一、 前　言 
 
　　高科技水溶性塑料包裝膜作為一種新穎的包裝材料，在歐美、日本等國被廣泛用于水中使用產(chǎn)品的包裝，例如，農(nóng)藥、化肥、顏料、染料、清潔劑、水處理劑、礦物添加劑、洗滌劑、混凝土添加劑、攝影用之化學試劑及園藝護理的化學試劑等，它的主要特點是：
　　1.環(huán)保安全、降解徹底(達10％)，降解的最終產(chǎn)物是CO 2和H 2O，可徹底解決包裝廢棄物的處理問題：  
　　2.使用安全方便，避免使用者直接接觸被包裝物，宜于對人體有害物品的包裝：  
　　3.能準確計量、防止浪費；  
　　4.力學性能好，且可熱封，熱封強度較高；  
　　5.具有防偽功能，可作為優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品防偽的最佳武器，延長優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的壽命周期。
　　國外主要是日本、美國、法國等生產(chǎn)銷售此類產(chǎn)品，如美國的W.T.P公司，C.C.L.P公司，法國的GRENSOL公司和日本的合成化學公司等。國內(nèi)株洲工學院與廣東肇慶方興包裝材料公司在中國包裝總公司科技部的支持下，聯(lián)合研制開發(fā)了高科技水溶性薄膜及其生產(chǎn)設備，目前已投入生產(chǎn)，其產(chǎn)品填補了國內(nèi)空白，正在走向市場。本文就水溶性塑料薄膜成分、生產(chǎn)工藝過程及其特性加以介紹，并較系統(tǒng)地論述高科技水溶性塑料薄膜應用前景。
 
　　二、水溶性塑料包裝薄膜的生產(chǎn)工藝過程  

　　高科技溶性包裝薄膜主要以聚乙烯醇及淀粉為主要原料，添加各種助劑，如表面活性性、增塑劑、防粘劑等等，其工藝與傳統(tǒng)的塑料薄膜成型工藝有所不同，它的工藝過程是：采用先將原料制成固含量為18～20％的水溶性膠，再流涎涂布到鏡面不銹鋼帶上，經(jīng)干燥成膜后從鋼帶上剝離，然后進入干燥室干燥至規(guī)定水分后，切邊收卷獲得成品膜。

　　三、高科技水溶性包裝薄膜的主要化學成份及其環(huán)保特性 
 
　　1.化學成分
　　水溶性包裝薄膜的主要原料是低醇解度的聚乙醇及淀粉，利用聚乙烯醇成膜性、水溶性及降解性，添加各種助劑。所添加的助劑均勻為C、H、O化合物，且無毒，與聚乙烯醇溶液相容，添加劑各組分與聚乙烯醇、淀粉之間只發(fā)生物理溶解，改善其物理性能、力學性能、工藝性能及溶水性能，但不發(fā)生化學反應，不改變其化學性能。其主要化學成份即為C、H、O。
　　2.環(huán)保特性  
　　高科技水溶性薄膜產(chǎn)品屬于綠色環(huán)保包裝材料，在歐美、日本等國均得到國家環(huán)保部門的認可。目前國內(nèi)外主要把生物耗氧量(BOD)及化學耗氧量(COD)作為環(huán)保的指標。日本有關部門測定降乙烯醇生物耗氧量(BOD)比淀粉小得多，美國空氣產(chǎn)品公司把Airvol公司PVA產(chǎn)品生物降解5天后可測得BOD量低于最初BOD總量的1％。經(jīng)過生物試驗表明，聚乙烯醇既無毒，也會阻止微生物的生長繁殖，對廢處理和環(huán)境衛(wèi)生沒有影響。有關部門微生物分解試驗研究也表明聚乙烯醇幾乎完全被分解，使COD降得很低矮。
　　就降解機理而言，聚乙烯醇具有水和生物兩種降解特性，首先溶于水形成膠液滲入土壤中，增加土壤的團粘化、透氣性和保水性，特別適合于沙土改造。在土壤中的PVA可被土壤中分離的細菌—甲單細胞(Pseudomonas)屬的菌株分解。至少兩種細菌組成的共生體系可降解聚乙烯醇：一種菌是聚乙烯醇的活性菌，另一種是生產(chǎn)PVA活性菌所需物質(zhì)的菌。仲醇的氧化反應酶催化聚乙烯醇，然后水解酶切斷被氧化的PVA主鏈，進一步降解，最終可降低為CO 2和H 2O。  

　　四、高科技水溶性包裝薄膜的主要性能  

　　1.含水量  
　　成卷的水溶性薄膜一般用PE塑料包裝以保持其特定的含水量不變。當水溶性薄膜從PE包裝中取出后，本身的含水量隨環(huán)境溫度發(fā)生變化，其性能也隨之有所變化，直到平衡。
　　2.防靜電性　　水溶性膜是一種防靜電薄膜，與其它塑料薄膜不同，具有良好的防靜電性。在使用水溶性薄膜包裝產(chǎn)品過程中，不會因為靜電而引起其可塑性降低及靜電附塵。
　　3.水份及氣體透過率  
　　水溶性膜對水份及氧具有較強的透過性，但對氧氣、氮氣、氫氣及二化碳氣具有良好的阻隔性。這引起特點，使其可以完全保持被包裝產(chǎn)品的成分及本身氣味。
　　4.熱封性  
　　水溶性包裝薄膜具有良好的熱封性，適合于電阻熱封，高頻熱封，熱封強度與溫濕度、壓力、時間等條件有關，一般為100～200g/cm。 
　　5.力學性能  
　　水溶性包裝薄膜的力學性能如表2所示。  
　　6.印刷性能  
　　水溶性薄膜可以用普通的印刷方法進行清晰的印刷，印刷性良好。
　　7.耐油性及耐化學藥品性  
　　水溶性包裝薄膜具有良好的耐油性(植物油、動物油、礦物油)，耐脂肪性、耐有機溶劑和碳水化合物等。但強堿、強酸、氯自由基及其它與PVA發(fā)生化學反應的物質(zhì)(如硼砂、硼酸、某些染料等)，這類物質(zhì)建議不用水溶性薄膜包裝。
　　8.水溶性  
　　水溶性薄膜的水溶性與其厚度和溫度有關，以25цm厚薄膜為例，其有關數(shù)據(jù)如下：  

　　五、高科技溶水性包裝薄膜的應用前景  

　　水溶性薄膜用途廣泛，市場十分廣闊，并具有環(huán)保特性，因此已受到世界發(fā)達國家廣泛重視。例如，日本、美國和法國等已大批量生產(chǎn)銷售此類產(chǎn)品，象美國W.T.P公司、C.C.LP公司，法國的GREENSOL公司以及日本的合成化學公司等。其用戶也是一些著名的大公司，例如Bayet(拜耳)、Henkel(漢高)、Shell(殼牌)、Agr.Eva(艾格福)等大公司都已開始使用水溶性薄膜包裝其產(chǎn)品。
　　在國內(nèi)、水溶性薄膜市場正在興起，就國內(nèi)市場而言，據(jù)有關資料統(tǒng)計，目前每年需要包裝薄膜占塑料制品的20％，約達30.9萬噸，即使按占有市場5％計，則每年需求量也達1.5萬噸。其主要應用有以下幾個方面：
　　1.用于水中使用產(chǎn)品的包裝，例如，火藥、化肥、顏料、染料、清潔劑、水處理劑、礦物添加劑、洗滌劑、混凝土添加劑、攝影用之化學試劑及園藝護理的化學試劑等；
　　2.水轉(zhuǎn)移印刷，用于陶瓷、電器外殼異型面的商標及圖案轉(zhuǎn)??； 
　　3.高溫水溶膜(40℃以下不溶)，可用于服裝及紡織品包裝，食品保鮮膜等，尤其是出口產(chǎn)品的包。；  
　　4.用于種子袋、農(nóng)用育苗、刺繡等。  
　　此外，水溶性薄膜的主要原料是聚乙烯醇，我國是原料生產(chǎn)大國，這對高科技溶水性包裝薄膜應用前景的市場開發(fā)有為有利，且隨著社會的發(fā)展和進步，人們越來越注意保持我們賴以生存的環(huán)境，尤其是對我國即將與國際發(fā)達國家接軌，對包裝環(huán)保要求日益提高，因而水溶性薄膜在我國的應用前景一定十分廣闊。
 
　　六、今后的研究課題
 
　　水溶性包裝薄膜作為一種新型綠色包裝材料，在國內(nèi)的研究應用剛剛開始，在國外也只有15年的發(fā)展歷史，因而有很多課題有待研究開發(fā)，具體有以下幾個方面：
　　1.水溶膜生產(chǎn)的質(zhì)量控制方法研究  
　　由于水溶膜生產(chǎn)工藝獨特，生產(chǎn)中會產(chǎn)生各種各樣的缺陷，如氣泡、厚度不均、厚邊、“魚眼”、穿孔、皺紋、“火山口”等等，其成因非常復雜，這些缺陷的產(chǎn)生直接影響水溶膜的應用，因而，有必要進行深入的研究。
　　2.各組分對水溶性包裝薄膜影響及作用機理的研究  
　　水溶膜的各種物理、化學等性能是由其各組分綜合作用的結(jié)果，深入研究探討各組分對水溶性包裝薄膜影響及作用機理，對提高水溶膜產(chǎn)生的質(zhì)量、滿足用戶要求以及開發(fā)新型水溶膜都具有重要的意義。
　　3.水溶膜生產(chǎn)率的改進、提高  
　　目前，已開發(fā)的水溶膜生產(chǎn)設備生產(chǎn)速度為4.5米/分鐘，國外同類設備在7米/分鐘左右，與傳統(tǒng)工藝方法生產(chǎn)非水溶膜設備相比，生產(chǎn)率顯然很低，這是水溶膜成本較高的一個重要原因，如何提高水溶膜的生產(chǎn)率將是今后一個重要的研究課題。
　　4.新型水溶膜的開發(fā)與水溶膜應用新領域的開拓  
　　盡管水溶膜應用已十分廣泛，但隨著生產(chǎn)的發(fā)展、社會的進步，人類需求不斷增長，水溶膜的應用在很多領域有待開拓，需要開發(fā)各種新型水溶膜。例如，電力行業(yè)用于焊接輔料的耐熱(300℃)水溶膜以替代水溶紙、洗滌業(yè)中開發(fā)具有洗滌功能水溶膜以用作膜型肥皂等等。