一種專用于與聚乙烯醇薄膜復合的聚乙烯基礎(chǔ)薄膜及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]
本發(fā)明涉及薄膜領(lǐng)域,具體涉及一種專用于與聚乙烯醇薄膜復合的聚乙烯基礎(chǔ)薄膜及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]聚乙烯塑料(PE)薄膜因為無毒無味、衛(wèi)生安全、阻隔水汽等特征,被廣泛應(yīng)用于水果、蔬菜和其他食品的包裝。但在使用中,由于聚乙烯薄膜對氧氣、二氧化碳等的阻隔性低,所以被包裝的食品在一定時間內(nèi)容易因氧化而變質(zhì)或品質(zhì)下降。為了提高包裝薄膜的性能,目前:I)采取與阻隔性能優(yōu)良的薄膜進行復合使用,如使用EV0H、PVDC等阻隔性優(yōu)異的薄膜復合制備包裝食品等用薄膜;2)對聚烯烴薄膜進行鍍鋁等等,都是為了提高聚烯烴基材的阻隔性能以保證對食品等被包裝物的品質(zhì);3)或直接使用鋁薄進行復合后作為包裝材料使用等等,都是為了提尚包裝材料的阻隔性能而提尚被包裝物品的存儲時間和存儲質(zhì)量。目前采取的高阻隔性材料如EV0H、PVDC等,不但價格高昂,加工也較困難,其阻隔性能也不如PVA;雖說使用鋁薄進行復合能大幅提高復合薄膜的阻隔性能,但包裝材料只能是不透明的包裝材料,而使用PVA進行復合生產(chǎn)的包裝材料,即能大幅提高復合薄膜的阻隔性能,而且還能保持復合薄膜的透明性;同時PVA是種價廉物美的阻隔性優(yōu)異材料,具有大量開發(fā)使用的實際價值。
[0003]由于聚乙烯醇(PVA)是種強極性的水溶性高分子材料,而要復合使用的其他薄膜基材聚乙烯(PE)薄膜是非極性的高分子材料,使用直接進行復合是非常困難和難以實現(xiàn)的。所以必須使用中間層進行粘接復合才能保證復合后的薄膜具有整體性。既是使用了中間粘接層,復合薄膜在有水分存在或高濕度環(huán)境下,因為聚乙烯醇(PVA)的強吸濕性,也會導致復合薄膜出現(xiàn)破壞甚至完全分離或復合層脫離;這是因為在聚乙烯醇(PVA)吸水后,通過薄膜滲透至中間層和聚乙烯(PE)復合層,而由于聚乙烯薄膜(PE)的非極性面(即油性面)在水分存在下極易產(chǎn)生油水分離而導致復合薄膜的復合面出現(xiàn)分離和脫離,從而降低了復合薄膜的使用性能甚至使復合薄膜的性能完全喪失
本發(fā)明的目的就是為了開發(fā)一種具有高阻隔性而又價廉的包裝材料而提供的一種完美的解決方案:通過開發(fā)一種專用于與聚乙烯醇(PVA)進行復合的聚乙烯(PE)基礎(chǔ)薄膜,這種聚乙烯薄膜通過本發(fā)明技術(shù)的改性后能大幅提高對極性的聚乙烯醇的粘接力和相容能力,從而保證復合薄膜的復合質(zhì)量和使用性質(zhì)。這種復合薄膜是種具有高阻隔性能,優(yōu)良的機械物理性能,能印刷、能熱封的新型包裝材料。復合薄膜可以廣泛應(yīng)用于水果、蔬菜、蛋禽等生鮮食品的包裝;也能應(yīng)用于其他食品的直接包裝;還能應(yīng)用于化妝品、藥品等活性物品的包裝和存儲。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明是一種專用于與聚乙烯醇薄膜復合的聚乙烯基礎(chǔ)薄膜及其制備方法,是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的,具體技術(shù)方案如下。
[0005]—種專用于與聚乙烯醇薄膜復合的聚乙烯基礎(chǔ)薄膜,該聚乙烯基礎(chǔ)薄膜原料是由以下物質(zhì)及比例組成,原料混合后通過雙螺桿擠出機造粒,而后再經(jīng)擠出吹塑成膜或流延成膜而成;聚乙烯基礎(chǔ)薄膜原料各組份名稱及各組份占原料總質(zhì)量的比例為:
聚乙烯70-90.5
乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)5-15
聚氧化乙烯3-10
聚乙二醇1-3
沉淀法白炭黑0.5-2.0。
[0006]以上所述的一種專用于與聚乙烯醇薄膜復合的聚乙烯基礎(chǔ)薄膜的制備方法,該方法制備步驟如下:
1)先把聚乙烯(PE)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)和聚氧化乙烯(PEO)加入到高速攪拌機中,低速(100 - 300轉(zhuǎn)/分)下混合3-5分鐘;
2)再加入聚乙二醇(PEG),在高速(500- 800轉(zhuǎn)/分)混合3-5分鐘,最后加入沉淀法白炭黑,高速(500 - 800轉(zhuǎn)/分)下混合5-10分鐘,轉(zhuǎn)低速(100轉(zhuǎn)/分)出料;
3 )混合后的物料經(jīng)雙螺桿擠出機進行混煉造粒;
4)造粒后的物料再經(jīng)擠出吹塑或擠出流延制成專用于與聚乙烯醇薄膜復合的聚乙烯基礎(chǔ)薄膜。
[0007]進一步地,步驟3 )所述雙螺桿擠出機進行混煉造粒,擠出分區(qū)溫度為120/140/150/160/170/180/180/160 °C;造粒后經(jīng)擠出吹塑成膜溫度為160 - 180°C。
[0008]進一步地,步驟I)所述聚乙烯為薄膜級低密度聚乙烯(LDPE)、薄膜級線型低密度聚乙烯(LLDPE)或薄膜級高密度聚乙烯(HDPE);所述聚乙烯使用量為原料總質(zhì)量的70 -90.5%,其他原料為乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)、聚氧化乙烯、聚乙二醇和沉淀法白炭黑。
[0009]進一步地,所述的乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)為丙烯酸或丙烯酸酯AA含量在18-35%的乙烯-丙烯酸共聚物(EAA);其主要用途是作為聚乙烯(PE)與聚氧化乙烯(PEO)在共混中的相容劑,使聚氧化乙烯(PEO)在聚乙烯(PE)中能更好的分散和相容;所述乙烯-丙烯酸(EAA)共聚物使用量為原料總質(zhì)量的5 - 15%。
[0010]進一步地,步驟2)所述的聚乙二醇(PEG)為分子量200-800的聚乙二醇(PEG);其主要用途是用于分散沉淀法白炭黑;所述聚乙二醇使用量為原料總質(zhì)量的1- 3%。
[0011]進一步地,步驟I)所述的聚氧化乙烯(PEO)作為主要改性聚乙烯(PE)表面極性的物質(zhì),也是一種極性極強的水溶性高分子,在有水分存在下與聚乙烯醇(PVA)具有一定的相容性,而且聚氧化乙烯(PEO)同時還具有熱塑性,在一定的相容劑存在下,能夠通過熱塑性共混加工與聚乙烯(PE)—起成膜;使用量為原料總質(zhì)量的3 -10%。
[0012]進一步地,步驟2)所述的沉淀法白炭黑為5000-8000目的沉淀法白炭黑,其主要作用是提高改性后聚乙烯(PE)薄膜的開口性能,而不是使用一般聚乙烯薄膜(PE)常用的開口劑(如硬脂酸、硬脂酸鹽、及其他脂肪族酰胺類);所述沉淀法白炭黑使用量為原料總質(zhì)量的0.5 ~2.0%o
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下的優(yōu)點與技術(shù)效果: I)通過添加一種與聚乙烯醇(PVA)極性和性能相似的物質(zhì)-聚氧化乙烯(PEO)來對聚乙烯(PE)進行改性。聚氧化乙烯(PEO)與聚乙烯醇(PVA)—樣是一種水溶性極好的高分子,二者的水溶液具有一定的相容性;聚氧化乙烯(PEO)同時還具備熱可塑性,適合熱塑性加工,能滿足于聚乙烯(PE)的共混改性,從而有效的改善聚乙烯(PE)薄膜的表面能,使其表面具有與聚乙烯醇極性相似的化學組分,所以能大幅提高與聚乙烯醇的復合以及復合質(zhì)量。
[0014]2)選用乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)作為聚乙烯(PE)與聚氧化乙烯(PEO)共混的相容劑,是因為EAA不但與聚乙烯具有優(yōu)異的相容性,而且與聚氧化乙烯(PEO)也具有一定的相容性,同時與聚氧化乙烯(PEO)還具有一種獨特的性能,就是聚丙烯酸能與聚氧化乙烯(PEO)形成絡(luò)合物,進一步可以提高相互的相容穩(wěn)定性。更重要的是這種絡(luò)合物在有水分存在或高濕度環(huán)境下,能使水溶性極好的聚氧化乙烯(PEO)變成完全不溶,這種性質(zhì)的突變能更好的為復合薄膜提供因水分或高濕度侵蝕對復合層產(chǎn)生破壞的保護。實驗證明,經(jīng)本發(fā)明技術(shù)改性后的聚乙烯(PE)基膜與聚乙烯醇(PVA)復合的復合薄膜,在相對濕度RH:90%環(huán)境下處理(23°C)48小時后,其剝離強度可以保持2 2.0N/15min;而使用一般沒改性的聚乙烯(PE)薄膜與聚乙烯醇薄膜復合的薄膜,在上述相同條件下處理后,復合薄膜已開始部分自動分離和脫離。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明作進一步的具體詳細描述,但本發(fā)明的實施和保護范圍不限于此。
[0016]實施例1
聚乙烯基礎(chǔ)薄膜各原料組份名稱及各組份占原料總質(zhì)量的比例如下:
薄膜級高密度聚乙烯(HDPE)90.5
乙烯-丙烯酸共聚物(AA含量:18%)5
聚氧化乙烯(PEO)3
聚乙二醇(PEG-400)I
沉淀法白炭黑(5000目)0.5
按上述各組份計量先把薄膜級高密度聚乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物(AA含量:18%)和聚氧化乙烯加入到高速攪拌機中,在100轉(zhuǎn)/分低速下混合5分鐘;再加入聚乙二醇(PEG-400),在500轉(zhuǎn)/分高速下混合5分鐘,最后加入沉淀法白炭黑(5000目),高速(500轉(zhuǎn)/分)下混合10分鐘,轉(zhuǎn)低速(100轉(zhuǎn)/分)出料;混合后的物料經(jīng)雙螺桿擠出機進行混煉造粒;擠出分區(qū)溫度為120/140/150/160/170/180/180/160°C;造粒后的物料再經(jīng)擠出吹塑成膜,分區(qū)溫度為160/165/170/180°C,制成專用于與聚乙烯醇薄膜復合的聚乙烯基礎(chǔ)薄膜。以此薄膜為基礎(chǔ)膜與聚乙烯醇薄膜進行復合。復合薄膜在相對濕度RH:90%環(huán)境下處理(23°C)48小時后,其剝離強度為2.5N/15min。
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