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1．2  水溶性包裝薄膜用PVA改性        一般方法制造的聚乙烯醇水溶性薄膜在5℃的低溫時(shí)很難溶解，有的甚至不溶解。因此，對PVA進(jìn)行改性，增加其水速溶性和熱熔性是重要的研究內(nèi)容。作為一種新穎的包裝材料，在歐美、日本是一種被廣泛用于在水中使用包裝物的包裝，如農(nóng)藥、化肥、顏料、水處理劑等。這種單元包裝的優(yōu)點(diǎn)是投入水中很快溶解，其中的包裝物也即溶于水，這對有毒的包裝物，如農(nóng)藥等，使用者可以在使用過程中不直接接觸；同時(shí)在需要混溶多種化學(xué)藥品時(shí)，可以在溶解前包裝成控制成分量，使用時(shí)只要將不同組分直接投入水中即可混合，非常方便。    國外尤其是日本在這方面研究較多。最近日本可樂麗公司研制出一種新型“可樂麗亞”水溶性薄膜，這種薄膜具有很好的水溶性和其它綜合性能，其各種規(guī)格的“可樂麗亞”薄膜具有不同的水溶溫度和用途，具體數(shù)據(jù)見表3。        據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，這種產(chǎn)品水溶性的調(diào)節(jié)主要依靠對PVA醇解度的控制。醇解度在88％左右的PVA，其分子主鏈含有一定量體積較大的醋酸乙烯酯基，阻礙大分子的相互接近，削弱了氫鍵間的作用力，使得有較多的羥基與水相互作用，因此表現(xiàn)出優(yōu)良的冷水溶解性。        國內(nèi)在這方面的研究比較少。最近蘇州大學(xué)聞荻江等以PVA和丙烯酰胺進(jìn)行邁克爾加成反應(yīng)，然后在堿催化的條件下進(jìn)行水解，合成了水速溶性改性PVA。研究表明，這種改性PVA的熔點(diǎn)明顯降低；改性過程中的反應(yīng)條件對改性結(jié)果有一定的影響，最終可歸結(jié)于與改性率有關(guān)，而改性率在一定范圍內(nèi)對最終產(chǎn)品的低溫速溶性有很大的貢獻(xiàn)，但超過一定范圍會(huì)對水溶性影響不顯著，且會(huì)使成本過高。1．3  可生物降解薄膜用PVA改性        PVA為可生物降解樹脂，故淀粉基PVA改性塑料為可完全降解塑料。由這種改性PVA塑料生產(chǎn)的農(nóng)用薄膜對于緩解日趨惡化的生態(tài)環(huán)境具有非常重要的意義。淀粉基PVA改性塑料的研究開發(fā)始于80年代初期，目前，在世界范圍內(nèi)尤其在發(fā)達(dá)國家得到深入開發(fā)和充分認(rèn)可，國外尤其是意大利、美國和日本對淀粉基PVA改性塑料的研究方興未艾，在技術(shù)上各有特色并達(dá)到了一定的高度，其制品的生產(chǎn)形成了一定的規(guī)模和影響。我國在這方面的研究相對滯后，90年代初期曾出現(xiàn)過研究熱潮，也取得了一定的進(jìn)展和成績，但無論是從全面還是從深入的角度來講，都有待于進(jìn)一步的工作，尤其對降解性能的考察研究更是不可忽視的空白。1．3．1  國外的研究狀況        到目前為止，意大利Montedison集團(tuán)Novamont公司開發(fā)生產(chǎn)的“Mater-Bi”品牌是最成功的可降解淀粉基PVA改性塑料。它是由變性淀粉與改性PVA共混構(gòu)成的互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)高分子塑料合金，與其它塑料合金一樣可完全發(fā)揮各組分特長，具有良好的成型加工性、2次加工性、力學(xué)性能和優(yōu)良的生物降解性能。其主要特點(diǎn)是：1)從形態(tài)上看，由于2組分分子中含有高濃度的—OH基，通過氫鍵在分子水平上互相結(jié)合，形成互穿網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的均質(zhì)速率合金；2)從流變性能上看，該合金具有良好的流動(dòng)性，可熔融成型，同時(shí)也具有延伸性；3)雖具有親水性但不溶于水，薄膜在水中膨潤而不溶解，能保持產(chǎn)品形狀；4)具有與PE相似的力學(xué)性能；5)可被海水中的微生物分解，有利于海洋環(huán)境及其生物的保護(hù)；6)具有環(huán)保適應(yīng)性，可生物降解，有利于填埋穩(wěn)定和延長壽命，焚燒時(shí)無有害氣體產(chǎn)生，可堆肥化和再生利用。目前，該公司已開發(fā)出擠出成型用片、吹塑薄膜、流延薄膜、注塑制品、中空容器、玩具等產(chǎn)品，其主要缺點(diǎn)是由于具有親水性，故不宜用于食品包裝以及價(jià)格偏高。該公司已于1990年建成第一條生產(chǎn)線，年產(chǎn)5000t，90年代中期擴(kuò)大到10萬t。美國Air Product & Chemical公司開發(fā)了“Vinex”品牌，它是以聚合度較低的PVA為基礎(chǔ)的樹脂，同時(shí)具有水溶性、熱塑加工性和生物降解性，近年來受到了極大的重視。“Vinex”通過擠塑、共擠塑、紡絲成型，可制得適用于包裝食品的薄膜、農(nóng)用水溶性薄膜、容器及一次性消費(fèi)用品等，其廢棄物在潮濕的土壤中可被微生物吞噬，降解為二氧化碳和水。該公司已建成年產(chǎn)8．4萬t的工廠，產(chǎn)品售價(jià)在2．5美元／磅左右。另外，日本合成化學(xué)工業(yè)公司也開發(fā)出商品名為“Ecomate Ax”的具有熱塑性、水溶性、生物降解性的聚乙烯醇樹脂。該樹脂引入具有熱塑效果分子結(jié)構(gòu)的乙烯醇共聚物，它可熔融成型，其熔點(diǎn)為199℃，可在214~230℃下，采用擠塑、吹塑、注塑等工藝成型，產(chǎn)品的透明性、水溶性、耐藥品性均十分優(yōu)越，可用于涂布復(fù)合成型容器和包裝材料。1．3．2  國內(nèi)的研究狀況        淀粉基PVA改性塑料的研究開發(fā)工作主要集中在90年代初期，研究的單位包括江西科學(xué)院應(yīng)化所、重慶市化工研究院和太原工業(yè)大學(xué)等，各單位研究的側(cè)重點(diǎn)各不相同。江西科學(xué)院應(yīng)化研究所的研究主要側(cè)重于設(shè)備工藝條件的探索，他們用流延法制造的PVA改性塑料薄膜，其淀粉含量為60％左右，厚度0．07mm，比重0．91，耐熱溫度135℃，該薄膜作為降解地膜使用時(shí)具有與PE膜相似的保溫性能，其自降解性能優(yōu)良；重慶市化工研究院主要著眼于對組分影響的研究。他們通過澆鑄法經(jīng)PVA疏水化處理后制備了淀粉基PVA改性可降解薄膜，研究了原料配比、疏水化處理對薄膜性能的影響。該薄膜與PK膜相比，機(jī)械性能較好，透光率和保溫性相當(dāng)。由于具有較好的吸濕性，膜內(nèi)形成微細(xì)霧滴，從而提高了防蟲害的功能；太原工業(yè)大學(xué)主要是對實(shí)驗(yàn)室工藝條件的研究。他們詳細(xì)考察了淀粉基PVA改性薄膜制備過程中諸因素對薄膜機(jī)械性能及淀粉—聚乙烯醇共混體系相容性的影響。    2  薄膜用PVA改性的主要方法    1)共聚法，如乙烯—乙烯醇共聚物的制備；2)原位增容法，如單體溶脹聚乙烯醇后原位聚合；3)機(jī)械共混法，如聚乙烯醇與增塑劑共混、變性淀粉與改性聚乙烯醇共混；4)控制聚乙烯醇的分子量及醇解度，如“可樂麗亞”薄膜的研制。    3  結(jié)  語        我國是PVA生產(chǎn)大國，有很堅(jiān)實(shí)的工業(yè)基礎(chǔ)，對薄膜用聚乙烯醇改性的研究十分活躍。隨著我國與世界經(jīng)濟(jì)貿(mào)易市場的接軌和國內(nèi)生態(tài)環(huán)境的日趨惡化，開發(fā)出各種性能優(yōu)異的高科技薄膜用改性PVA材料具有十分重要的意義。（文/孫義明 周建剛 彭少賢 酈華興 胡玉琴）