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PVDC软包装主导高阻隔材料一

发布时间:2022年04月28日    点击:[1]人次

PVDC:软包装主导高阻隔材料(一)

PVDC的发展历史

PVDC,学名为“聚偏二氯乙烯”。其单体偏二氯乙烯于1830年由法国化学家Regnailt发现并第一次进行了记述,从此开创了VDC聚合物研制与应用史。但由于偏二氯乙烯(Vinylidene缩写VDC)均聚物结晶度高,熔融温度与分解温度接近,难于成型加工,且PVDC难与增塑剂相容,也难溶于一般的溶剂,所以一直找不到合适的成型加工方法,因此,PVDC并没有产生重大的工业实用价值。

20世纪30年代,美国的Wiley等人对VDC共聚进行了深入的研究,发现VDC与某些单体共聚的树脂既能保持PVDC的许多优良特性,又能降低熔融温度,并使树脂更加稳定,因而易于加工成型。根据Wiley等人的研究,美国Dow化公司于1939年首次实现VDC/VC单体共聚的工业化生产,接着又引入了丙烯腈(AN)、丙烯酸甲脂(MA)、甲基丙烯酸甲脂(MMA)等单体与之共聚,形成了以“Saran”命名的较高含量的VDC共聚树脂系列产品,这是第一个商品化的PVDC产品系列。

日本于1948年末开始VDC与VC共聚物的研究工作,1951年,Dow化公司与日本旭化成公司合作成立旭道公司,日本旭化成公司也开始了PVDC的生产加工。

1953年,日本吴羽公司自行开发了PVDC技术,并对PVDC的吹膜工艺进行了进一步的开发,开始生产PVDC保鲜膜,在1957年,用于食品包装的PVDC保鲜膜第一次进入市场;1975年,吴羽又成功地研制出用于火腿肠自动充填结扎设备KAP机的片状PVDC薄膜,使PVDC的应用领域进一步扩大,把PVDC薄膜的应用推向一个全新的时期。

八十年代,PVDC作为阻隔层的热收缩膜技术在美国也得到突破性的进展,这种热收缩膜依托多层共挤技术,产品结构多为:(Outside)LLDPE/EVA/PVDC/EVA/SURLYN(Inside),充分发挥了PVDC同时具有阻氧、阻水汽的特点;九十年代末,为适应拉伸膜提高性能与降低成本的要求,美国Dow化公司结合加拿大Macro公司,提出了EVA包裹PVDC的概念,开发出了多层共挤PVDC拉伸膜。

PVDC的特性

PVDC是一种无毒、无味、淡黄色、粉末状的高阻隔性材料。除具有塑料的一般性能外,还具有自熄性、耐油性、耐腐蚀性、保味性以及优异的防潮、防霉等性能,同时还具有优良的印刷性能。

PVDC是一种软化温度在160℃-200℃的热塑性树脂,受热易分解,并产生氯化氢气体,特别在氧及金属物的存在下,促进其分解。PVDC具有头尾相连的线性聚合链结构:···-CH2-CCl2-CH2-CCl2-···,由于其分子结构的对称性,且分子间凝集力强,氧分子、水分子很难在PVDC中移动,从而使其具有良好的隔氧性和隔气性等特性。

PVDC优良特性表现在与其它阻隔材料相比,具有更优的性价比。

为准确地评价一种物质的阻隔性能,必须在不同的条件下进行综合分析评价,然后从这些分析结论中得出各种材料阻隔性能以便做出比较。通过综合对比分析,我们认为PVDC是当今世界上阻隔性能最好的一种包装材料。它既不同于EVOH,随着吸湿增加而使阻气性急剧下降,也不同于PA由于吸水性使阻湿性能变差,产品形状发生改变,更不同于铝箔耐折性极差,而是一种阻湿、阻气皆优的高阻隔材料,详细原因阐述如下:

EVOH是乙烯与乙烯醇的共聚物,在潮湿的环境下,会与H2O形成氢键,所以湿度会对其阻氧性造成很大的影响,而PVDC由于其对称的分子结构和疏水基氯的存在,可以限制氧和水蒸气渗透并且不随湿度改变。实验证明,在湿度为0-70%之间时,EVOH(38%)的阻氧性优于PVDC,当湿度大于70%时,EVOH阻氧性下降很快,不如PVDC,在80%的相对湿度下,PVDC的阻氧性好于EVOH 3倍,在100%的相对湿度下,PVDC的阻氧性好于EVOH 13倍。特别对于肉制品包装,外界的相对湿度为60-70%,肉制品内部的相对温度为95-100%,所以在肉制品包装中PVDC远比EVOH优越。

同时,PVDC还具有很好的阻水性和保香性。为了保持包装产品的干燥和新鲜美味,就需要高阻水性,PVDC树脂完全可以提供一个保持食品干燥的阻水性;又因其低透过性,PVDC也提供了突出的防止香味遗失的性能和保持香味完全,这对低脂食品非常重要。因此,用这种材料包装食品,对食品的色、香、味均有优良的保护作用。

另外,PVDC还有很强的价格优势,其价位不足EVOH的一半,与铝箔相比也有很强的成本竞争力。因此,用这种材料包装产品具有优异的性价比,随着PVDC应用领域的拓宽,在软包装中的应用将大有前途。

综上所述,PVDC的优良特性可汇总如下:

⑴氧气透过率低,能防止食品发生氧化变质,大大延长了食品的货架期,还能长久保持内装物的香味及防止外部不良气味的侵入。

⑵水汽透过率低,不会使产品发生失水变干,口感变差的现象,在潮湿地区不会引起产品变质,不会因吸水而损伤包装原型。

⑶热收缩性,薄膜在高温下发生收缩,可保证薄膜紧贴于包装物上,贴体性好,包装美观。当然根据需要也可以做到不收缩。

⑷可进行高温杀菌处理,最高可耐150℃的高温,可满足包装熟肉制品的需要。

⑸印刷性良好,不需特别的表面处理就能进行很好的印刷。

⑹耐油、耐有机溶剂,可用来包装化妆品、油性食品、化学药品(农药)等。

⑺耐候性优异,即使长期暴露在室外,直接受阳光照射,也不会发生包装物失色失透现象。

⑻符合食品卫生要求。得到FDA (美国食品药品管理局)认可及满足日本厚生劳动省告示20号的要求,已连续使用三十余年。

⑼价格适中,因为PVDC分子中氯占很大比例,而氯可来自资源丰富的海盐,所以PVDC混合粉的原料成本较低。

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