一、前言

　　高科技水溶性塑料包装薄膜作为一一种新颖的包装材料，在欧美、日本等国被广泛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、摄影用之化学试剂及园艺护理的化学试剂等。它的主要特点是：1．环保安全、降解彻底达10％），降解的最终产物是CO₂和H₂O，可彻底解决包装废弃物的处理问题：2．使用安全方便，避免使用者直接接触被包装物，宜于对人体有害物品的包装，3．能准确计量、防止浪费，4．力学性能好，且可热封，热封强度较高，5．具有防伪功能，可作为优质产品防伪的最佳武器，延长优质产品的寿命周期。

　　国外主要是日本、美国和法国等生产销售此类产品，像美国的W.T.P公司、C.C.I.P公司，法国的CREENSOL公司和日本的合成化学公司等。国内株洲工学院与广东肇庆方兴包装材料公司在中国包装总公司科技部的支持下，联合研制开发了高科技水溶性薄膜及其生产设备，目前已投入生产，其产品正在走向市场。本文就水溶性塑料薄膜成分、生产工艺过程及其特性加以介绍，并较系统地论述高科技水溶性塑料薄膜应用前景。

　　二、水溶性塑料包装薄膜的生产工艺过程

　　高科技溶性包装薄膜主要以聚乙烯醇为主要原料，添加各种助剂，如表面活性剂、增塑剂、防粘剂等等，其工艺与传统的塑料薄膜成型工艺有所不同，它的工艺过程是：采用先将原料制成固含量为18％－20％的水溶性胶，再流延少布到镜面不锈钢带上，经干燥成膜后从钢带上剥离，然后进入干燥室干燥至规定水分后，切边收卷获得成品膜。其工艺流程如图1所示：

图1 工艺简图

　　三、高科技水溶性包装薄膜的主要化学成分及其环保特性

　　1．化学成分：高科技水溶性包装薄膜的主要原料是低醇解度的聚乙烯醇，利用聚乙烯醇成膜性、水溶性及降解性，添加各种助剂，其主要化学成分如下：聚乙烯醇78％－82％，表面活性剂0．2％－0．3％，增塑剂10％－12％，防粘剂0．3％，水7．5％。

　　2．环保特性：高科技水溶性薄膜产品属于绿色环保包装材料，在欧美、日本等国均得到国家环保部门的认可。

　　目前国内外主要把生物耗氧量（BOD）及化学耗氧量（COD）作为环保的指标。日本有关部门测定聚乙烯醇生产耗氧量（BOD）比定粉小得多，美国空气产品公司把Airvol公司PVA产品生物降解5天后可测得BOD量低于最初BOD总量的1％。经过生物试验表明，聚乙烯醇既无毒，也不会阻止微生物的生长繁殖，对废水处理和环境卫生没有影响。有关部门微生物分解试验研究也表明聚乙烯醇几乎完全被分解，使COD降得很低矮。

　　就降解机理而言，聚乙烯醇具有水和生物两种降解特性，首先溶于水形成胶液渗入土壤中，增加土壤的团粘化、透气性和保水性，特别适合于沙土改造。在土壤中的PVA可被土壤中分离的细菌——甲单细胞（Pseudomonas）属的菌株分解。至少两种细菌组成的共生体系可降解聚乙烯醇：一种菌是聚乙烯醇的活性菌，另一种是生产PVA活性菌所需物质的菌。仲醇的氧化反应催化聚乙烯醇，然后水解酶切断被氧化的PVA主链，进一步降解，最终可降解为CO₂和H₂O。

　　四、高科技溶水性包装薄膜的主要性能

　　1．含水量：成卷的水溶性薄膜用PE塑料包装以保持其特定的含水量不变。当水溶性薄膜从PE包装中取出后，其含水量随环境温度发生变化，其性能也随之有所变化。

　　表1 水溶性包装薄膜的平衡水分

	45％RH	65％RH	80％RH
20℃	4％-6％	8％-9％	11％-13％

　　2．防静电性：水溶性膜是一种防静电薄膜，与其他塑料薄膜不同，具有良好的防静电性。在使用水溶性薄膜包装产品过程中，不会因为静电而引起其可塑性降低及静电附尘。

　　3．水分及气体透过率：水溶性膜对水分及氨气具有较强的透过性、但对氧气、氮气、氢气及二氧化碳气具有良好的阻融性。这些特点，使其可以完好保持被包装产品的成分及本身气味。

　　4．热封性：水溶性包装薄膜具有良好的热封性，适合于电阻热封，高频热封，热封强度与温湿度、压力、时间等条件有关，一般大于20g/cm。

　　5．力学性能：水溶性包装薄膜的力学性能如表2所示。

　　表2 水溶性包装薄膜的力学性能

性能指标	相对湿度
	45％RH	65％RH	80％RH
弹性模量kg/cm2	1500-2500	800-1700	400-1000
抗拉强度kg/cm2	300-400	250-350	200-250
撕裂力kg/cm2	150-200	100-180	50-150
延伸率	90-150	200-300	220-300
温度20℃

　　6．印刷性能 水溶性薄膜可以用普通的印刷方法进行清晰和顺利的印刷、印刷性良好。

　　7．耐油性及耐化学药品性：水溶性包装薄膜具有良好的耐油性（植物油、动物油、矿物油），耐指肪性、耐有机溶剂和碳水化合物等。但强碱、强酸、氯自由基及其他可与PVA发生化学反应的物质（如硼砂、硼酸、某些染料等），这类物质建议不用水溶性薄膜包装。

　　8．水溶性：水溶性薄膜的水溶怀与其厚度和温度有关，以25μm厚薄膜为例，其有关数据如下：

　　表3 水溶性薄膜水溶性数据（25μm）

温度	20℃	30℃	40℃
溶解时间(s)	65-80	45-50	25-30

　　五、高科技溶水包装薄膜的应用前景

　　水溶性薄膜用途广泛，市场十分广阔，并具有环保特性，因此已受到世界达国家广泛重视。例如，日本、美国和法国等已大批量生产销售此类产品，象美国的W.T.P公司、C.C.I.P公司、法国的GREENSOL公司以及日本的合成化学公司等。其用户也是一些著名的大公司，例如，Bayet（拜耳）、Henkel(汉高)、Shell（壳牌）、Agr.Eva(艾格福)等大公司都已开始使用水溶性薄膜包装其产品。

　　在国内，水溶性薄膜市场正在兴起，就国内市场而言，据有关资料统计，目前每年需要包装薄膜占塑料制品的20％，约达30．9万吨，即便按占有市场5％计，则每年需求量也达1．5万吨。就价格而言国内产品的优热也是十分明显的，水溶性薄膜目前市场售价，美国产品为13－17万元／吨，日本产品为20－25万元／吨，国内产品销售价仅为美国的40％，平均售价为6万元／吨。

　　此外，水溶性薄膜的主要原料是聚乙烯醇，我国是原料生产大国，这对高科技溶水性包装薄膜的应用前景的市场开发极为有利，且随着社会的发展和进步，人们越来越注意保持我们赖以生存的环境，尤其是我国即将与国际发达国家接轨，对包装环保要求日益提高，因而水溶性薄膜在我国的应用前景一定十分广阔。

[时间：2001-09-07  作者：郝喜海　马力　李坚  来源：包装世界2001－2]