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EVOH

将乙烯聚合物的加工性和乙烯醇聚合物的阻隔作用相结合,乙烯-乙烯醇共聚物不仅表现出极好的加工性能,而且也对气体、气味、香料、溶剂等呈现出优异的阻断作用。 由于同乙烯结合而具有热稳定性,含有EVOH阻隔层的多层容器是完全可以重复利用的。

EVOH(乙烯/乙烯醇共聚物,Ethylene vinyl alcohol copolymer)

EVOH一直是应用最多的高阻隔性材料。这种材料的薄膜类型除了非拉伸型外,还有双向拉伸型、铝蒸镀型、黏合剂涂覆型等,双向拉伸型中还有耐热型的用于无菌包装制品。

EVOH的阻隔性能取决于乙烯的含量,一般来说当乙烯含量增加时,气体阻隔性下降,但易于加工。

EVOH显著特点是对气体具有极好的阻隔性和极好加工性,另外透明性、光泽性、机械强度、伸缩性、耐磨性、耐寒性和表面强度都非常优异。

在包装领域,EVOH制成复合膜中间阻隔层,应用在所有的硬性和软性包装中;在食品业中用于无菌包装、热罐和蒸煮袋,包装奶制品、肉类、果汁罐头和调味品;在非食品方面,用于包装溶剂、化学药品、空调结构件、汽油桶内衬、电子元件等。在食品包装方面,EVOH的塑料容器完全可以替代玻璃和金属容器,国内多家水产公司出口海鲜就使用PE/EVOH/PA/EVOH/PE五层共挤出膜真空包装。在加快EVOH复合膜研究同时,国外也在研究EVOH拉伸取向,新型EVOH薄膜对气体的阻隔性能为现有的高性能的非拉伸EVOH薄膜的3倍。另外EVOH也可以作为阻隔材料涂覆在其他合成树脂包装材料上,起到增强阻隔性能效果。

EVOH产品不仅可以用途薄膜方面的生产,还可以大量运用于化妆品软包装,地暖管材,果冻杯及农药瓶等方面,EVOH作为一个无毒的环保型材料,不仅可以提高人们的生活质量,也对环境保护起着重要作用。

目前EVOH的生产商包括台湾长春集团、日本合成化学和日本可乐丽三家公司。

EVOH(乙烯-乙烯醇共聚物):

正是这些特点,在食品包装方面使含有EVOH阻隔层的塑料容器能代替许多玻璃和金属容器。

(1)化学和性能

在今天可利用的聚合物中,聚乙烯醇(PVA)的气体渗透率最低。但是,PVA是水溶性的,而且难以加工。

EVOH制取方法:首先是乙烯和醋酸乙烯共聚,然后是水解该共聚物得到乙烯-乙烯醇。因此,仍然保留了高度的阻隔作用,而且在防潮和加工性能方面有明显改善。

从性质上来说,EVOH共聚物是高度结晶体,它的性质主要取决于其共聚单体的相对浓度。一般地说,当乙烯含量增加时,气体阻隔性能下降,防潮性能改进,且树脂更易于加工。

EVOH树脂的最显著特点是其对气体的阻隔作用。它被用在包装结构中,通过防止氧气的渗入来提高香味和质量的保留程度。在使用充气包装技术中,EVOH树脂有效地保留了用来保护产品的二氧化碳或氮气。

由于在EVOH树脂的分子结构中存在着羟基,EVOH树脂具有亲水性和吸湿性。当吸附湿气后,气体的阻隔性能会受到影响。

但是,阻隔层中的湿含量可以精心地控制,使用多层技术将如聚烯烃等强隔湿树脂把EVOH树脂层包裹起来,可以做到这一点。

(2)耐油

EVOH树脂也具有很强的耐油性和耐有机溶剂性能。在68°F下浸入各种溶剂和油中1年后,重量增加的百分数为:对环己烷、二甲苯、石油醚、苯和丙酮等溶剂为0-,对乙二醇为2.3-,对甲醇为 12. 2-,对色拉油为 0. 1-。

(3)热/机械性能

EVOH树脂具有高的机械强度、弹性、表面硬度,耐磨性和耐气候性,并且有强的抗静电性。EVOH薄膜具有高光泽和低雾度,因而高度透明。

EVOH树脂是所有商用强阻隔树脂中,热稳定性最高的树脂,这一性质使加工中产生的废料的可以再生和再利用,再生料中含有多达20-以上的EVOH。

(4)加工

在多层结构中使用EVOH提供隔层有三种基本方法,它们是:

共挤出结构。EVOH树脂同聚烯烃或聚酚胺结合形成构架。

EVOH薄膜层压到其它基质上,或用其它材料作涂层。

用EVOH树脂作各种基质或单层容器的涂层。

不需要特殊改变,就可容易地在传统制造设备上进行加工。

利用商用设备,EVOH树脂适用于下列加工中:单层或多层薄膜挤出;片材和型材共挤出;共挤出吹塑;共挤出涂层;层压(或叠层)和注塑。

含有EVOH树脂构架或EVOH薄膜的二次加工如热成型、真空成型和印刷等都很容易进行。同其它聚合物一样,EVOH树脂可通过过热来改性。

包括多层涂层或共挤出涂层的涂层技术也可以用来生产多层结构物,最后得到的结构非常类似于共挤出结构。可用EVOH树脂喷涂,浸入或滚筒涂层等方法。生产盛装碳酸化饮料的容器或达到阻隔溶剂、香料或气味的目的。

EVOH树脂对大多数聚合物的附着力很差,为克服这一困难,需使用特殊设计的粘接树脂或“连接树脂”。但尼龙除外,无需使用粘接树脂,EVOH树脂就可以很好地粘附到尼龙上。

(5)新发展

随着刚性、高阻隔塑料包装的增长,对EVOH树脂提出了新的性能要求。为满足这些需求,EVOH供货商提供了某些牌号的产品,象J102(美国EVAL公司-EVALCA)和日本Goshei公司的ST系列产品。这些产品提高了可加工性和更宽的成型范围。其它产品,象美国EVAL公司的F100和E151也被开发出来,它们具有更好的粘度且和用于刚性容器中典型的聚烯烃有更好的匹配性。

在塑料回收领域,EVOH树脂更具有优越性。用过的高密度聚乙烯牛奶瓶和多层瓶(含有EVOH树脂)共混后,被用来生产非食品用的容器。

(6)应用

含有EVOH树脂的阻隔层结构用在所有硬和软包装和包括无菌、热注入和压煮的所有类型的食品加工中。用含有EVOH材料包装的产品有:调味品(酱油)、番茄沙司、汁、食用面糊、肉产品、乳酪制品和加工过的水果。

非食品应用包括溶剂、化学品及与医药有关的产品包装。

机动车的燃料箱、燃料管和空调设备的制造商正在评价是否用EVOH结构来减少烃和/或氟利昂的排放。

北美洲

非洲和中东

南美洲

欧洲

亚太地区

高分子量

食品接触的合规性

薄膜

袋子

收缩性薄膜

重包装袋

FDA 21 CFR 177.1520(c) 2.1

薄膜挤出

吹塑薄膜

聚乙烯及聚丙烯都是最常用的烯烃塑料。聚丁烯-1及聚4-甲基戊烯-1也有使用。乙烯乙烯的一些共聚物及用作垫圈的的聚异丁烯也是重要的聚烯烃塑料。鉴定这些塑料的最简单的方法是用红外光谱。但是从熔融温度范围也可以得到一些信息

聚乙烯(与密度有关) 105~130℃

聚丙烯 160~170℃

聚丁烯 120~135℃

聚4-甲基戊烯-1 大于240℃

这些塑料的热解气体与氧化汞的反应互相之间存有差别。因此先将滤纸用含0.5克黄色氧化汞的硫酸溶液(1.5毫升浓硫酸加到8毫升水中)浸透,然后在裂解管中放入少量适量干燥试样,管口用上述滤纸盖住,加热。如果蒸汽使滤纸上出现金黄色的斑点,这表明这些塑料可能含聚异丁烯,丁基橡胶,及聚丙烯(少量者要在几分钟之后才能显色)。聚乙烯不反应。天然橡胶,丁腈橡胶及聚丁二烯会产生棕色斑点。聚乙烯及聚丙烯热解时产生蜡状产物。聚乙烯的气味象石蜡,而聚丙烯有轻微的芳香味。

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