一、項目開發(fā)的市場背景
       我們研究開發(fā)改性聚乙烯醇做高阻隔膜目的，就是滿足日新月異的發(fā)展高阻隔包裝的需要。尤其以生鮮肉類包裝的需要，就在于采用較好的阻隔性，廉價的材料、 原料，以及加工工藝的緊密配合和互動，適當加工設備、加工原料、加工工藝技術上的配合，達到滿足被包裝制品的較好效果。
目前，市場上用于高阻隔多 層共擠膜多以聚酰胺（PA）和乙烯－乙烯醇共聚物（EVOH），聚偏二氯乙烯(PVDC)與聚烯烴等樹脂組合，制備多層共擠功能性薄膜。而風靡包裝市場， 特別是以PVDC、EVOH、PA,即以單層雙層阻隔樹脂進行多層共擠復合擠出的高阻隔包裝材料，已經(jīng)取代了傳統(tǒng)多以干式復合的方法來實現(xiàn)多功能、多用途 的阻隔包裝。隨著市場包裝功能的增加以及環(huán)保意識的提高，產(chǎn)品成本的性價比也越顯重要。然而使用EVOH,因其致命的耐水性、耐環(huán)境性、居高不下的價格， 令整個包裝市場對高阻隔多層共擠膜望而生畏。特別在很多國家多以PVDC樹脂做阻隔材料。PVDC樹脂含有氯離子單體，加工使用易產(chǎn)生有害氣體而污染空氣 和被包物品，因為沒有替代品而不能廣泛的應用。有些發(fā)達國家已明令禁止做接觸食品包裝。然而市場期待著性價比更合理，并可替代的新型阻隔樹脂也就是用 PVA做多層共擠高阻隔材料，應是必然的發(fā)展趨勢。
二、 高阻隔材料的包裝市場
阻透性包裝是指對氧氣、水汽、二氧化碳等有高阻透性，主要用于食品，醫(yī)藥，化工包裝。目前食品包裝用塑料包裝所占比例很大，包裝質(zhì)量是影響食品變質(zhì)、變味損耗的重要因素之一。
（1） 高阻透性樹脂
高 阻透性包裝中關鍵材料是阻透性樹脂，主要的是以PVDC、EVOH,特殊尼龍（MXD6）、PA、PVA（多以涂布）為主。PVDC應用歷史較長，含有 鹵素，難于回收再利用，焚燒處理成本高； EVOH樹脂分子中含有羥基，會與水分子形成氫鍵而降低阻透性，阻透性隨濕度提高而下降，所以EVOH中乙烯含量高的牌號阻透性小，吸水性小，受濕度影響 小，反之乙烯含量低的牌號阻透性隨濕度上升而下降比較快；PA有阻透性，但吸濕率高，影響阻透性，且低溫發(fā)硬；MXD6比PA6熔點高，所以耐熱性高，隨 濕度增加，阻透性下降很小，但相對價高。目前，被塑料包裝界認為前景看好的高阻隔材料是EVOH和PVDC,但PVDC是因沒有可替代的產(chǎn)品仍在廣泛使 用。
（2） 阻透性樹脂市場應用
PVDC樹脂主要應用在腸衣和各類保鮮保質(zhì)包裝上。目前在我國僅用在高溫火腿腸上的PVDC膜就有5萬噸以上的市場。用于涂膜的市場量也很大。生鮮肉類產(chǎn)品的保鮮包裝、醫(yī)藥、高溫蒸煮食品、乳制品、海產(chǎn)品、飲料制品的應用也很廣泛。
PA樹脂主要應用在雙向拉伸膜和多層共擠膜，BOPA雙拉膜到目前為止有15萬噸的產(chǎn)能，在多層共擠高阻隔膜和多層共擠熱收縮膜以及腸衣膜其市場應用量也非常大。EVOH樹脂主要應用在食品、化裝品、農(nóng)藥、尤其是奶制品和茶葉的包裝。
三、聚乙烯醇特性及改性后的應用
    眾所周知，聚乙烯醇是應用范圍廣、市場容量大、市場成熟穩(wěn)定可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)品。從食品包裝而言高阻隔包裝膜通常以阻氧、阻水、保香為目的。其中阻氧性對于 許多產(chǎn)品至關重要，而保香則對某些產(chǎn)品是提高附加值的標志，但阻水性都對所有食品都是不可缺少的。在注重成本的今天，要同時兼顧多項功能和良好的性價比。 因此，開發(fā)能夠替代無環(huán)保性的PVDC、價格高昂的EVOH、MXD6是重要的。
    （1） 聚乙烯醇原料
    聚乙烯醇在我國具有較大原料生產(chǎn)規(guī)模。目前有13家生產(chǎn)企業(yè)總規(guī)模在50萬噸以上，通常被大量用于生產(chǎn)涂料、膠粘劑、纖維漿料、制品加工劑、乳化劑、分散劑，應用范圍遍及紡織、食品、醫(yī)藥、造紙、印刷、農(nóng)業(yè)、高分子化工等領域。
  a.PVA樹脂是白色粉或奶黃色固體顆粒，水加熱下能迅速溶脹、溶解。PVA膜有高度阻氣性，其阻氣性比PVDC還要好。但PVA易吸水而使其阻隔性迅速下降，這極大限制了它的應用。
  b.PVA的熔融溫度是220－240℃，但在200℃以上時，PVA就會分解。在250℃有氧氣存在下就會產(chǎn)生自燃，這給PVA熔融擠出成膜帶來困難。
  c.PVA擠出時配以大量的純凈水（多達40％～45％）、適量的增塑劑擠出生產(chǎn)，需要嚴格控制成膜水分是成膜的關鍵。
  d.PVA薄膜的使用溫度，可以在100℃以上（復合膜），有良好的透明性。
  e.PVA對烴類（苯，汽油）、氯化烴，醚、酯、酮、動植物油有良好的耐性。但對羥基、氨基、酰胺基、有機物有很強的親和性。
  f.PVA膜有很高的強度，良好的拉伸性和撕裂力，優(yōu)異的耐針孔性，PVA膜還具有抗靜電性，良好的熱穩(wěn)定性。
    （2） 工藝技術
    鑒于PVA材料的特殊性，熔點、分解點十分接近，熱塑性加工難度非常大，為改善PVA的加工性，各國都有大量的工程技術人員從事研究，其碩果累累。我國北 京工商大學、化工大學、山東濱州勝達實業(yè)經(jīng)過多年潛心研究，開發(fā)出能夠干法擠出加工的改性PVA樹脂，并能與各種樹脂共擠出?？梢詽M足多層共擠膜的生產(chǎn)， 多層共擠雙向拉伸膜的生產(chǎn)，多層共擠中空容器及多層共擠管材的生產(chǎn)，成功地實現(xiàn)了低成本，高性能的要求。
    （3） PVA改性的工藝方法
    原料選擇—配方—預增塑處理—熔融擠出造粒。
    PVA樹脂改性后完全可以不受生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)方法限制。因此具有很高的推廣價值和使用價值。
    （4） PVA改性樹脂多層共擠雙向拉伸膜質(zhì)量評價
  (a)七層共擠膜擠出機設計Φ35/Φ30/Φ35/Φ35/Φ30/Φ35/Φ40。采用三泡法生產(chǎn)。
  (b)產(chǎn)品結構比例材料設計
  結構：A/B/C/D/C/B/A
  比例：15％/10％/15％/15％/15％/10％/20％
  材料：PE/粘/PA/PVA/PA/粘/PE
  一次擠出坯管折徑70毫米，坯管厚度80μm，拉伸雙向12.25倍，膜折徑245μm,膜單面厚65μm。
  (6)PVA改性后的應用
  a.PVA單層擠出上吹風冷制得常溫水溶型,高溫水溶型包裝膜。
  b.PVA多層共擠復合膜。PVA膜阻氧性雖然很好,但也易受到濕度影響做阻隔材料,不能單獨使用,做阻隔包裝材料多以多層共擠的方法,   如:PA/PVA/PA；PE/粘/PVA/粘/PE；PP或PE/粘/PVA/粘/PP或PE；PE或PP/粘/PA/PVA/PA/粘/PE或PP制 的高阻隔膜、高阻隔熱收縮膜及片材。
  c.PVA多層共擠雙向拉伸膜:其結構、比例、材料同(b)制品。
  d.PVA多層共擠包裝容器。
  e.PVA雙向拉伸膜與BOPP,BOPET基膜復合。
  f.PVA樹脂與有機物和無機物共混制得可生物降解膜。見表五。
  四、綜合評價
    （一）改性PVA使用性能
    （1）改性后具有可塑性加工，加工溫度170℃～210℃。
    （2）具有高透明性，透光率>90％。
  （3）能與PA、EVOH、PE等復合共擠出。
    （4）有很高的O2、CO2、N2的阻透性。
    （5）具有可環(huán)保性，不污染食品，可生物降解。
    （6）PVA對烴類（苯，汽油）、氯化烴，醚、酯、酮、動植物油有良好的耐性。
    （7）有極好的阻氣味性。
    （8）PVA膜有很高的強度，良好的拉伸強度，優(yōu)異的耐針孔性，抗靜電、易印刷、良好的熱穩(wěn)定性。
    （9）具有形狀記憶效應，可做熱收縮膜。
    （二）市場應用領域
    （1）制成多層共擠膜：用于醫(yī)藥品包裝、食品包裝、化妝品包裝等。
    （2）多層共擠熱收縮膜：用于生鮮、肉類、禽類、海產(chǎn)品、農(nóng)產(chǎn)品、各種熟食制品、奶酪等保鮮貼體包裝。
    （3）非食品包裝：飼料、防銹、服裝、電子原器件等。
    （4）單層膜，可用于0℃～60℃水溶性包裝，40℃～80℃難溶性包裝。雙向拉伸后，干式復合做阻隔層。
    （5）PVA加淀粉、無機物、有機物材料，做成生物降解包裝制品。
    （6）中空容器，中空軟管，共擠片材。
    （三）市場預測
    由于PVA改性具有可塑性加工，因此可以適應各類包裝形式上的可塑性加工，若部分替代PVDC、EVOH、MXD6、PA等將會有非常大的市場空間，優(yōu)異的性價比是該材料不可替代的優(yōu)勢，同時又是國家重點發(fā)展的項目，因此它具有長期可持續(xù)發(fā)展的市場。
    （1）根據(jù)日本可樂麗公司（EVOH）專家預測，多層共擠熱收縮膜在中國有3.6萬噸的市場，全球有近20萬噸的市場。若用PVA做阻隔層，則國內(nèi)需PVA樹脂1萬噸以上，國外有6萬噸的市場。
    （2）我國引進多層共擠膜生產(chǎn)線及國內(nèi)生產(chǎn)線，用于食品、醫(yī)用品包裝近100多條以上，每條生產(chǎn)線產(chǎn)量2000噸，若替代PVDC、EVOH則有3萬噸的市場。
    （3）高溫食品向低溫食品轉型時取代PVDC膜，如火腿腸就有5萬噸的市場。
    （四）其它
    1、PVA干法生產(chǎn)雖已成功，但距離產(chǎn)業(yè)化規(guī)模市場開發(fā)還有一定的差距，因此進行細致的開發(fā)是必要的，首先應有針對性的開發(fā)應用，尤其是多層共擠熱 收縮膜上的應用反復摸索調(diào)整加工性能，調(diào)整阻隔性，還要做大量工作。其次，針對多層共擠膜也應進行批量實驗，取得一手資料，并嚴格進行品質(zhì)跟蹤、檢測， 逐步擴大使用范圍。PVA改性樹脂逐步形成系列化、專業(yè)化、市場化，還需做更多工作。
    2、該項目若全部替代EVOH，部分替代PVDC市場潛力非常巨大，若能建成萬噸級規(guī)模，投資8000萬元，則產(chǎn)值45，000萬元凈利潤7650萬元，投產(chǎn)達標后，可以實現(xiàn)利潤率19％，利稅率30.6％。
    3、希望國家給予大力支持，并希望有識之士的企業(yè)家開發(fā)應用。