聚乙烯醇加工應(yīng)用進(jìn)展及市場(chǎng)展望

0、前言
近十多年來(lái)，隨著食品工業(yè)和農(nóng)副產(chǎn)品深加工的迅速發(fā)展，對(duì)保質(zhì)、保鮮、保風(fēng)味以及延長(zhǎng)貨架壽命的高阻隔包裝材料和阻隔技術(shù)的要求愈益提高，高阻隔包裝材料和阻隔技術(shù)日益受到人們的重視。據(jù)報(bào)導(dǎo)，由于農(nóng)產(chǎn)品腐爛或被蟲蛀、鼠食，第三世界國(guó)家糧食損失率達(dá)30～50%，而發(fā)達(dá)國(guó)家由于重視保鮮、保護(hù)、存貯技術(shù)及相應(yīng)材料的開發(fā)和應(yīng)用，損失率僅2～3%。許多發(fā)展中國(guó)家的鮮果蔬菜在貯運(yùn)過(guò)程中，由于缺乏適宜的保鮮技術(shù)和材料，致使干癟、腐爛變質(zhì)，每年損失率達(dá)40%以上，有的甚至高達(dá)60～70%。我國(guó)作為糧食、果蔬、食品生產(chǎn)大國(guó)，由于缺少包裝或包裝、貯藏不當(dāng)，其中，糧食損失高達(dá)400～600億斤/年，果蔬的損失約為750億元/年，包裝不當(dāng)是造成水果腐爛損失的最重要原因之一。
高阻透塑料包裝材料通常是指對(duì)氣、液滲透物具有高阻尼作用的材料，即防止氧氣的侵入以免商品氧化變質(zhì)，防止水或水蒸汽的滲透以免商品受潮霉變，或防止香氣、香味和二氧化碳外逸，以免商品失去應(yīng)有的風(fēng)味或變味、變質(zhì)等。實(shí)際上，要求既具有優(yōu)異的阻氣性能，又要求具有很好的防水性能，單一或單層材料是很難實(shí)現(xiàn)的，一般應(yīng)通過(guò)多元復(fù)合、多層復(fù)合、共混改性、合金化、真空蒸鍍、等離子技術(shù)蒸鍍等方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此，大力開發(fā)阻隔基材是復(fù)合薄膜發(fā)展的關(guān)鍵。主要的高阻隔材料有聚乙烯醇（PVA）、乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）、聚偏二氯乙烯（PVDC）等， PVA具有的可水溶、可降解性能，作為環(huán)境友好、高阻隔材料具有更大的市場(chǎng)應(yīng)用前景。
1.PVA、EVOH 、PVDC原料市場(chǎng)與應(yīng)用
1.1 PVDC
PVDC是VDC（偏氯乙烯）單體和第二單體的共聚物的泛稱，一般含有75%～90%的VDC。PVDC均聚物有良好的結(jié)晶性，即包含了50%～80%的結(jié)晶體，高結(jié)晶度及高密度都決定了PVDC共聚物對(duì)水蒸汽和空氣的高阻隔性，透氧性僅次于PVA和EVOH。目前，全球PVDC樹脂的年產(chǎn)量約13萬(wàn)噸，其中70%用于擠出成型薄膜。西方發(fā)達(dá)國(guó)家PVDC主要用于食品、藥品和軍品包裝上，但中國(guó)PVDC產(chǎn)品有90%以上用于香煙、食品、藥品包裝。我國(guó)目前年消耗PVDC樹脂1.5萬(wàn)噸，膠乳0.1萬(wàn)噸（干基），國(guó)內(nèi)PVDC膠乳可供部分占總份額的20%左右。PVDC復(fù)合膜已具備5500噸╱年的生產(chǎn)能力，而實(shí)際開工率約為40%。
國(guó)內(nèi)PVDC用做包裝材料時(shí)，通常是與其他塑料復(fù)合或作為涂覆層使用， PVDC膠乳涂布成膜工藝流程：
基材放卷——預(yù)處理——底涂層——IR和AIR干燥——中間涂層——IR和AIR干燥——面涂層
——IR 和AIR 干燥——收卷
中國(guó)自八十年代引入PVDC包裝，九十年代開始有了自己的PVDC制造工業(yè)和相應(yīng)的加工工業(yè)。但由于原料和加工設(shè)備依靠進(jìn)口，以及當(dāng)時(shí)生活水平的限制，PVDC的生產(chǎn)和應(yīng)用發(fā)展緩慢。國(guó)內(nèi)具有PVDC生產(chǎn)能力的廠家主要有浙江衢化集團(tuán)公司、上海天原化工廠、錦西化工廠，但由于產(chǎn)品質(zhì)量、技術(shù)等問(wèn)題已相繼停產(chǎn)或達(dá)不到設(shè)計(jì)能力，產(chǎn)量?jī)H3000噸，無(wú)法滿足市場(chǎng)需求，主要依靠進(jìn)口。近年來(lái)，隨著醫(yī)藥包裝的突起，PVDC的使用量繼續(xù)高速增長(zhǎng)。
1.2 EVOH
EVOH為乙烯—乙烯醇的共聚物，通常比例為20%～40%的乙烯，60%～80%的乙烯醇，結(jié)合了聚乙烯醇的阻氣性和聚乙烯的可加工性的特點(diǎn)。EVOH作為阻隔材料主要用于復(fù)合材料的阻隔層，大量用于調(diào)料、果汁、番茄醬、肉類、乳酪和水果等的包裝盒、塑料瓶或保鮮膜等食品加工業(yè)；用于包裝油類食品、農(nóng)用化學(xué)品及有機(jī)溶劑等；作為電子產(chǎn)品包裝等。
美國(guó)是EVOH最大的消費(fèi)巿場(chǎng)，約占世界總消費(fèi)量的46%，其次是歐洲（30%），日本（21%），亞太地區(qū)僅占3%。預(yù)計(jì)全球EVOH需求在未來(lái)兩三年內(nèi)的增長(zhǎng)速度將會(huì)達(dá)到12~15%，到2010年的增長(zhǎng)速度將會(huì)在10~12%左右。需求增長(zhǎng)主要來(lái)自于食品包裝方面，約占EVOH需求總量的80%以上。另外，來(lái)自汽車油箱方面的需求約占需求總量的10~15%。由于環(huán)保法規(guī)對(duì)被動(dòng)排放的要求日益嚴(yán)格，這方面的需求將會(huì)快速增長(zhǎng)。目前美國(guó)有65~70%的汽車使用共擠出EVOH油箱，預(yù)計(jì)2006年將會(huì)上升到90%。
目前全球僅有兩家公司生產(chǎn)EVOH樹脂——日本可樂(lè)麗公司和日本合成化學(xué)公司，產(chǎn)品牌號(hào)分別為Eval和Soarnol?？蓸?lè)麗在美國(guó)和歐洲都設(shè)有分公司，分別是美國(guó)的EVALCA公司和EVAL歐洲公司。美國(guó)的Noltex LLC公司則是日本合成化學(xué)與三菱化學(xué)的合資企業(yè)，其中合成化學(xué)公司占了79％的股份。美國(guó)杜邦、Quantum公司以及意大利的Solvay公司的EVOH生產(chǎn)裝置均已停產(chǎn)。
表-1   2001年世界EVOH樹脂的生產(chǎn)能力如表所示：

據(jù)有關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前世界上乙烯－乙烯醇共聚物（EVOH）需求正以兩位數(shù)增長(zhǎng)，如歐洲年增長(zhǎng)率為13%～14%。近年來(lái)，EVOH巨大的市場(chǎng)潛力使國(guó)際上EVOH裝置建設(shè)也十分活躍。世界最大的EVOH生產(chǎn)商日本可樂(lè)麗公司2004年將其位于比利時(shí)安特衛(wèi)普的新裝置的生產(chǎn)能力翻了一番，達(dá)到2.4萬(wàn)噸/年，擴(kuò)增使可樂(lè)麗公司的世界EVOH能力提高到5.7萬(wàn)噸/年。該公司還將投資1.5億美元，使美國(guó)帕塞迪納的EVOH的生產(chǎn)能力從目前的2.4萬(wàn)噸/年增加到4.7萬(wàn)噸/年，計(jì)劃于2006年完成。可樂(lè)麗在日本岡山擁有1萬(wàn)噸/年EVOH裝置。上述裝置擴(kuò)能后將使該公司全球EVOH能力超過(guò)8萬(wàn)噸/年。該公司還計(jì)劃于2008～2009年在歐洲再新增生產(chǎn)線。在EVOH市場(chǎng)上，可樂(lè)麗的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手是日本合成化學(xué)公司，合成化學(xué)公司擁有EVOH能力4.5萬(wàn)噸/年，包括英國(guó)赫爾的1.5萬(wàn)噸/年裝置。
我國(guó)EVOH生產(chǎn)尚為空白，全部依賴高價(jià)進(jìn)口。
1.3   PVA
我國(guó)PVA工業(yè)發(fā)展較快，從1965年第一家生產(chǎn)廠建成到1995年生產(chǎn)能力和實(shí)際產(chǎn)量已躍居全球首位，占全球產(chǎn)量三分之一以上。據(jù)2004年《中國(guó)化工信息》周刊（第43期）報(bào)導(dǎo)，2003年國(guó)內(nèi)PVA生產(chǎn)能力達(dá)44萬(wàn)噸/年，實(shí)際產(chǎn)量達(dá)43.16達(dá)到萬(wàn)噸。
表-2  2003年P(guān)VA市場(chǎng)動(dòng)態(tài)            單位:萬(wàn)噸

來(lái)源：2005年6月網(wǎng)上收集統(tǒng)計(jì)

表-3 PVA消費(fèi)構(gòu)成

來(lái)源：2004年11月8日《中國(guó)化工信息》周刊（第43期）

表-3說(shuō)明我國(guó)涂料和粘合劑耗用PVA占總消耗量的60~70%，用于加工薄膜幾乎是空白。隨著PVA的熱塑加工技術(shù)的研究開發(fā)及PVA具有的高阻隔性和環(huán)境友好性，
必將為PVA新的應(yīng)用領(lǐng)域開辟?gòu)V泛的前景。

表-4　幾種樹脂薄膜的阻隔性能

（摘自周祥興主編《塑料包裝材料成型與彩印工藝》，中國(guó)物資出版社，1997年第一版，430～431）

PVA薄膜作為包裝材料具有的優(yōu)異性能：
1.極好的透明度和光澤性；
2.不吸塵、不帶靜電、印刷適應(yīng)性好；
3.較高的拉伸強(qiáng)度和伸長(zhǎng)率，良好的耐磨性；
4.低濕度下，極好的氣體阻隔性和保香性，阻氧性甚至優(yōu)于EVOH和PVDC；
5.與EVOH一樣，透濕性較大，對(duì)水敏感；
6.有良好的金屬蒸鍍性、熱粘合性；
7.耐油性極好，耐幅照，可用于耐幅射食品包裝；
8.易溶于水，在水體中可水解、生物降解，水解、降解和焚燒的最終產(chǎn)物為CO2和H2O，屬于國(guó)際公認(rèn)的環(huán)境友好材料。主要不足是透濕性，但作為復(fù)合薄膜的阻隔層是完全可以克服的。
PVDC是開發(fā)最早的阻隔材料，但因分子鏈單元含有二個(gè)氯原子，垃圾焚燒時(shí)產(chǎn)生大量HCL氣體，對(duì)環(huán)境造成污染等原因，而受到消費(fèi)者反對(duì)，歐美及臺(tái)灣等地區(qū)已開始轉(zhuǎn)向使用EVOH。因此，PVDC的發(fā)展速度和應(yīng)用前景不如PVA和EVOH。
EVOH與PVA性能接近，實(shí)際上是PVA的化學(xué)共聚改性品種，但EVOH原料完全依賴進(jìn)口，售價(jià)高達(dá)8.0萬(wàn)元/噸左右。PVA薄膜以其優(yōu)異的阻隔氧氣的性能和環(huán)境友好性能，而受到消費(fèi)者重視，且國(guó)內(nèi)原料豐富，采用新型加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)聚乙烯醇的熱塑加工越來(lái)越受到人們的重視，并列入了我國(guó)塑料包裝材料“十五”發(fā)展規(guī)劃。
總之，PVDC、EVOH、PVA阻氧性、保香性等綜合性能好，在當(dāng)前包裝領(lǐng)域不斷追求性能，降低成本和注重環(huán)保的發(fā)展趨勢(shì)下，PVDC的發(fā)展和應(yīng)用前景不如PVA和EVOH看好，PVA、EVOH的阻濕問(wèn)題以及三種原料的國(guó)產(chǎn)化和加工技術(shù)都需要進(jìn)一步解決。
2.PVA加工技術(shù)
聚乙烯醇是一種多羥基聚合物，特點(diǎn)是致密性好、結(jié)晶度高，但由于熔點(diǎn)高，且與分解溫度接近，加工難度大。制備PVA膜，一般有兩種方法：溶膠涂布法或流延（濕法）和擠出吹膜法（干法）。
2.1 國(guó)內(nèi)溶膠流延涂布法
國(guó)內(nèi)以湖南株洲工學(xué)院和廣東肇慶方興包裝材料有限公司為代表的溶膠流延涂布法。該法是將PVA制成固含量為18%—20%的水溶膠，再流延涂布到鏡面不銹鋼帶上，經(jīng)干燥成膜后從鋼帶上剝離，然后進(jìn)入干燥室干燥至規(guī)定水分后，切邊、收卷獲得成品膜，工藝流程和PVA膜性能見圖-1和表-5。
   

此法對(duì)原料純度要求較高，其中的雜質(zhì)會(huì)使薄膜產(chǎn)生氣孔、砂眼等缺陷，因此，對(duì)PVA水溶膠必須進(jìn)行過(guò)濾，將雜質(zhì)或未溶解物清除。該法制膜的關(guān)鍵是必須控制涂膠量及干燥過(guò)程的溫度和熱風(fēng)流量，溫度過(guò)高或熱風(fēng)量過(guò)大，則會(huì)使薄膜變硬和發(fā)熱，影響效果，過(guò)低則難除去水分，降低成膜效率。
2.2國(guó)外擠出吹膜法（濕法）
生產(chǎn)PVA膜的另一種方法是擠出吹塑法，目前僅見于國(guó)外。專利報(bào)導(dǎo)了一種濕法擠出吹膜法的配方,在PVA中加入適量的水、增塑劑、潤(rùn)滑劑、濕潤(rùn)劑和氫鍵合劑等，使用結(jié)構(gòu)特殊的具有溶解、塑煉和脫泡裝置的擠出機(jī)擠出成型或吹塑成膜?？蛇x擇的增塑劑一般有二甘醇、雙丙甘醇、山梨（糖）醇、丙三醇、丁二醇等水溶性化合物及其它助劑等，增塑劑種類和用量對(duì)PVA膜的性能影響頗大。
美國(guó)的Air Product & Chemical公司以較低聚合度的PVA樹脂開發(fā)了品牌為“Vinex”的產(chǎn)品，它同時(shí)具有水溶性、熱塑加工性和生物降解性。“Vinex”可通過(guò)擠塑、共擠塑，吹塑、紡絲成型，可加工為食品包裝薄膜、農(nóng)用水溶性薄膜、容器及一次性消費(fèi)用品等，其廢棄物在潮濕的土壤中可被微生物吞噬并降解為水和二氧化碳，該公司已建成年產(chǎn)8.4萬(wàn)噸的工廠，產(chǎn)品售價(jià)約2.5美元/磅。
另外，日本合成化學(xué)工業(yè)公司生產(chǎn)的“Ecomate  Ax”品種的聚乙烯醇樹脂，該法對(duì)PVA進(jìn)行了改性，導(dǎo)入熱塑性分子結(jié)構(gòu)后，其熔點(diǎn)降低至200~210℃，其分解溫度提高至240℃（一般PVA的熔點(diǎn)與分解溫度接近約230℃左右，故不能熱成型加工），Ecomate  Ax可在214~230℃下進(jìn)行擠塑、吹塑、注塑等工藝成型，制成透明性、水溶性、耐藥品性均十分優(yōu)越的、用于復(fù)合成型薄膜、容器和包裝材料。
從目前國(guó)內(nèi)使用PVA膜的企業(yè)了解到，他們從美國(guó)、日本進(jìn)口的PVA膜主要是（濕法）流延法產(chǎn)品。
2.3 干法擠出吹膜法
上述兩種PVA成膜工藝中，以國(guó)外濕法擠出（流延）法最為簡(jiǎn)單、實(shí)用、生產(chǎn)效率高、穩(wěn)定性好，但濕法擠出能耗高，設(shè)備結(jié)構(gòu)有特殊要求。而國(guó)內(nèi)溶膠流延涂布法工藝復(fù)雜、流程長(zhǎng)、能耗高、生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品成本高。
近年來(lái)，輕工業(yè)塑料加工應(yīng)用研究所對(duì)PVA塑化進(jìn)行了大量研究，成功地找到了可以降低PVA塑化溫度的塑化改性劑，用稍做改進(jìn)的擠出機(jī)就可以進(jìn)行PVA造粒，實(shí)現(xiàn)了用普通擠出機(jī)干法吹塑薄膜，可以獲得性能優(yōu)越的PVA薄膜（主要性能見表-6）。
表-6 干法擠出吹塑PVA膜（未做后處理）主要性能(23℃,RH50%，)

經(jīng)國(guó)家塑料制品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)中心測(cè)試
造粒和吹膜溫度一般控制在200℃左右，膜厚度最薄可以至0.006~0.008mm，一般控制在0.03~0.06mm。若對(duì)薄膜進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚恚梢詼p慢薄膜在水中的溶解速度，提高阻濕、阻氧性能和相應(yīng)的力學(xué)性能。PVA干法擠出吹膜，工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高、成本低，將是PVA膜加工的發(fā)展方向。
這一項(xiàng)目2003年列入國(guó)家科技計(jì)劃，并獲得國(guó)家財(cái)政的大力支持；為實(shí)現(xiàn)PVA干法加工專用設(shè)備成套化，項(xiàng)目承擔(dān)單位與國(guó)內(nèi)多家企業(yè)建立了緊密合作關(guān)系；與河北巨鹿聯(lián)合成立了“中國(guó)輕工業(yè)塑料加工應(yīng)用研究所研發(fā)中心”，建立了500噸/年試驗(yàn)生產(chǎn)線；在山東的1000噸/年產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線已完成安裝調(diào)試；項(xiàng)目具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)，獲國(guó)家專利5項(xiàng)，申請(qǐng)國(guó)際專利2項(xiàng)，并與企業(yè)聯(lián)合申請(qǐng)了設(shè)備專利。
PVA干法擠出加工技術(shù)一直是國(guó)內(nèi)外塑料加工業(yè)未解決的技術(shù)難題之一。該技術(shù)通過(guò)復(fù)配改性劑體系配方設(shè)計(jì)和國(guó)產(chǎn)設(shè)備的改造，克服PVA分解溫度和加工溫度接近、熔體粘度大、流動(dòng)性差、冷卻慢的難點(diǎn)，實(shí)踐證明技術(shù)上是可行，工藝穩(wěn)定。
我國(guó)市場(chǎng)對(duì)PVA薄膜需求量大，絕大部分依賴從國(guó)外高價(jià)進(jìn)口。該項(xiàng)目在國(guó)產(chǎn)設(shè)備基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)了PVA干法造粒和吹膜，保留了PVA的水溶性、阻透性和生物降解性等優(yōu)異性能，相對(duì)于濕法和流延法加工技術(shù)，具有工藝簡(jiǎn)單、能耗低、效率高、投資省等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，PVA干法粒料可用于多層共擠高阻隔材料及容器，拓寬了PVA樹脂新的應(yīng)用領(lǐng)域，是PVA加工技術(shù)上的突破，有助于帶動(dòng)國(guó)內(nèi)PVA原料、阻隔材料、塑料機(jī)械及包裝等行業(yè)的發(fā)展。
近年來(lái)，國(guó)內(nèi)PVA薄膜產(chǎn)品供不應(yīng)求。顯然，PVA干法工藝與設(shè)備定型化，推廣和擴(kuò)大生產(chǎn)能力將水到渠成，以干法擠出吹塑法的成本價(jià)格優(yōu)勢(shì)和使用性能優(yōu)勢(shì)有望完全占領(lǐng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，并批量出口。
PVA除了用上述各種方法直接成膜外，還有與淀粉共混改性后直接吹塑生產(chǎn)降解塑料薄膜的。這方面有影響的研究是意大利Montedison集團(tuán)Novamont公司和國(guó)內(nèi)的江西科學(xué)院應(yīng)化研究所，重慶市化工研究院和太原工業(yè)大學(xué)等。但是，PVA淀粉改性塑料薄膜不適合做包裝膜阻隔層。
3. PVA改性涂布復(fù)合
PVA膜的阻氧性能雖好，但易受環(huán)境濕度的影響，一般不單獨(dú)用作阻透包裝材料。為穩(wěn)定PVA薄膜在高濕條件下的阻透性，一般采用將怕水的PVA膜夾在兩層阻濕性能較好的薄膜如PE膜或PP膜或BOPP膜等中間，采用遮斷技術(shù)阻止潮濕水氣對(duì)PVA的影響。PVA與PE或PP的復(fù)合膜加工有兩種工藝：（1）PVA膜借助于膠粘劑與PP、PE等薄膜復(fù)合；（2）用PVA水溶膠在PP或PE等基膜上涂布復(fù)合，PVA既是膠粘層，又是阻透層。
3.1 PVA膜/基膜復(fù)合
PVA膜與PP膜或PE膜等基材復(fù)合，前提是必須先有PVA薄膜的生產(chǎn)或供應(yīng)，由于國(guó)內(nèi)對(duì)PVA薄膜的加工尚處于研究開發(fā)過(guò)程之中，所以，這種復(fù)合工藝還未見國(guó)內(nèi)報(bào)導(dǎo)。在膜/膜復(fù)合過(guò)程中，常常需要對(duì)基材（PP或PE）進(jìn)行電暈處理，一般工藝如下：
3.2 基膜/PVA膠/基膜復(fù)合
國(guó)內(nèi)對(duì)PVA水溶膠涂布復(fù)合工藝的研究和應(yīng)用，大約已有十年左右的時(shí)間。九十年代初，長(zhǎng)春高新技術(shù)開發(fā)區(qū)建成年產(chǎn)300噸高阻透復(fù)合膜生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線采用改性聚乙烯醇（MPVA）配制成溶膠作為高阻透層，以雙向拉伸聚丙烯（BOPP）、雙向拉伸聚酯（BOPET）或尼龍（PA）薄膜（18~28μm）作為基材，選用高壓聚乙烯（LDPE）或流延聚丙烯（CPP）薄膜（≥35μm）作為熱封層，基材經(jīng)電暈處理后，涂膠復(fù)合，其結(jié)構(gòu)可表示為：BOPP/MPVA/PE復(fù)合膜。
航天科技機(jī)電集團(tuán)的龐志鵬和南京紅寶麗股份有限公司的耿建榮研究了聚乙烯醇改性及改性聚乙烯醇涂布復(fù)合工藝。他們自行研制了對(duì)人體無(wú)毒副作用的密胺樹脂改性液“868”，用于對(duì)PVA中的羥基進(jìn)行適度的交聯(lián)，使PVA形成三維結(jié)構(gòu)涂層，從而穩(wěn)定了PVA在濕態(tài)條件下的氣密性，提高了改性PVA與基膜的附著力，可直接在PE、BOPP等膜表面涂覆形成改性PVA/PE、改性PVA/BOPPP涂布復(fù)合膜。生產(chǎn)工藝和PVA膜的阻隔性能見圖-4和表-7。
表-7  改性PVA/基膜復(fù)合膜的阻透性能

這種改性PVA/PE膜無(wú)需任何處理，就可以在PVA面上進(jìn)行彩印。為要進(jìn)一步提高包裝裝潢效果，還可以先在BOPP等基材上進(jìn)行印刷，再與改性PVA涂布復(fù)合，加工成BOPP/改性PVA/PE復(fù)合膜。據(jù)稱通過(guò)小試、中試，已經(jīng)建成年產(chǎn)1000噸的復(fù)合膜生產(chǎn)線。
由于PP或PE膜表面張力均小于PVA的表面張力，其粘合的界面張力較大，PVA膜或膠液在未經(jīng)處理的PP、PE基膜上難以鋪展開，為了使PVA膜與基膜有效粘合，一般工藝上采取如下措施：一是對(duì)PVA膠進(jìn)行改性，目前對(duì)PVA的改性研究，如密胺樹脂交聯(lián)法。這些方法都是通過(guò)對(duì)PVA部分羥基的反應(yīng)，適當(dāng)減弱羥基的成鍵作用，減少其表面張力，降低PVA分子的羥基含量，從而降低內(nèi)聚能，增強(qiáng)PVA與基膜的粘結(jié)。二是對(duì)基膜進(jìn)行適度的電暈處理，使基膜表面熱降解和氧化，提高基膜的表面張力；同時(shí)極性基團(tuán)引入可以增加界面吸引力，從而改善界面的浸潤(rùn)與粘合?；け砻嫘阅艿母纳瞥潭扰c電暈處理過(guò)程中所用電壓及處理速度有關(guān)。在一定范圍內(nèi)，電壓越高，處理速度越低，處理時(shí)間越長(zhǎng)，基膜的表面性能越好，但同時(shí)要考慮基膜在積聚的高溫下軟化變形甚至熱蝕，因此，從這一角度考慮，基膜應(yīng)有一定合理的厚度，一般為25~60μm。
另外，還應(yīng)采用一些有利于粘合的操作工藝條件，使涂覆效果更理想:（1）電暈處理處后應(yīng)及時(shí)涂膜，以免基膜性能下降。（2）常溫涂布，以降低PVA膜的表面張力，高溫干燥時(shí)，用遠(yuǎn)紅外加熱方式干燥，減小高溫對(duì)基膜表面影響。(3)控制適宜的涂膜速度。（4）在PVA膠中加入改善PVA與基膜粘合的表面活性劑，等等。
4. PVA膜及粒料的應(yīng)用
PVA的應(yīng)用是和其特性分不開的，主要應(yīng)用方式：
一是利用PVA薄膜的水溶性、阻氧性和環(huán)境友好性，用于簡(jiǎn)單包裝，包裝后的廢棄物可以被環(huán)境消納，不至于造成“白色污染”；
二是利用PVA的高阻隔性，與其它樹脂復(fù)合共擠或用PVA單層膜與其它薄膜復(fù)合，生產(chǎn)高阻隔膜、高阻隔中空容器、高阻隔軟管等。
4.1單層膜包裝
目前，PVA膜的主要用戶是出口服裝、鞋帽、玩具等普通包裝。PVA薄膜透明、光澤好，不吸塵、不帶靜電，特別適用于服裝、鞋帽、皮革及皮革制品、工藝美術(shù)、文稿、檔案的封存，與除氧劑配套使用，有防霉、防蟲蛀、防氧化變色的功效。PVA薄膜分子極性強(qiáng)，印刷時(shí)油墨附著性好，用玻璃紙型印刷油墨便可得到美觀的印刷效果。
PVA 膜作為一種能溶于水、且耐油性能極佳的薄膜,可以用于包裝有毒物料或具有腐蝕性、染色性、玷污性、飛揚(yáng)性或發(fā)出怪味,人們不愿或不能直接接觸的物料,如:農(nóng)藥、消毒劑、漂白粉、染料、顏料、洗滌劑、除臭劑及待洗滌衣物的包裝等。人們使用時(shí)，可將未啟封的整袋物料直接投入料桶，加水溶化后使用。在醫(yī)院，可用作消毒袋，將消毒器具放入水溶性薄膜中封裝，然后整袋放入洗滌設(shè)備，進(jìn)行洗滌、消毒，防止細(xì)菌外溢。
在國(guó)內(nèi)，水溶性薄膜市場(chǎng)正在興起。PVA單層膜主要作為出口服裝、鞋帽、玩具等普通包裝，主要用戶集中在廣東、浙江、上海、江蘇、山東和遼寧等沿海省市的外向型企業(yè)。同時(shí)，其他行業(yè)的應(yīng)用市場(chǎng)也很大，如水轉(zhuǎn)印（曲面印刷）、刺繡等也有廣泛應(yīng)用。據(jù)預(yù)測(cè)，2005年水溶性PVA膜需求量為1.5萬(wàn)噸。市場(chǎng)售價(jià)（郝喜海 ,馬力  ,李堅(jiān).高科技水溶性塑料包裝薄膜— 一種正在興起的新型綠色包裝材料，包裝世界，2001年，NO。2，84，90）：美國(guó)產(chǎn)品為13萬(wàn)元／噸，日本產(chǎn)品為20－25萬(wàn)元／噸，國(guó)內(nèi)溶膠涂布法生產(chǎn)的PVA膜產(chǎn)品為6萬(wàn)元/噸，成本約為2.9~3.2萬(wàn)元/噸。可見，大力發(fā)展PVA膜的生產(chǎn)無(wú)論從環(huán)保上還是經(jīng)濟(jì)效益上都是大有前途的。
4.2高阻隔制品
以PVA粒料代替EVOH、PA等，采用共擠或共吹，生產(chǎn)高阻隔包裝制品：
㈠ 復(fù)合膜
復(fù)合膜適宜于以下物品的包裝封存：
可用于小雜糧、油料、海鮮干貨、名貴中藥材、煙草等包裝，配合除氧劑或抽真空，其防霉、防蟲蛀、防退色、保質(zhì)保鮮效果特別明顯，用于封存高油脂食品、果仁或烘炒堅(jiān)果，可防止氧化發(fā)“哈”，并保持食品原有的風(fēng)味。
用于無(wú)線電元器件及整機(jī)、精密機(jī)械、軍械、雷達(dá)、彈藥、大型導(dǎo)彈的綜合封存，有獨(dú)到的防氧化、抗銹蝕的作用。
用于光學(xué)儀器、鏡片及另配件封存，可防止發(fā)霉和起霧。耐油、耐有機(jī)溶劑性好，對(duì)動(dòng)物油、植物油、礦物油、醇類、醚類、酮類、酯類都是不溶的，適宜于化工原料及中間體的包裝和油脂食品的包裝等。
有很好的保香性，可廣泛用于茶葉、咖啡、咖喱粉、辣椒粉、胡椒粉等香料的包裝封存，用于灌裝芥末，而不透味、跑香。
㈡ 阻隔塑料構(gòu)件
以PVA為阻隔層的復(fù)合軟管，可廣泛用于各種調(diào)味品、化妝品的包裝等。
㈢ 中空容器
以PVA為阻隔層的共擠（吹）中空制品，可廣泛應(yīng)用于飲料、啤酒等包裝容器，以及汽車油箱等。
5. PVA應(yīng)用展望
我國(guó)作為果蔬、飲料、啤酒生產(chǎn)和銷售大國(guó)。2000年水果總產(chǎn)量達(dá)7100萬(wàn)噸，蔬菜產(chǎn)量為3億噸，飲料產(chǎn)量近2384萬(wàn)噸，啤酒產(chǎn)量達(dá)2386萬(wàn)噸，均居世界第一位。為解決包裝難題，滿足市場(chǎng)需要，大力開發(fā)包裝材料，特別是高阻隔包裝基料和包裝技術(shù)具有十分重要的意義。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，發(fā)達(dá)國(guó)家農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后儲(chǔ)藏能力可占到商品總量的70～80%，我國(guó)僅為25%左右。農(nóng)產(chǎn)品的保鮮和加工是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的繼續(xù)，是農(nóng)業(yè)再生產(chǎn)過(guò)程中的“二產(chǎn)經(jīng)濟(jì)”。發(fā)達(dá)國(guó)家把產(chǎn)后貯藏加工放在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的首要位置，如美國(guó)農(nóng)業(yè)總投入的30%用于采前，70%用于采后；意大利、荷蘭農(nóng)產(chǎn)品保鮮產(chǎn)業(yè)化率為60%，日本大于70%。產(chǎn)后產(chǎn)值與采收時(shí)自然產(chǎn)值比，美國(guó)為3.7∶1，日本為2.2∶1，我國(guó)僅為0.38∶1，幾乎是以原始狀態(tài)投放市場(chǎng)，我國(guó)果蔬損失率在25～30%，而美國(guó)只有1.7～5.0%，差距明顯。因此，發(fā)展包裝材料和開發(fā)包裝技術(shù)是放大農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、實(shí)現(xiàn)農(nóng)民增收的重要途徑之一。PVA作為復(fù)合包裝材料的阻隔層，可以阻止O2、CO2透過(guò)，避免商品氧化變質(zhì)，阻止香氣、香味或CO2氣體外逸，避免內(nèi)裝物品失去應(yīng)有的風(fēng)味或變味、變質(zhì)，大大延長(zhǎng)貨架壽命，用于食品、果蔬、飲料、香料、茶葉、化妝品、名貴中藥材以及文物、檔案的包裝和保存。
因此，PVA干法加工的實(shí)現(xiàn)，無(wú)論是單層吹塑，還是與其它樹脂共擠（共吹），對(duì)開辟PVA新的應(yīng)用市場(chǎng)，改變傳統(tǒng)應(yīng)用結(jié)構(gòu)，提高PVA使用的附加值，促進(jìn)我國(guó)PVA原料生產(chǎn)及包裝等行業(yè)的發(fā)展都有重要的意義和市場(chǎng)價(jià)值，前景十分廣闊。