聚偏二氯乙烯Poly(vinylidene chloride)
概述
⏹聚偏二氯乙烯于1938年发现于法国,1939年美国(DOW)化学公司发
现聚偏二氯乙烯共聚物性能较好,并于次年投产,其品牌号叫赛纶
(saran)。
在第二次世界大战中用作军需品,战后又制成纤维和涂料。
⏹聚偏二氯乙烯可加工成单层薄膜,也可用其他材料(例如:纸,铝箔,
其他塑料)复合,在大多数情况下可溶于溶剂后作为涂覆材料。
薄膜上涂有薄薄一层聚偏二氯乙烯涂层后就可大大改善其防潮,隔氧,密封性能。
⏹用密度较大,有特殊气味的低沸点液体----偏二氯乙烯合成的偏二氯乙烯
合成聚偏二氯乙烯均聚物,其熔点范围很窄,质硬,软化点与分解温度接近,不易加工。
常用的聚偏二氯乙烯是偏二氯乙烯(含量5%--25%)的共聚物
制造
⏹聚偏二氯乙烯的生产方法与聚乙烯均聚物生产方法相似。
一般以过氧
化苯甲酰为引发剂,在40℃左右聚合的中途加入偏二氯乙烯共聚。
若做纤维使用,一般含偏二氯乙烯80%--95%;若制作成薄膜使用,一般含偏氯乙烯75%--85%,生产方法采用悬浮法和乳胶法;含偏二氯乙烯75%以下的涂料粘合剂和塑料多采用乳液法聚合。
⏹偏二氯乙烯是无色液体,有轻微氯仿气味。
相对密度为1.21,熔点-
122.5℃,沸点为31.5℃,其性质与氯乙烯接近,所以聚偏二氯乙烯共聚物的性质与聚氯乙烯的性质相同。
特点
⏹
⏹共聚物:一种浅棕色透明薄膜,密度大,机械强度优
良、柔韧,但过软,不太适合于机操作。
由于表面有
你粘连性,自动化包装要加入滑爽剂。
⏹聚偏二氯乙烯:①柔软且具有极低的透气、透水性能,
可防止异味过重,保鲜,保香性能好,适于长期保存
食品;②耐强酸,强碱、化学药品、耐油脂性能优良。
③自熄性。
④自粘性。
⑤收缩性大。
⑥柔软易粘结,
操作性不良。
⑦薄膜结晶性强,易开裂、穿孔。
⑧耐老化性差。
⑨在紫外光易分解出氯化氢,其单体也有毒性
偏二氯乙烯-氯乙烯薄膜的物理-化学性能
项目
单位数值厚度
um 30---70密度
g /cm 3 1.6---1.7抗张强度
Mpa 80.0---120.0耐折强度次80000延伸率
%25---26耐油性h 50---吸水率(24h)
%<0.1软化温度
℃60---100脆化温度
℃0---30透湿度
g /(m 2 ·24h)1---2CO2气体通过率O2 H2ml /(m 2·24h ·0.14Mpa)0.1ml /(m 2·24h ·0.14Mpa)0.03
ml /(m 2·24h ·0.14Mpa)
<0.01
优越性
对于PVDC,由于其分子间凝集力强,结晶度高,PVDC分子中的氯原子有疏水性,不会形成氢键,氧分子和水分子很难在PVDC 分子中移动,从而使其具有优良的阻氧性和阻湿性,且其阻氧性不受周围环境湿度的影响。
也就是说,在任何温度或湿度条件下,兼具卓越的阻隔水汽、氧气、气味和香味的能力,是目前公认的在阻隔性方面综合性能最好的塑料包装材料。
⏹(一)利用PVDC的阻气性,能够延缓食品氧化变质现象的发生,
大大延长产品货架期,同时能够避免内装物的香味散失和防止外部不良气味的侵入;
⏹(二)利用其阻湿性,能够防止产品发生失水变干、口感变差的现象,
不会因产品吸水而损伤包装原型,防止定量制品发生自然损耗(失重)。
阻气性能不随湿度的变化而变化,即使高湿环境也不会引起产品变质;
⏹(三)利用其低渗透性,可防止香味损失,而且不吸收残余气味和不正
常味道,可以保证气味的完整性(在包装低脂肪或高蛋白食品时这一点尤为重要)。
⏹(四)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
生包装物褪色及老化现象。
安全环保,符合食品卫生要求,通过FDA(美国食品药品管理局)认证,为食品包装安全保驾护航。
从用途上分类
⏹ 1.挤出用PVDC树脂:
⏹A:保鲜自粘(单膜):军品、食品
⏹B:复合膜,食品类(单膜):食品、军品
⏹C:多层共挤膜:食品、药品、军品、包装、饮料
⏹D:肠衣膜:食品包装,火腿肠,方火腿
⏹ 2.溶液型涂布用PVDC树脂:特种涂布、无银感光涂布、胶黏剂、容器
喷涂
⏹3、纤维PVDC树脂:渔丝网、阻燃织物、人造草坪
⏹ 4.pvdc胶乳:复合膜、食品包装、军品包装、双面涂布膜、香烟外包装、
硬片复合膜、药品吸塑包装、铝箔复合等等
主要应用领域
基于PVDC的优良特性,其用途十分广泛,被大量用于肉食类,方便食品,奶制品,化妆品,药品及需要防潮,防锈的五金制品,机械零件,军用品等各种需要有隔氧防腐,隔味保鲜,防水防潮,放油防锈等阻隔性要求高地产品包装。
主要应用有以下几类:
一、PVDC肠衣膜
主要用于包装火腿肠,耐高温杀菌,适合在高频焊接的自动灌场机进行工业大批量的火腿肠的生产。
此种功能主要在中国大量使用,年使用PVDC树脂达30000T;在国外也有少量使用,比如:日本,韩国,越南等。
为提高生效率,现在国内许多客户使用大收缩肠衣膜包装低温肉制品,已取得良好效果。
二、PVDC保鲜膜
PVDC保鲜膜由于其优越的透明性、良好的表面光泽度及很好的自粘性,被广泛用于家庭和超市包装食品;PVDC保鲜膜不但可以满足家庭冰箱中保存食品,而且也可以用于微波炉加热,成为发达国家常用包装材料之一。
在中国因PVC保鲜膜所用的DEHA 增塑剂有致癌作用,一些包装肉制品的生产单位也逐步改用
PVDC或PE保鲜膜
三、PVDC热收缩膜
PVDC收缩膜主要用于包装冷鲜肉,通过采用真空包装机实现冷鲜肉的包装,利用其高收缩,阻隔性性。
在欧洲、澳洲等地,PVDC收缩膜被广泛用于包装鲜肉的牛肉产品,用其包装鲜肉已成为不可替代的历史,保质期可达2个月。
四。
PVDC共挤拉伸膜
利用可拉伸的PVDC共挤
膜,在自动拉伸包装机上
拉伸成型,课自动包装中、
低温肉制品,采用此包装
可以有效防止产品出水变
质,从而大大延长产品货
架期,确保产品正常市场
流通。
在发达国家,常用
PVDC、LDPE共挤复合膜
来包装鲜牛奶,可在常温
下保鲜3--6个月不变质。
五、PVDC涂覆膜
PVDC涂覆膜在国外使用相当普遍,品种繁多。
纸、玻璃纸、塑料薄膜片材,经PVDC涂覆后大大提高阻隔性。
在美国近一半食品包装使用PVDC涂覆膜,主要用于包装奶酪盒经处理的肉食,水果及蛋黄卷等;在中国,PVDC涂覆膜发展十分迅速,主要用于食品包装,比如包装饼干,茶叶,奶粉,巧克力等。
六、PVDC复合膜
高温蒸煮包装的食品可在常温下长期防止而不发生放置而不发生腐败变质,可以冷食也可热食,深受亚洲人的欢迎。
为了解决宇航员上天食物的包装问题,美国人发明了铝塑复合膜。
吹塑成型
将共聚偏二氯乙烯通过环状形口膜挤出,挤出温度为170℃左右,吹塑之后,薄膜立即送入骤冷水箱(水箱温度为2--7℃)进行冷却,使薄膜不发生结晶。
因为聚偏二氯乙烯是结晶型聚合物,要尽可能减少薄膜高温暴露时间,以免结晶度过高。
成型之后,聚偏二氯乙烯必须马上进行定向拉伸处理。
若薄膜的骤冷温度不够,或者薄膜吹胀之前停留过长停留时间过长则会增加结晶度。
骤冷之后,膜体有点发粘,为了防止膜体粘到一块分不开,成型过程中必须在膜体内面喷上润滑剂,如油脂等。
冷却后,膜体被夹棍夹扁,在水箱外部被导辊引出。
整个吹塑过程中,前三组夹棍的速度是相等的。
薄膜从第三组夹棍出来后,又被吹胀成管膜,压缩空气是通过被夹在第三个夹棍中间的小空心针送入的。
薄膜的横向定向程度取决于从机头出来的膜体的直径和最终管膜的直径之比(即吹胀比)而定。
第四组夹棍的转速比第三组夹棍快。
薄膜被吹胀,进行横向拉伸的同时,也被第四组夹棍沿纵向拉伸3---4倍。
从最后一组夹棍出来时,薄膜呈扁平状,被直径卷曲成捆或截切成一定尺寸的薄膜条卷取出来。
用这种方法生产出来的薄膜是热收缩聚偏二氯乙烯共聚薄膜;
需要生产热定型聚偏二氯乙烯共聚物薄膜时,经过双向拉伸之后,要对薄膜进行热定型处理。
其工艺流程是:经双向拉伸之后用夹棍夹扁膜体,然后又被低压空气吹胀,使膜体的直径与双向拉伸的直径相等。
把重新吹胀的膜体送入热烘道中进行热定型处理之后,经夹棍夹扁,卷起来即可。
热定型处理之后,薄膜就不再收缩,并产生结晶,完成热定型。