[发明专利]一种消除晶点、提高阻隔的PVDC薄膜的制造方法

说明书

技术领域

本发明属于包装材料技术领域，具体涉及一种消除晶点、提高阻隔性的PVDC(聚偏氯乙烯)薄膜的制造方法。

技术背景

聚偏氯乙烯（PVDC）是偏二氯乙烯（VDC）与其他单体的二元或者三元共聚物的总称，其发生共聚的单体主要有氯乙烯，丙烯腈，丙烯酸和甲基丙烯酸酯类等，一般偏二氯乙烯单元的含量在70%以上。由于PVDC高分子链结构的对称性高，规整度高，结晶度高，极性强，内聚能高，扩散系数比较小，因此由PVDC所制备的薄膜是目前具有最好的水蒸气和氧气阻隔性的聚合物，其阻隔性能是聚乙烯的1500倍，聚丙烯的1000倍，聚酯的100倍。被广泛应用于食品、药品、军需品等包装领域，其中用途最广，用量最大的还是在肠衣膜和保鲜膜领域。此外PVDC薄膜还具有机械强度高，韧性大，耐有机溶剂和油脂，热收缩性能和自粘性好，难燃烧，化学性质稳定等特点，完全符合食品包装无毒性要求。PVDC肠衣膜的保香、保质期长达半年，而尼龙11、12肠衣膜的保质期仅为15天，醋酸纤维素肠衣膜的保质期仅为7天，因此PVDC是一种性能优异，保质期长的高品质食品包装材料。目前世界上能够生产PVDC树脂的主要有以下几家公司：美国陶氏化学公司（6万吨/年）, 日本吴羽公司（2万吨/年）, 英国ICI公司（2万吨/年），日本旭化成公司（1.5万吨/年），比利时S苏威公司 (1万吨/年)。国内的PVDC树脂主要由巨化集团公司开发，年产量约1万吨/年，平均分子量在7～15万，适合挤出加工，可以在加拿大MACRO、日本吴羽公司的挤出机上进行加工成型。

目前PVDC树脂制备的薄膜依旧存在不少问题，主要表现在：膜面不平整，晶点（鱼眼）偏多，拉伸强度差，吹膜过程中易破泡，灌肠过程中易破袋，模头需要经常清洗，造成大量的物料浪费。所谓晶点是指部分颗粒较大、分子量较高的PVDC树脂由于其结晶度较高，在螺杆加工过程中未充分熔融塑化造成的，不能与周围的PVDC分子链相互均匀地分散，在吹膜过程中，先于周围的PVDC分子链凝固，形成箭头状或球状的凝固点，被称为晶点。晶点的特征是在提高加工温度或者延长塑化时间时，可以继续熔融塑化；鱼眼是指晶点和完全不能塑化的杂质点的综合，杂质点可以是物料中或者螺杆上残留的非PVDC的有机、无机杂质，或PVDC的交联产物，或PVDC由于受到热或者剪切作用形成的碳化点，因此反应在膜面上会出现中间有一点类似鱼眼的形状。继续提高加工温度或者延长塑化时间不会减少鱼眼的形成。消除晶点和鱼眼的办法：需要选择合适的助剂，并优化加工工艺参数如清洗螺杆、螺杆加工温度，挤出速度，冷却温度以及时间，双向拉伸比等，来提高PVDC的熔融塑化性，减少晶点和鱼眼的形成。

PVDC是结晶度较高的聚合物，加工窗口窄，受热和剪切作用易降解，在加工中常用助剂主要有以下几种：增塑剂，其主要作用是减少分子间作用力，提高树脂的可加工性能；稳定剂，主要是一些含氧化合物，可以阻止或者延缓PVDC膜受热分解；润滑剂，主要作用是成膜时减少PVDC树脂与挤出机料筒、螺杆之间因机械剪切力产生的相互摩擦，减少螺杆与模头中停滞的PVDC物料，有效防止热分解，还可提高薄膜表面的光泽度；无机填充剂，可调节薄膜的阻隔性能，并改善加工性能和薄膜的机械性能。