從20 世紀(jì)80 年代起，我國就有上海、成都、北京、南京、河北等地的科研機(jī)構(gòu)、大學(xué)、企業(yè)的科技人員長期致力于聚乙烯醇（PVA）高阻隔性能應(yīng)用的研發(fā)工作。

　　河北百瑞爾包裝材料有限公司經(jīng)過了整整十年的艱苦奮斗，自主創(chuàng)新，終于在去年在國內(nèi)將擁有國家的產(chǎn)品——聚乙烯醇（PVA）高阻隔水性涂布液全面推向了市場。

　　利用軟包裝企業(yè)現(xiàn)有的干式復(fù)合機(jī)、涂布機(jī)、擠出復(fù)合機(jī)等設(shè)備，將河北百瑞爾包裝材料有限公司自主創(chuàng)新生產(chǎn)的聚乙烯醇（PVA）高阻隔水性涂布液直接涂布在PET、BOPP、PE、CPP、鍍鋁薄膜等基材的表面，就可以生產(chǎn)出可與鋁箔、玻璃、鍍氧化鋁薄膜和鍍氧化硅薄膜媲美的高質(zhì)量、低成本、環(huán)保型的高阻隔薄膜。

一、為什么食品、藥品等商品的包裝需要高阻隔材料

造成食品、藥品等物品*變質(zhì)，影響食品、藥品等物品儲(chǔ)存期的原因很多，但從包裝角度來分析，主要原因有：

1.細(xì)菌的生長、繁殖，是食品*變質(zhì)的*個(gè)主要原因，而氧氣的存在與否及其濃度的高低，是細(xì)菌生存、繁殖的必要條件（厭氧菌除外）。

2.食品中的油脂等成分氧化變質(zhì)發(fā)“哈”，是食品腐壞的另一個(gè)主要原因。

3.食品的原汁原味揮發(fā)喪失、外部異味竄入食品內(nèi)使食品變味也是食品變質(zhì)的常見原因。

4.有些食品中水氣的揮發(fā)會(huì)使食品喪失原有風(fēng)味。有些食品則需要在于燥的狀態(tài)下保存，若外面的水氣進(jìn)入食品內(nèi)，有助于細(xì)菌的繁殖而加速食品的變質(zhì)或食品受潮變軟使食品失去原有風(fēng)味。

5.有的商品還需要阻隔紫外線。如油脂在光照下會(huì)產(chǎn)生酸，從而導(dǎo)致商品變質(zhì)、風(fēng)味受損。太陽光照射也能使印刷品和商品變色。此外，陽光還能促進(jìn)油脂氧化。藥品中的生物堿、維生素B1、B2、維生素C 等，也由于光的作用很快和氧發(fā)生反應(yīng)，出現(xiàn)變色及含量下降等各種變化。總之，許許多多用于食品、藥品等商品的包裝材料都需要優(yōu)良的阻隔性能。

二、國內(nèi)常用的高阻隔材料和聚乙烯醇（PVA）高阻隔材料

1.鋁箔

　　優(yōu)點(diǎn)：阻隔性能，可蒸煮、可有效阻隔紫外線。

　　不足：不透明、耐折性差、成本高、不能用于微波加熱。

　　目前超高溫滅菌奶大多采用利樂磚和利樂枕包裝，2004 年這種紙塑鋁復(fù)合的包材全國總計(jì)約消耗110 億個(gè)，按每個(gè)包材10 克計(jì)算，等于11 萬噸。由于這些包材中含有金屬層（鋁箔）不易降解，復(fù)合材料中的鋁箔目前國內(nèi)又無能力加以分離，結(jié)果造成紙塑鋁結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料和塑鋁結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料的廢棄物既無法回收再利用，又無法焚燒，對環(huán)境的保護(hù)危害極大。

2.鍍鋁薄膜

　　優(yōu)點(diǎn)：耐折性好于鋁箔，阻隔性能可接近于鋁箔、可阻隔紫外線、鍍鋁加工成本低廉。

　　不足：不透明、鍍層強(qiáng)度差（遇水后鋁層易自動(dòng)脫落），不能用于微波加熱。

3.EVOH 五層共擠薄膜

　　優(yōu)點(diǎn)：具有的阻隔性能，具有優(yōu)良的耐油和耐有機(jī)溶劑性能、抗靜電性能，能夠再生利用，焚燒時(shí)僅產(chǎn)生CO2 和H2O，是的綠色環(huán)保包裝材料。

　　不足：環(huán)境濕度超過50%時(shí)，其阻隔性能急劇變差，故不宜單獨(dú)使用。因進(jìn)口EVOH 樹脂、進(jìn)口多層共擠設(shè)備的投資都十分昂貴，導(dǎo)致產(chǎn)品成本很高。

4.PVDC 涂層薄膜

　　優(yōu)點(diǎn)：同時(shí)具有良好的阻隔氧氣和阻隔水蒸氣的性能，涂層可熱封、成本較低。不足：涂布需設(shè)備；不能熔融造粒再生利用，廢棄物在焚燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生氯化氫、二惡英之類對人類和周圍環(huán)境有毒、有害的物質(zhì)。

5.鍍氧化硅薄膜和鍍氧化鋁薄膜

　　鍍氧化硅和鍍氧化鋁薄膜透明性好，阻氧、阻濕等性能非常，但由于設(shè)備投資極其昂貴，加之加工技術(shù)難度很高，故產(chǎn)品成本*。目前國內(nèi)還沒有單位生產(chǎn)，從國外進(jìn)口的產(chǎn)品也極少。

6.新型高阻隔材料

　　改性聚乙烯醇（PVA）涂布薄膜

（1）阻氧性能

　　改性聚乙烯醇（PVA）涂布復(fù)合薄膜對氧氣、氮?dú)狻錃饧岸趸级季哂械淖韪粜?，其阻氧性能?yōu)于PVDC（聚偏二氯乙烯）涂層薄膜，也優(yōu)于EVOH（乙烯－乙烯醇共聚體）五層共擠薄膜。它的阻氧性能是各種樹脂薄膜中的，可與鋁箔、玻璃、鍍氧化鋁薄膜和鍍氧化硅薄膜媲美。

幾種材料阻氧性能的比較。單位：cm3／（m2·24h·0.1MPa）。

（2）成本低廉

　　聚乙烯醇（PVA）涂布復(fù)合薄膜的生產(chǎn)成本遠(yuǎn)低于紙鋁塑復(fù)合、鋁塑復(fù)合結(jié)構(gòu)的包裝材料的生產(chǎn)成本，遠(yuǎn)低于EVOH 五層共擠薄膜的生產(chǎn)成本，也低于采用PVDC 涂層的復(fù)合薄膜的成本。

（3）應(yīng)用簡便

　　利用各軟包裝生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)有的干式復(fù)合機(jī)、涂布機(jī)、濕式復(fù)合機(jī)、擠出復(fù)合機(jī)等設(shè)備均可達(dá)到滿意效果。改性后的PVA 膠液不結(jié)皮，在正常使用過程中粘度無明顯上升現(xiàn)象，涂布層很薄，但涂層的厚薄均勻度仍很好。

（4）環(huán)保*

　　聚乙烯醇（PVA）高阻隔水性涂布液的結(jié)構(gòu)成分為碳、氧、氫和硅，可降解，可回收再生利用，燃燒時(shí)僅生成二氧化碳和水，而不產(chǎn)生其它有害于環(huán)境及人類健康的物質(zhì)，無污染，是一種十分理想的環(huán)保型高阻隔包裝材料。

（5）保香性能優(yōu)良

　　具有優(yōu)良的保香性能，可以在較長時(shí)間內(nèi)保持袋內(nèi)食品的原有風(fēng)味，同時(shí)又能有效地阻擋包裝材料外面的異味進(jìn)入包裝袋內(nèi)。

（6）其它

無色、透明度好。
具有優(yōu)良的耐油、耐有機(jī)溶劑性的性能。
具有良好的防靜電性能。
可用于微波加熱，可進(jìn)行包裝后的食品金屬檢測。

　　由于在PVA 水性涂布液中加入了納米級無機(jī)物粉體，成膜后的耐水性、對紫外和紅外光的反射性、耐磨性、阻透性、PVA 涂層與基膜的粘接強(qiáng)度等性能都得到了明顯的提高。

　　不足：由于涂層薄，故涂層熱封性差；盡管經(jīng)過改性，對水的敏感性明顯下降的PVA 涂層，為保持*的阻氧效果，仍以聚烯烴塑料薄膜（如BOPP、CPP、PE 等）加以保護(hù)為好。

三、改性聚乙烯醇（PVA）涂布復(fù)合薄膜的應(yīng)用

1.應(yīng)用范圍

（1）食品包裝：奶制品、餅干、月餅、蛋糕、肉類、海鮮干發(fā)、大米、花生、辣椒粉、芥末、茶葉、咖啡、動(dòng)物油、植物油、煙草等。
（2）醫(yī)藥包裝：中藥、西藥、醫(yī)療器械等。
（3）化工品包裝：牙膏、化妝品、農(nóng)藥、醇類、醚類、酮類、酯類等。
（4）工業(yè)用品包裝：儀器、儀表、零件、電子產(chǎn)品、軍工產(chǎn)品等。
（5）其他。

2.涂布方式

（1）利用干式復(fù)合機(jī)或濕式復(fù)合機(jī)涂布。
（2）利用涂布機(jī)涂布（逆向吻涂）。
（3）利用擠出復(fù)合機(jī)涂布。

3.影響阻隔性能的因素

（1）涂布方式的影響。
（2）涂層均勻性和連續(xù)性的影響。

　　現(xiàn)假設(shè)：涂布基材阻氧率為2000，聚乙烯醇（PVA）涂層阻氧率為5（阻氧率單位為：cm／m2·24h·0.1MPa）

（a）無漏涂

　　阻氧率（整體）=1／（1／5＋1／2000）=4.98

（b）若有1%漏涂

　　阻氧率（整體）=1%×2000＋99%×1／（1／5＋1／2000）=24.93

（c）若有10%漏涂

　　阻氧率（整體）=10%×2000＋90%×1／（1／5＋1／2000）=204.48

（3）涂布量的影響

　　LDPE20／PVA／LLDPE80 涂布量（g／m2）：0.1；氧氣透過量：200。（cm3／m2·24h·0.1MPa）

　　LDPE20／PVA／LLDPE80 涂布量（g／m2）：0.5；氧氣透過量：2.4。

（4）結(jié)構(gòu)不同的影響

　　PET ／ PVA ／ PE（cPP） 的錄4 離強(qiáng)度（N ／ 15mm） ： 2.0 ～ 3.0 ， 氧氣透過量（cm3 ／（m2·24h·0.1MPa）：0.7：BOPP／PVA／PE（CPP）剝離強(qiáng)度（N／15mm）：1.5～2.5，氧氣透過量（cm3／（m2·24h·0.1MPa）：2.3：PE／PVA／PE（CPP）錄0 離強(qiáng)度（N／15mm）：2.0～3.0，氧氣透過量（cm3／（m2·24h·0.1MPa）：4.5。

4.應(yīng)用實(shí)例：液體鮮奶百利無菌包裝

（1）EVOH 五層共擠高阻隔阻膜結(jié)構(gòu)。
（2）改性聚乙烯醇（PVA）高阻隔復(fù)合奶膜結(jié)構(gòu)。

　　PVA 復(fù)合薄膜與EVOH 五層共擠薄膜zui大的區(qū)別在于EVOH 五層共擠薄膜的制造成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于PVA 復(fù)合薄膜的制造成本。

　　近二年來，河北百力包裝有限公司已將河北百瑞爾包裝材料有限公司生產(chǎn)的聚乙烯醇（PVA）高阻隔水性涂布液成功地大量應(yīng)用于鮮奶包裝的百利無菌黑白包裝膜上。內(nèi)蒙古伊利公司、石家莊三鹿集團(tuán)、天津海河乳業(yè)、洛陽巨爾乳業(yè)、北京三元乳業(yè)、天津中芬乳業(yè)、內(nèi)蒙古奈倫乳業(yè)等企業(yè)都已大量使用河北百利包裝有限公司生產(chǎn)的PVA 高阻隔黑白奶膜，取代了這些乳品企業(yè)原來一直使用的價(jià)格昂貴的EVOH 五層共擠黑白包裝薄膜。

    在僅一年多的時(shí)間里，該公司已經(jīng)生產(chǎn)了近2000 噸的PVA 高阻隔復(fù)合奶膜用于鮮奶的無菌包裝，產(chǎn)品質(zhì)量一直很穩(wěn)定。

    因此我們*有充足的理由說，采用我國自主創(chuàng)新、生產(chǎn)的聚乙烯醇（PVA）高阻隔水性涂布液在奶制品、飲料、食品、藥品等領(lǐng)域的應(yīng)用，在絕大多數(shù)地方*可以取代價(jià)格昂貴的EVOH五層共擠薄膜。

5.PVA 涂布復(fù)合薄膜與PVDC 涂層復(fù)合薄膜

PVA 涂布復(fù)合薄膜與PVDC 涂層復(fù)合薄膜zui大的區(qū)別在于：

（1）PVA 復(fù)合薄膜中PVA 的涂布量比PVDC 復(fù)合薄膜中PVDC 的涂布量少很多，大大節(jié)約了自然資源。

（2）PVA 涂布復(fù)合薄膜可回收再生利用，而PVDC 涂層復(fù)合薄膜不僅本身不能回收再生利用，而且還會(huì)使與其復(fù)合的其它本來可以回收再生利用的薄膜（如NY、PET、BOPP、PE、CPP 等）也不能回收再生利用。

（3）PVA 涂布復(fù)合薄膜的廢棄物在焚燒時(shí)僅生成二氧化碳和水，而不產(chǎn)生其它有害于環(huán)境及人類健康的物質(zhì)，而PVDC 涂層復(fù)合薄膜在焚燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生氯化氫、二惡英等對人體健康和環(huán)境都有害的物質(zhì)。隨著國內(nèi)環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，相信PVDC 復(fù)合薄膜一定會(huì)逐漸被PVA 復(fù)合薄膜和其它環(huán)保型的高阻隔包裝材料所替代。

     因此我們也*有充足的理由說，采用我國自主創(chuàng)新生產(chǎn)的聚乙烯醇（PVA）高阻隔水性涂布液，在奶制品、飲料、食品、藥品等領(lǐng)域應(yīng)用效果不錯(cuò)，在絕大多數(shù)地方也*可以取代環(huán)保性能極差的PVDC 涂層復(fù)合薄膜。

     綜上所述，由我國自主創(chuàng)新生產(chǎn)的聚乙烯醇（PVA）高阻隔水性涂布液不僅具有的阻隔性能，而且*符合環(huán)保要求，加之成本低廉，應(yīng)用又十分簡便，所以，聚乙烯醇（PVA）高阻隔包裝材料的市場前景必將十分光明，在奶制品、飲料、食品、藥品及其它工業(yè)領(lǐng)域中都有著廣闊的市場空間。