本发明公开了一种聚乙烯醇薄膜，属于包装材料技术领域。
背景技术：
近年来，石油基塑料包装材料（如聚乙烯、聚丙烯等）引起日益严峻的环境问题。一次性塑料制品的使用量与日俱增，给人类的生态环境带来严重的“白色污染”问题。当前社会对工业品和日用品的环保要求不断提高，对绿色环保薄膜的需求日益增大，使可生物降解包装材料成为研究热点。聚乙烯醇（pva）作为一种可生物降解的合成高分子聚合物，其环保特性已经得到全世界的广泛承认。
pva薄膜具有许多优异的性能，如阻透性高、水溶性好、对环境友好、极好的透明度和光泽性、较大的拉伸强度和撕裂强度、不带静电、良好的耐油性能、热合性与粘接性好、透湿性大、脱模性和金属蒸镀性好等，主要用于服装、玩具、鞋帽等日用品的包装；在农业上主要用于农药包装、种子条带等；工业用膜主要用于食品包装膜、刺绣用膜、医用膜、液晶显示用偏光膜、印刷用膜、油脂类包装用膜等。
目前，pva薄膜的成型方法主要有：溶液流延涂布法、湿法挤出吹塑法和干法挤出吹塑法。相对于流延法和湿法加工技术，干法挤出吹塑法具有工艺简单、能耗低、效率高、投资少等优点。目前，为了提高聚乙烯醇薄膜力学性能和热稳定性能，提供了许多改性方法。但是这些改性方法都存在一定的问题，如改性工艺复杂，可操作性差，引入原材料品种多、成本高，或者催化剂或交联剂为强酸强碱或有刺激性气味，不能适应生产需求和环境友好两方面的要求。
因此，对于目前聚乙烯醇薄膜达不到预期效果，进一步提高聚乙烯醇薄膜力学性能及热稳定性能，才能满足包装材料技术领域的需求。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是：针对传统的聚乙烯醇薄膜力学性能不佳和热稳定性能降低的问题，提供了一种聚乙烯醇薄膜。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种聚乙烯醇薄膜，是由以下重量份数的原料组成：
有机乳液60～80份
聚乙烯醇溶液100～120份
活性降解液20～30份
成膜助剂8～10份
交联剂0.2～0.5份
增塑剂0.6～0.8份
微晶蜡0.1～0.3份
所述有机乳液为聚醋酸乙烯酯乳液、天然橡胶乳液或硅丙乳液中的任意一种；
所述活性降解液具体制备过程为：按重量份数计，依次取40～60份谷朊粉，20～30份酪素，10～15份预处理稻壳料，200～300份水，0.2～0.4份乳酸菌，0.6～0.8份保加利亚乳杆菌，恒温无氧发酵12～24h，再经灭菌处理，得发酵液，再于恒温搅拌状态下，向发酵液中滴加发酵液质量0.1～0.2倍的正硅酸乙酯，待滴加完毕，继续恒温搅拌反应4～6h，即得活性降解液；
所述聚乙烯醇薄膜具体制备过程为：
（1）按原料组成称量各组分；
（2）将有机乳液、聚乙烯醇溶液和活性降解液混合后超声分散，再加入成膜助剂、交联剂、增塑剂和微晶蜡，高速搅拌混合2～4h后，流延成膜，收卷，即得聚乙烯醇薄膜。
所述聚乙烯醇溶液是由聚乙烯醇和去离子水按质量比为1：8～1：10配置而成。
所述成膜助剂为甘油、海藻酸钠或多巴胺中的任意一种。
所述交联剂为二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯中的任意一种。
所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯或环氧硬脂酸辛酯中的任意一种。
所述有机乳液固含量为40～45%。
所述预处理稻壳具体预处理过程为：将稻壳粉碎后过20～40目筛，得稻壳碎料，并将稻壳碎料与氢氧化钠溶液按质量比为1：10～1：20混合浸泡，再经过滤、洗涤、冷冻粉碎和干燥，即得预处理稻壳料。
本发明的有益效果是：
（1）本发明技术方案首先将稻壳粉碎后用氢氧化钠溶液浸泡，使稻壳纤维疏松，有利于水分充分进入纤维孔隙内部，在冷冻粉碎过程中，孔隙内部的水分结冰，受到研磨压力作用时，冰晶碎裂，使稻壳纤维碎裂成纳米结构的稻壳纤维，再将其与谷朊粉和酪素混合，再微生物作用下使其中部分有机质转换为小分子有机酸，使各组分达到均匀分散的同时，可使体系转变为弱酸性体系，弱酸性体系的形成，有利于正硅酸乙酯水解，而水解产生的二氧化硅晶核一旦形成即可被体系中带有活性基团的有机质吸附，避免二氧化硅团聚，使二氧化硅良好分散于体系中，添加到产品中后，可有效提高产品的热稳定性和力学性能；
（2）本发明通过在体系中添加有机乳液，乳液是在连续相中以胶体粒子形式存在的稳定体系，有机乳液添加至体系后，可围绕胶体粒子在周围形成三维网络结构，进一步提升体系的力学性能。
具体实施方式
按质量比为1：8～1：10将聚乙烯醇与去离子水混合加入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合10～20min后，将烧杯于室温条件下静置溶胀4～6h，再将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为95～98℃，转速为300～500r/min条件下，恒温搅拌溶解45～60min，得聚乙烯醇溶液；将稻壳倒入粉碎机，粉碎后过20～40目筛，得稻壳碎料，并将所得稻壳碎料与质量分数为6～8%氢氧化钠溶液按质量比为1：10～1：20混合浸泡6～8h，过滤，得滤渣，并用去离子水洗涤滤渣直至洗涤液呈中性，再将洗涤后的滤渣转入冷冻粉碎机，以液氮为研磨介质，冷冻粉碎30～60min，得粉碎料，并将所得粉碎料真空冷冻干燥，得预处理稻壳料；再按重量份数计，依次取40～60份谷朊粉，20～30份酪素，10～15份预处理稻壳料，200～300份水，0.2～0.4份乳酸菌，0.6～0.8份保加利亚乳杆菌，先将谷朊粉、酪素和水加入发酵罐，以200～400r/min转速搅拌混合10～15min后，静置溶胀2～4h，再于搅拌转速为400～600r/min状态下，向发酵罐中依次加入预处理稻壳料、乳酸菌和保加利亚乳杆菌，搅拌混合10～30min后，将发酵罐密封，于温度为26～32℃条件下，恒温静置发酵12～24h，再将发酵罐中物料转入高压灭菌锅中，于温度为121℃条件下灭菌处理10～15min，待冷却至室温，得发酵液，再将发酵液转入反应釜，于温度为55～65℃，搅拌转速为300～500r/min条件下，向反应釜中滴加发酵液质量0.1～0.2倍的正硅酸乙酯，控制正硅酸乙酯滴加速率为10～15ml/min，待滴加完毕，继续恒温搅拌反应4～6h，出料，得活性降解液；按重量份数计，依次取60～80份固含量为40～45%有机乳液，100～120份聚乙烯醇溶液，20～30份活性降解液，8～10份成膜助剂，0.2～0.5份交联剂，0.6～0.8份增塑剂，0.1～0.3份微晶蜡，先将有机乳液、聚乙烯醇溶液和活性降解液混合后于超声频率为50～60khz条件下，超声分散45～60min，得分散液，再将分散液、成膜助剂、交联剂、增塑剂和微晶蜡用搅拌机以1200～1600r/min转速高速搅拌混合2～4h，得混合料，并将所得混合料预热至150～160℃后转入流延机料斗，调节流延机刮刀刀距为0.2～0.4mm，使预热后的混合料在流道上形成薄膜，调节流延机冷却辊温度至20～30℃，使流道上薄膜冷却成型，调节收卷张力为8～10kg，使冷却后的薄膜成卷，即得聚乙烯醇薄膜。所述有机乳液为聚醋酸乙烯酯乳液、天然橡胶乳液或硅丙乳液中的任意一种。所述成膜助剂为甘油、海藻酸钠或多巴胺中的任意一种。所述交联剂为二苯基甲烷二异氰酸酯、二环己基甲烷二异氰酸酯或异佛尔酮二异氰酸酯中的任意一种。所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯、己二酸二辛酯或环氧硬脂酸辛酯中的任意一种。
实例1
按质量比为1：10将聚乙烯醇与去离子水混合加入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合20min后，将烧杯于室温条件下静置溶胀6h，再将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为98℃，转速为500r/min条件下，恒温搅拌溶解60min，得聚乙烯醇溶液；将稻壳倒入粉碎机，粉碎后过40目筛，得稻壳碎料，并将所得稻壳碎料与质量分数为8%氢氧化钠溶液按质量比为1：20混合浸泡8h，过滤，得滤渣，并用去离子水洗涤滤渣直至洗涤液呈中性，再将洗涤后的滤渣转入冷冻粉碎机，以液氮为研磨介质，冷冻粉碎60min，得粉碎料，并将所得粉碎料真空冷冻干燥，得预处理稻壳料；再按重量份数计，依次取60份谷朊粉，30份酪素，15份预处理稻壳料，300份水，0.4份乳酸菌，0.8份保加利亚乳杆菌，先将谷朊粉、酪素和水加入发酵罐，以400r/min转速搅拌混合15min后，静置溶胀4h，再于搅拌转速为600r/min状态下，向发酵罐中依次加入预处理稻壳料、乳酸菌和保加利亚乳杆菌，搅拌混合30min后，将发酵罐密封，于温度为32℃条件下，恒温静置发酵24h，再将发酵罐中物料转入高压灭菌锅中，于温度为121℃条件下灭菌处理15min，待冷却至室温，得发酵液，再将发酵液转入反应釜，于温度为65℃，搅拌转速为500r/min条件下，向反应釜中滴加发酵液质量0.2倍的正硅酸乙酯，控制正硅酸乙酯滴加速率为15ml/min，待滴加完毕，继续恒温搅拌反应6h，出料，得活性降解液；按重量份数计，依次取80份固含量为45%有机乳液，120份聚乙烯醇溶液，30份活性降解液，10份成膜助剂，0.5份交联剂，0.8份增塑剂，0.3份微晶蜡，先将有机乳液、聚乙烯醇溶液和活性降解液混合后于超声频率为60khz条件下，超声分散60min，得分散液，再将分散液、成膜助剂、交联剂、增塑剂和微晶蜡用搅拌机以1600r/min转速高速搅拌混合4h，得混合料，并将所得混合料预热至160℃后转入流延机料斗，调节流延机刮刀刀距为0.4mm，使预热后的混合料在流道上形成薄膜，调节流延机冷却辊温度至30℃，使流道上薄膜冷却成型，调节收卷张力为10kg，使冷却后的薄膜成卷，即得聚乙烯醇薄膜。所述有机乳液为聚醋酸乙烯酯乳液。所述成膜助剂为甘油。所述交联剂为二苯基甲烷二异氰酸酯。所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
实例2
按质量比为1：9将聚乙烯醇与去离子水混合加入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合15min后，将烧杯于室温条件下静置溶胀5h，再将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为96℃，转速为400r/min条件下，恒温搅拌溶解50min，得聚乙烯醇溶液；将稻壳倒入粉碎机，粉碎后过30目筛，得稻壳碎料，并将所得稻壳碎料与质量分数为7%氢氧化钠溶液按质量比为1：15混合浸泡7h，过滤，得滤渣，并用去离子水洗涤滤渣直至洗涤液呈中性，再将洗涤后的滤渣转入冷冻粉碎机，以液氮为研磨介质，冷冻粉碎40min，得粉碎料，并将所得粉碎料真空冷冻干燥，得预处理稻壳料；再按重量份数计，依次取50份谷朊粉，25份酪素，13份预处理稻壳料，250份水，0.3份乳酸菌，0.7份保加利亚乳杆菌，先将谷朊粉、酪素和水加入发酵罐，以300r/min转速搅拌混合13min后，静置溶胀3h，再于搅拌转速为500r/min状态下，向发酵罐中依次加入预处理稻壳料、乳酸菌和保加利亚乳杆菌，搅拌混合20min后，将发酵罐密封，于温度为28℃条件下，恒温静置发酵18h，再将发酵罐中物料转入高压灭菌锅中，于温度为121℃条件下灭菌处理13min，待冷却至室温，得发酵液，再将发酵液转入反应釜，于温度为60℃，搅拌转速为400r/min条件下，向反应釜中滴加发酵液质量0.1倍的正硅酸乙酯，控制正硅酸乙酯滴加速率为13ml/min，待滴加完毕，继续恒温搅拌反应5h，出料，得活性降解液；按重量份数计，依次取70份固含量为43%有机乳液，115份聚乙烯醇溶液，25份活性降解液，9份成膜助剂，0.3份交联剂，0.7份增塑剂，0.2份微晶蜡，先将有机乳液、聚乙烯醇溶液和活性降解液混合后于超声频率为55khz条件下，超声分散50min，得分散液，再将分散液、成膜助剂、交联剂、增塑剂和微晶蜡用搅拌机以1400r/min转速高速搅拌混合3h，得混合料，并将所得混合料预热至155℃后转入流延机料斗，调节流延机刮刀刀距为0.3mm，使预热后的混合料在流道上形成薄膜，调节流延机冷却辊温度至25℃，使流道上薄膜冷却成型，调节收卷张力为9kg，使冷却后的薄膜成卷，即得聚乙烯醇薄膜。所述有机乳液为聚醋酸乙烯酯乳液。所述成膜助剂为甘油。所述交联剂为二苯基甲烷二异氰酸酯。所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
实例3
按质量比为1：8将聚乙烯醇与去离子水混合加入烧杯中，用玻璃棒搅拌混合10min后，将烧杯于室温条件下静置溶胀4h，再将烧杯移入数显测速恒温磁力搅拌器，于温度为95℃，转速为300r/min条件下，恒温搅拌溶解45min，得聚乙烯醇溶液；将稻壳倒入粉碎机，粉碎后过20目筛，得稻壳碎料，并将所得稻壳碎料与质量分数为6%氢氧化钠溶液按质量比为1：10混合浸泡6h，过滤，得滤渣，并用去离子水洗涤滤渣直至洗涤液呈中性，再将洗涤后的滤渣转入冷冻粉碎机，以液氮为研磨介质，冷冻粉碎30min，得粉碎料，并将所得粉碎料真空冷冻干燥，得预处理稻壳料；再按重量份数计，依次取40份谷朊粉，20份酪素，10份预处理稻壳料，200份水，0.2份乳酸菌，0.6份保加利亚乳杆菌，先将谷朊粉、酪素和水加入发酵罐，以200r/min转速搅拌混合10min后，静置溶胀2h，再于搅拌转速为400r/min状态下，向发酵罐中依次加入预处理稻壳料、乳酸菌和保加利亚乳杆菌，搅拌混合10min后，将发酵罐密封，于温度为26℃条件下，恒温静置发酵12h，再将发酵罐中物料转入高压灭菌锅中，于温度为121℃条件下灭菌处理10min，待冷却至室温，得发酵液，再将发酵液转入反应釜，于温度为55℃，搅拌转速为300r/min条件下，向反应釜中滴加发酵液质量0.1倍的正硅酸乙酯，控制正硅酸乙酯滴加速率为10ml/min，待滴加完毕，继续恒温搅拌反应4h，出料，得活性降解液；按重量份数计，依次取60份固含量为40%有机乳液，100份聚乙烯醇溶液，20份活性降解液，8份成膜助剂，0.2份交联剂，0.6份增塑剂，0.1份微晶蜡，先将有机乳液、聚乙烯醇溶液和活性降解液混合后于超声频率为50khz条件下，超声分散45min，得分散液，再将分散液、成膜助剂、交联剂、增塑剂和微晶蜡用搅拌机以1200r/min转速高速搅拌混合2h，得混合料，并将所得混合料预热至150℃后转入流延机料斗，调节流延机刮刀刀距为0.2mm，使预热后的混合料在流道上形成薄膜，调节流延机冷却辊温度至20℃，使流道上薄膜冷却成型，调节收卷张力为8kg，使冷却后的薄膜成卷，即得聚乙烯醇薄膜。所述有机乳液为聚醋酸乙烯酯乳液。所述成膜助剂为甘油。所述交联剂为二苯基甲烷二异氰酸酯。所述增塑剂为邻苯二甲酸二辛酯。
对比例：张家口某环保塑胶有限公司生产的聚乙烯醇薄膜。
将实例1至3所得的聚乙烯醇薄膜及对比例产品进行性能检测，具体检测方法如下：
1.拉伸性能：根据gb/t1040的标准进行测试。
2.热稳定性：利用tga仪，升温程序设置为从室温到500℃，升温速度40℃/min，在氮气气氛下进行，测试产品在不同温度条件下的质量保持率，保持率越大，则热稳定性越好。
具体检测结果如表1所示：
表1
由表1检测结果可知，本发明技术方案制备的聚乙烯醇薄膜具兼具优秀的力学性能及热稳定性能的特点，在包装材料技术领域的推广与应用具有广阔的前景。