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软包装改性PVA水性涂布液的研究

王崇文  
【摘要】:改性PVA涂布膜作为一种环保和低成本的高阻隔包装材料,正在引起越来越多的重视。本文在PVA1799水溶液中添加表而活性剂炔属乙二醇、交联剂Cymel385,制备了改性PVA水性涂布液。 选择具有高温水溶性的完全醇解的PVA1799作为PVA水性涂布液用PVA树脂型号,研究了不同质量分数PVA1799水溶液的粘度稳定性,并测试了不同质量分数PVA1799水溶液的表面张力。 为降低PVA1799水溶液的表面张力以实现对基材的良好润湿,分别选择了3种炔属乙二醇表面活性剂作为PVA水性涂布液的表面活性剂,并测试了添加不同量表面活性剂的7wt%PVA1799水溶液的表面张力。实验结果表明,所选择的3种炔属乙二醇表面活性剂SA、PSA、S-195在添加量为0.05phr时,已均使7wt%PVA1799水溶液的表面张力由64.9mN/m降低至33mN/m以下。又通过静态接触角实验表明了添加表面活性剂后PVA1799水溶液对基材BOPP膜润湿的改善。 为降低PVA涂层的湿气敏感性,使用Cymel385作为PVA水性涂布液的交联剂,添加磷酸作为交联反应的催化剂,制备了改性PVA水性涂布液。通过红外光谱表征了交联反应的发生。 制备了改性PVA薄膜,并测试了交联剂Cymel385添加量对改性PVA薄膜的力学性能、透氧系数、透湿率、平衡吸湿率的影响。结果表明:随着交联剂添加量的增加,改性PVA膜的抗拉强度逐渐增大,断裂伸长率逐渐减小;随着交联剂添加量的增加,改性PVA薄膜的透氧系数逐渐增大,当Cymel385加入量为PVA树脂质量的30%时,改性PVA膜的透氧系数为1.46×10-16cm3·cm/(cm2·s·Pa),相对于未改性PVA膜增加了约4.3%;随着交联剂添加量的增加,改性PVA薄膜的平衡吸湿率(选择23℃、52%RH和38℃、90%RH条件)逐渐减小,交联剂的最佳添加量为20%。 分别在基材PET、CPP、BOPP薄膜上涂布改性和未改性PVA水性涂布液,制备了改性和未改性PVA涂布膜,并测试了其透氧率。结果表明,制备的3种改性PVA涂布膜的透氧率均小于10cm3/m2·24h·0.1MPa(23℃,0%RH),达到了GB19741-2005规定的无菌包装塑料复合膜透氧率≤20cm3/m2·24h·0.1MPa的要求。将未改性和改性PVA涂布膜在38℃、90%RH温湿度环境中处理24h,然后分别测试其透氧率。结果表明,处理后改性PVA涂布膜的透氧率增幅小于未改性PVA涂布膜,表明制备的改性PVA涂布膜的湿度敏感性下降,具有更好的耐湿能力。


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