表面光洁而不发粘，氢、氧、二氧化碳等气体的透过率很低。外界湿度变化对浆膜影响较小。耐化学性：在常温下，溶液的pH

5、值在7.5左右，粘度很稳定，在弱酸弱碱中，粘度也较稳定，但长时间加热至80100以上，则析出现象。在强酸浓硫酸中则被水解。热稳定性：PVA粉末加热到100左右时，外观逐渐发生变化。部分醇解的PVA在190左右开始熔化，200时发生分解。完全醇解的PVA在230左右才开始熔化，240时分解。热裂解实验表明：聚合度越低，重量减少越快；醇解度越高，分解时间越短。,Company Logo,水溶性非食用薄膜,混溶性（相溶性）：聚乙烯醇与其它浆料并用时，具有较好的互相均匀混合（相溶）的性能，如与各类淀粉，树胶，合成树脂，纤维素的衍生物及各类表面活性剂等助剂均能互相混溶且有较好的稳定性。粘度（流动性）：当

6、聚乙烯醇的聚合度相同时，其溶液粘度随着水解度的降低而变小（ 在同温、同浓度情況下），但稳定性好。,Company Logo,水溶性非食用薄膜,PVA膜的制造工艺 目前，国内外制造PVA薄膜的工艺方法，主要有溶液流涎法（湿法），和挤出吹膜法（干法）。 溶液流延法的基本生产流程包括：水溶解PVA流延涂布烘干（热处理）剥离卷取成品。 流延法工艺流程相对简单，但产品质量不易控制，出膜率低，能耗高，设备投资较大。 挤出吹膜工艺流程为：PVA原料、水、增塑剂、润滑剂（颜料）强制循环混合挤出造粒熔融挤出吹膜改性处理卷绕成品。 挤出吹膜法在产品质量、生产效率等方面，比流延法有明显改善，但是工艺过程复杂，技术难

7、度大，能耗高。而且薄膜成型、拉伸、定型同时进行，分子链难于移动，取向程度差，所得薄膜强度不高，未能充分发挥出PVA树脂固有特性。,Company Logo,水溶性非食用薄膜,聚乙烯醇水溶性薄膜的应用 利用其水溶性, 可以用于水中使用产品的包装, 例如: 农药、化 肥、颜料、染料、清洁剂、水处理剂、矿物添加剂、洗涤剂、混 凝土添加剂、摄影用化学试剂及园艺护理化学试剂等。,水溶性PVA袋(粉状农药包装),高透明防静电环保服装包装袋,Company Logo,水溶性非食用薄膜,洗衣液、消毒粉水溶性自动化包装PVA膜,医院用PVA防感染洗衣袋,Company Logo,水溶性非食用薄膜,种子用PVA膜

8、有规定间隔的包装成磁带的样子，大大的节约了劳力。它可防止种子被风吹走或被动物吃掉，也可使土壤保持湿润。,PVA薄膜在采用不饱和聚酯、环氧树脂或其他热固性树脂制作零件时，可作为一种性能优良的脱模材料使用。具有以下优点：1）脱离性能好，脱膜后不易产生毛胚，节省 打磨时间。2）具有高柔软性和光滑度，可以使PVOH薄膜更加贴合模具，脱膜质量更高。2）耐热性好：能耐热达190度。3）力学性能好：拉伸强度大，断裂伸长率高。4）适合连续化生产，生产效率高,Company Logo,水溶性非食用薄膜,2、聚氧化乙烯(PEO)物理性质分子式：H-(-OCH2CH2-)n-OH；白色粒状粉末，水溶性的热塑性材料。

9、相对分 子质量105107的PEO具有高度有序结构， 呈结晶态，熔点652，能完全溶于水，可溶 于部分有机容剂，溶液粘度高。高分子量PEO有 絮凝作用。高分子量PEO晶体是球形结构，如果将其熔铸膜适当退火就会产生层伏结构。 水溶性: 室温下，PEO可以和水以任意比例互溶。相对分子质量为104左右的树脂水溶液在1时就出现拉丝性能，2时，溶液为非粘性的弹性凝胶。当高 于2时，溶液就变为坚韧的橡胶状的水塑性聚合物。,Company Logo,水溶性非食用薄膜,水溶液性质: PEO水溶液的粘度主要取决于溶液的浓度、树脂的分子量、溶液温度、溶液中无机盐的浓度以及剪切速率等因素。高分子量PEO对悬浮水中的

10、固体颗粒有很好的絮凝作用，分子量越高，其絮凝性能越好。把PEO溶液加到流体管道中可以降低流体湍流的摩擦阻力，即使浓度极低也特别有效。非水溶液性质: PEO可以溶解在多种通用有机溶剂中，如乙腈、苯甲醚、氯仿、二氯乙烷、二甲基甲酰胺等，但不溶于脂肪烃、二甘醇、乙二醇和甘曲。固体树脂的性质: PEO具有可延伸性，当温度高于树脂熔点时，高分子量的PEO成为热塑性物质。有时需要在树脂中加入增塑剂或其它热塑性树脂，一方面便于加工，另一方面也使PEO具有良好的复合性能。,Company Logo,水溶性非食用薄膜,化学性质络合性： PEO有醚氧非共用电子对，对氢键有很强的亲合力，可以和许多有机低分子化合物、

11、聚合物及某些无机电解质形成络合物。形成的络合物性质明显不同于原来的任何一种物质的性质，包括熔点、热稳定性和沉淀物的形态等。可与PEO形成络合物的有机物有聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、马来酸酐与丙烯酸共聚物、儿茶酚单宁、-萘酚、三羟甲基酚、酚醛树脂、尿素、D硫脲和朋胶等。可与PEO形成络合物的无机物有氟化胺、氟化钠、溴、碘、钾、汞的卤化物，硫氰酸铵、硫氰酸钾等。氧化性： PEO由于分链上存在大量的醚键，因此很容易受到氧的攻击而发生降解。高温加工时、氧化降解会使熔体粘度随时间而迅速下降。某些重金属离子、氧化剂和紫外线都会加速其氧化降解的进程。抑制氧化降解的方法是添加抗氧化的稳定剂，如吩噻嗪、防老剂BHT

12、、BHA、水杨酸酯等。,Company Logo,水溶性非食用薄膜,聚氧化乙烯的用途,由于PEO低毒且具有完全的水溶性，优异的溶液流变性，与有机溶剂的结 合作用，低灰分和热塑性等，因此，PEO的应用前景广阔。医药工业 将PEO的水溶液涂敷于药丸的外层，制成可控缓释药物，已在医药工业中 广泛应用，可控制药丸成分在体内的扩散速度，提高药丸的效率。由于 PEO的无毒性和成胶性，用作假牙固定剂的组分之一，在假牙和口腔之 间可起到缓冲作用，也有助于减少令人不愉快的气味和味道。PEO水溶 液是一种假塑性液体，利用其粘度对剪切速率的敏感性可用作接触镜(即 隐形眼镜)用液，且细菌不易在PEO上生长能保持接触无

13、菌。,Company Logo,水溶性非食用薄膜,造纸及印刷业 由于PEO是一种很好的絮凝剂，用木材造纸时，加入适量PEO可以提高 填料、颜料和纤维的滞留率及回收率，获得较纯净的回收水。利用其增稠 性和湿粘性用作毛巾纸或卫生纸纸端与芯棒的粘接，便于运输包装，还可 作为纸张的抗静电剂。PEO具有流变性，可在油墨使用中得到平滑、均匀刷品。非水印刷油墨用其络台物微胶囊化、生产干燥有流动性的粉末 作为无碳复写纸。 建材工业 高分子量PEO,在建材方面主要用作分散剂，用于玻璃纤维增强的混凝土 混合物。此外在水泥浆料中添加02%04%高分子量PEO。能提 高料浆的保水性，大大提高其可输送性，并且可抑制粉尘

14、的飞扬，改善生 产环境，PEO也用作水下使用水泥的添加剂。,Company Logo,水溶性非食用薄膜,轻工和纺织业 PEO溶液可用作皮肤清洗剂，如洗涤剂、洗手皂等，还可以作为牙膏的一 个组分，得到光滑稳定的牙膏。它也作为剃须膏的组分，在面部形成一层 薄膜，实现不产生泡沫的剃须。由于PEO具有增稠性和假塑性，在麦芽饮 料中如啤酒工业中也很有用，可达到稳定泡沫的作用。在聚酯、聚酰胺、 聚烯烃类树脂进行熔融纺丝时，加入PEO可改进纤维的抗静电性和染色性。,Company Logo,水溶性非食用薄膜,高分子材料加工业PEO除在合成纤维加工中用作抗静剂的组分外，在其它高分子材料加工中 也有不少应用。例

15、如，在丁苯橡胶等合成 橡胶加工时加入PCO可以防止 生胶辊筒之间的粘结。利用PEO和酚醛树脂之间形成络合物的性质可制得 粘结性很好的水溶性快干胶粘剂。此外,由于PEO具有假塑性，因此可以 作增稠剂，以提高涂料的切变粘度，从而形成均匀平滑的漆膜。农业 用中等分子量的PEO树脂可加工成热塑性薄膜，再在两张薄膜之间夹上种 子而成薄膜种子带。一些农药、杀虫剂、除草剂等有毒性物品可作水溶性 的PEO薄膜封装，以使运输、处理时更为安全。利用PEO的假塑性流变 性可作控制飘流的添加剂，在喷洒农药及除草剂时可防止形成过细的雾滴 漂流损失。,Company Logo,水溶性非食用薄膜,采油和采矿业 采油工业中，

16、在钻井泥浆里加入PEO可以增稠和润滑，提高泥浆质量，控 制壁界面处流体的损失，防止酸和生物对井壁的侵蚀。使用PEO水溶可 避免油层的堵塞和有价值流体的流失，提高油田产量，避免注入液渗入油 层。 市政建设方面 利用高分子量PEO的减低流体阻力的特性，在消防水管系统中添加少量的 PEO树脂可使水管理中摩擦阻力降低多达80%左右，有利于远距离物体 及高层建筑的灭火。还可用于解决城市污水过载排放的问题。,Company Logo,水溶性非食用薄膜,陶瓷方面 由于PEO具有假塑性，因此可以作增稠剂，以提高涂料的切变粘度. 利于陶瓷成形。其它PEO由于其独特的性能在各种精细化学品上的应用越来越广。例如，

17、PEO可作抑制尘土的防尘剂；可重复使用的化学冰袋；喷印墨水稳定 剂；定型发胶的添加剂；用以制造能释放头发定型剂的梳子；还用于卫生 间冰箱的抗冻剂等。,Company Logo,水溶性非食用薄膜,水溶性非食用薄膜的应用前景 现在，很多食品都流行采用大包装内配小包装的配套包装方式， 大包装主要起密封防潮作用，而内部的小包装则用于提高使用和 处理的方便性。水溶性薄膜在食品包装中主要用于小包装，比如 牛奶、豆奶、茶等的小包装、小袋勺料的顿包装以及其它一次性 包装等等；此外，水溶性薄膜还可以与纸复合，作为食品内包装 的覆膜层。专家指出，未来水溶性薄膜还会在食品包装的防伪和 质量鉴别等方面有所作为。,Company Logo,水溶性非食用薄膜,如采用不同皂化程度的聚乙烯醇制取不同溶解温度和溶解时间的 水溶性薄膜，用作非水性液体的包装，这类物质很容易被不法者 掺假，而正规厂家采用水溶性薄膜包装后，一旦被制假者加入一 定量的水，包装便会溶化，这样就达到了防假打假的目的。另 外，现在市场上的鲜肉被不法者通过注水来坑害消费者，而用水 溶性薄膜便可以鉴别出来。 随着经济发展与社会进步，人们的生活水平得到迅速提高，对食 品包装的安全性、环保性、便利性提出了更高的要求，水溶性薄 膜作为环保性方便类包装材料将会得到更广泛的应用，其市场前景十分看好。,谢谢观赏,