[发明专利]一种环保可生物降解的聚乙烯醇薄膜的制备方法

说明书

一、技术领域

本发明涉及一种环保可生物降解的聚乙烯醇薄膜的制备方法，属于可降解型高分子材料的加工领域。

二、背景技术

众所周知，聚乙烯醇属于可生物降解的高分子材料，聚乙烯醇薄膜作为一种新兴的可生物降解的环保包装材料，已经开始在欧美、日本等发达国家广泛应用。聚乙烯醇薄膜最大的优点在于其可以溶解于水中，无毒无害，还能够被生物降解，不会对环境造成污染；另外，聚乙烯醇具有很好的油脂和气体阻隔性能，能够阻隔除水蒸气和氨气外的绝大多数气体及多种脂肪类物质和化学溶剂，因此作为制品的包装材料可以起到优异的阻隔性能；同时，聚乙烯醇还具有透明度高、不带静电、可印刷性好等优点。所以，聚乙烯醇可以用来包装有毒有害水中使用的物质，例如有机农药、混凝土添加剂、化工制剂等；也可以用于包装医院等地方具有污染物需要进行高温洗涤的物品，使用时可将包装一同投入水中不需要回收，避免直接接触，降低对操作人员的危害。因此，聚乙烯醇薄膜的研究已经引起了越来越多学者的研究兴趣。

目前国内的聚乙烯醇薄膜主要采用干法挤出成膜和湿法流延成膜两种。干法挤出成膜即将聚乙烯醇与多种助剂混合后，采用挤出机挤出流延，这种方法能够保证生产连续化，效率较高，但是对设备控制精度要求高，所制得的薄膜外观上缺陷较多(如产生泡孔、晶点等)；湿法流延成膜即将聚乙烯醇和助剂配成10％-18％的低浓度溶液，通过刮刀在钢板或流延辊上进行刮涂流延成膜，最后进行干燥揭膜，这种方法所制得的薄膜外观好，但是生产过程不连续，制膜液含水量大，所需干燥时间长，从而提高了生产成本。本发明聚乙烯醇薄膜制备工艺介于干法和湿法之间，采用双螺杆挤出配制高浓度的聚乙烯醇溶胶再进行流延，大大地缩短了薄膜干燥所需的时间，可以达到连续化生产的目的，也能保证薄膜的外观优异，同时还加入了也可生物降解的淀粉，降低了薄膜的成本。

三、发明内容

本发明的目的在于采用聚乙烯醇溶液挤出流延方法，其特点是提高了聚乙烯醇溶液的浓度，解决了目前湿法流延聚乙烯醇薄膜生产效率低，生产能耗大的问题，实现低能高效的生产，为环保聚乙烯醇薄膜包装材料的市场化应用提供技术支持。

本发明的目的是由以下技术措施实现的，其中所述的原料份数除特殊说明外，均为质量份数。

本发明提供的聚乙烯醇薄膜，具有以下质量份组成：

聚乙烯醇：100份

增塑剂：5～50份

淀粉：5～40份

水：100～500份

其中所述聚乙烯醇牌号为0588、1778、1788、1799、2088、2097、2099、2488，既可以是其中一种也可以是两种或两种以上材料的混合物。

所述增塑剂一般为甘油、聚乙二醇400或是两者按一定比例的混合物。优选甘油。

所述淀粉为玉米淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉等。优选玉米淀粉。

本发明挤出流延法制备聚乙烯醇薄膜的工艺包括下述工艺步骤：

(1)根据100份聚乙烯醇，计算溶解所需的水量及增塑剂的用量，加入大小合适的溶解容器中，置于40～95℃的水浴中预热5-30min；

(2)将100份聚乙烯醇分成A、B两部分，其中A部分与水的比例为1∶10～1∶5，剩余的为B部分；

(3)将A部分聚乙烯醇与淀粉混合，加入预热好的水中搅拌溶解5～40min使溶液均一透明，再加入B部分聚乙烯醇继续搅拌5～20min形成固液混合物，称量计算控制混合物中固含量在15％～40％；

(4)将所得的固液混合物加入双螺杆挤出机挤出。双螺杆挤出机四个区温度分别为：一区80～120℃，二区80～130℃，三区90～140℃，四区90～150℃。螺杆转速为5～50r/min；

(5)将挤出机挤出的均一透明溶胶在转鼓流延机上流延成膜。流延机采用模具温度控制器的油浴加热，流延辊实际表面温度控制在30～80℃，流延机刀口与流延辊之间间隙采用塞规调节为0.1～0.5mm厚，流延辊转速控制在线速度1～8m/min；

(6)流延的薄膜经过干燥、揭膜、切边、收卷等处理后即为聚乙烯醇薄膜成品。

本发明采用挤出流延法成型薄膜制品具有可连续化生产、操作简单、减低能耗、缩短生产周期、降低成本等特点，可实现较大规模连续化生产。通过本发明方法制得的聚乙烯醇薄膜具有良好的力学性能，膜厚均匀且可控，透明度高，可溶于水，耐油性和有机溶剂性好，不带静电，可广泛用于日用、农用、工业用化学制品包装、食品包装、医院污染物包装、电子元件和产品包装等。

四、具体的实施方式