一种改性pva复合包装膜及其制备方法
【专利说明】一种改性PVA复合包装膜及其制备方法 【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种改性PVA复合包装膜及其制备方法，属于塑料薄膜生产技术领域。 【【背景技术】】
[0002] 魔芋葡甘聚糖(KGM)是从天然植物魔芋球茎中分离、提取的一种非离子型水溶性 高分子多糖，具有较好的增稠性、胶凝性、粘结性、吸水性，在食品和食品添加剂工业具有广 泛的应用;其水溶胶在适当条件下可成膜;魔芋葡甘聚糖的水溶液具有水溶性和保水性，分 子中含有大量羟基，水分子与魔芋葡甘聚糖分子内部或者分子间能形成氢键的可能性极 大，随着水溶液体系粘度的增加而流动性减少变成凝胶态，加工困难。PVA(聚乙烯醇)是由 聚醋酸乙烯水解而得到的白色、粉末状树脂。我国自20世纪60年代研究生产以来，目前产量 居世界首位。聚乙烯醇薄膜具有优良的透明度和光泽性、良好的气体阻隔性、极佳的强韧 性、耐撕裂性和耐磨性等优点，并在一定条件下具有水溶性和生物降解性，是近年来发展迅 速的新型绿色材料之一。光学性能和力学性能是包装膜最重要的性能之一，但由于以往为 提高魔芋葡甘聚糖(KGM)和PVA(聚乙烯醇）的共混体系的加工性能往往牺牲了其包装膜的 光学性能和力学性能。
[0003] 现有技术中，也有对魔芋葡甘聚糖(KGM)和PVA(聚乙烯醇）的共混体系进行改性制 膜的，例如中国专利（申请号:02115955.6): -种生物全降解包装膜及其制备方法和中国专 利申请（【申请号】：201110121514.9): -种可降解的包装膜及制造方法。但这两个技术方案 都属于以魔芋精粉、a-淀粉酶、醋酸酐、聚乙烯醇为原料，单一增塑剂流延制备成膜。前者侧 重于配方设计，后者侧重实施并测定了流延膜的力学性能，光学性能尚未提及。流延膜的厚 度通常为吹塑薄膜的3倍，提高了同等面积的薄膜生产成本，降低了薄膜的光学性能。 【
【发明内容】
】
[0004] 本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种可降解，工艺简单，性能优异 的改性PVA复合包装膜。
[0005] 本发明的另一目的是提供一种上述改性PVA复合包装膜的制备方法.
[0006] 本发明为了实现上述目的，采用以下技术方案：
[0007] -种改性PVA复合包装膜，其特征在于由以下重量百分比组分组成： 聚乙烯醇树脂 ：亂0~96,8%: 魔芋葡甘聚糖 2 0-6.8%
[0008] 复配增塑剂 0.1~2.0% 填料 0.5~2.0%;
[0009] 所述复合包装膜由吹塑成型制得单层薄膜，所得单层薄膜厚度为19-22μπι。
[0010] 本发明中的聚乙烯醇树脂的粘度为20.5~24.5cps，醇解度87-89%。
[0011] 本发明中的述复配增塑剂为甘油、二乙醇胺、山梨醇按重量比1: 1:1~2混合而成。
[0012] 本发明中的填料粒径范围在1~2μπι之间，选自滑石粉、云母、粘土、硅灰石和碳酸 钙中的一种或几种的任意配比。
[0013] 本发明用PVA(聚乙烯醇树脂）与魔芋葡甘聚糖(KGM)共混，通过添加由甘油、二乙 醇胺、山梨醇复配的增塑剂，填料后使用双螺杆挤出机挤出造粒，最后使用吹膜机吹塑成型 制备出复合包装膜。
[0014] PVA分子链为锯齿形直链型，结构规整性，结晶度高，由于其分子结构中含有大量 的羟基，分子内或分子间均易形成较强的氢键，导致其熔点较高，且分解温度很接近，熔融 加工温度区间较窄，熔融加工较难。PVA的热塑加工可使用添加有机塑化剂或者与可降解的 天然高分高分子材料共混的方法来实现，其目的是改善热熔融性能，常用的塑化剂有多元 醇小分子、醇胺类小分子、酰胺类小分子以及低分子量的聚乙二醇，在使用过程中如加入量 较少时，难以保证PVA分子得到充分塑化，当加入量增大时，塑化剂分子与PVA相容性有限， 容易造成塑化剂移和析出现象。复配增塑剂中的甘油、山梨醇均含有大量的羟基结构，与同 样含有大量羟基的PVA相容性较好，但是由于PVA分子结构中的氢键阻碍，很难直接插入分 子间起到增塑作用;二乙醇胺分子能与PVA中未醇解的醋酸酯基团反应，在一定的条件下能 进入氢键密集的聚合物分子链间，发生氨解反应，并在分子链间形成了一种新的塑化剂分 子Ν，Ν二羟乙基乙酰胺。二乙醇胺分子与醋酸酯基团反应后，分子链间的氢键相对分子内的 氢键减弱，而且分子链间进入新的塑化剂Ν，Ν二羟乙基乙酰胺后，链间距会增大，所以新的 塑化剂分子Ν，Ν二羟乙基乙酰胺能够迅速的破坏结晶区分子链间的氢键作用，使分子链间 产生的了一定间隙促使甘油和山梨醇小分子能够顺利的插入晶区分子链间。
[0015] 新的塑化剂Ν，Ν二羟乙基乙酰胺分子能与PVA分子形成更强的氢键作用，破坏了 PVA自身结构中分子链内部和分子链间的氢键结构，提高了甘油和山梨醇小分子能插入PVA 晶区分子链间的几率，甘油和山梨醇自身的羟基还能与PVA分子形成更强的氢键作用，PVA 能得到充分塑化，有利于降低熔点或提高热分解温度，扩大了加工温度区间。山梨醇的使用 能有效抑制聚乙烯醇加工过程中的剧烈发泡行为，有利于改善其稳定热塑加工性。通过配 方的实验发现甘油、二乙醇胺、山梨醇三者比例在1:1:1至1:1:2之间任意配比时薄膜的力 学性能和光学性能均能稳定在一定范围内，波动不大。适量填料的加入能很好的降低薄膜 的生产成本，但是加入量过大会导致在薄膜中分散不均，过少则起不到效果，当取0.5~ 2.0%时对薄膜的光学性能、力学性能等其他性能影响较小。
[0016] 本发明通过复配增塑剂的加入，降低共混体系的加工熔融温度，进而使用吹塑薄 膜工艺开发出机械性能和光学性能良好的复合包装薄膜。
[0017] 上述一种改性PVA复合包装膜的制备方法，其特征在于使用双螺杆挤出机挤出造 粒，然后使用吹膜机吹塑成型制备出复合包装膜。
[0018] 本发明制备复合包装膜时双螺杆挤出机的生产温度具体为1区：170-180°c，2区： 185-195°C，3区：190-200°C，4区：195-205°C，5区：205-215°C，6区：205-215°C，7区：205-215 °C，8区：200-210°C，9区：195-205°C，10区：195-205°C，机头温度：195-205°C，物料温度： 195-205。。。
[0019] 本发明制备复合包装膜时双螺杆挤出机的生产温度范围控制在180_220°C，双螺 杆挤出机的熔体压力控制在1.0Mpa-5.0Mpa，熔体温度控制在195-215°C，主机电流控制在 设备额定电流的80-85%，主机转速控制在200-