一种水溶性双向拉伸聚乙烯醇薄膜及其制备方法
阅读说明：本技术 一种水溶性双向拉伸聚乙烯醇薄膜及其制备方法 (Water-soluble biaxially oriented polyvinyl alcohol film and preparation method thereof ) 是由 张少伟 于 2019-08-02 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种水溶性双向拉伸聚乙烯醇薄膜及其制备方法,该薄膜是由以下重量份数的原料组成：聚乙烯醇30-60份,淀粉30-60份,甘油2-4份,邻苯二甲酸二辛酯2-6份,蒸馏水30-50份；本发明制备的水溶性双向拉伸聚乙烯醇薄膜的热稳定性和力学性能优异,生产过程稳定,同时在原材料选择、加工生产过程、消费过程中均不会释放任何有毒、有害物质,而且回收的薄膜可以溶于水进入土壤最终被分解为二氧化碳和水,其独特的性能和环保特性,在包装材料技术领域具有广阔的前景。(the invention relates to a water-soluble biaxially oriented polyvinyl alcohol film and a preparation method thereof, wherein the film is prepared from the following raw materials in parts by weight: 30-60 parts of polyvinyl alcohol, 30-60 parts of starch, 2-4 parts of glycerol, 2-6 parts of dioctyl phthalate and 30-50 parts of distilled water; the water-soluble biaxially oriented polyvinyl alcohol film prepared by the invention has excellent thermal stability and mechanical property, stable production process, no release of any toxic and harmful substance in the processes of raw material selection, processing production and consumption, and the recovered film can be dissolved in water, enter soil and finally be decomposed into carbon dioxide and water, has unique performance and environmental protection characteristic, and has wide prospect in the technical field of packaging materials.)
技术领域
本发明涉及双向拉伸薄膜技术领域，具体涉及一种水溶性双向拉伸聚乙烯醇薄膜及其制备方法。
背景技术
我国包装薄膜在塑料制品的30％，对薄膜在环保方面的要求越来越高。目前在国内，水溶性薄膜的市场正在兴起，市场前景广阔。
聚乙烯醇(PVA)是一种水溶性环保材料，对水、土壤、环境无影响；聚乙烯醇薄膜用途十分广泛，受到发达国家的广泛关注。目前日本、美国等国家已成功开发出聚乙烯醇水溶性农药包装；我国市场对PVA薄膜的需求量很大，绝大部分依靠国外高价进口。
目前PVA薄膜的成型方法主要有溶液流延法和挤出吹塑法，但是这些成型方法都存在一定的问题，如改性工艺复杂，可操作性差，引入原材料品种多、成本高，或者助剂为强酸强碱或有刺激性气味，不能适应生产需求和环境友好两方面的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水溶性双向拉伸聚乙烯醇薄膜及其制备方法，提高聚乙烯醇薄膜的力学性能和热稳定性能，以及制备过程和制备成品的环保性。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种水溶性双向拉伸聚乙烯醇薄膜，是由以下重量份数的原料组成：
优选的，所述聚乙烯醇的醇解度为88％。
本发明同时提供了上述一种水溶性双向拉伸聚乙烯醇薄膜的制备方法，包括以下步骤：
a、按各原料组成称量混合，常温下搅拌均匀，于密闭容器静置；
b、将静置后的混合溶液加入双螺杆挤出机混炼，然后依次进入单螺杆挤出机、熔体线、过滤器、计量泵，最后进入T型模头挤出成膜片；
c、利用静电吸附将该膜片贴附到激冷辊上急冷形成铸片；
d、将铸片经过热导辊进行干燥；
e、将干燥后的铸片进行纵向拉伸；
f、将纵向拉伸处理后的薄膜进行横向拉伸；
g、将横向拉伸后的薄膜经过牵引、切边、测厚、水分监测后收卷成母卷，时效处理后，分切得到成品。
优选的，所述步骤a中于密闭容器静置5-8h。
优选的，所述步骤b中双螺杆挤出机温度设定为90-100℃，单螺杆挤出机温度设定为110℃，熔体线前后段温度分别设定为115℃和120℃，过滤器温度设定为125℃，计量泵温度设定为130℃，T型模头温度设定为130℃。
优选的，所述双螺杆挤出机的螺杆直径70mm，长径比45:1；所述单螺杆挤出机的螺杆直径85mm，长径比30:1；所述过滤器为40μm碟片式过滤器。
优选的，所述激冷辊的冷却定型温度为25-40℃。
优选的，所述步骤d中将铸片水分控制在30％以下。
优选的，所述步骤e的具体步骤为：将干燥后的铸片进行纵向多点拉伸，预热温度为60-70℃，拉伸温度为70-75℃，拉伸倍率为2.5-3.0倍。
优选的，所述步骤f的具体步骤为：将纵向拉伸处理后的薄膜进行横向拉伸，预热温度为60-90℃，拉伸温度为100-120℃，定型温度为120-130℃，冷却温度为90-40℃，拉伸倍率为3.6-4.5倍。
本发明的有益效果在于：本发明制备的水溶性双向拉伸聚乙烯醇薄膜的热稳定性和力学性能优异，生产过程稳定，同时在原材料选择、加工生产过程、消费过程中均不会释放任何有毒、有害物质，而且回收的薄膜可以溶于水进入土壤最终被分解为二氧化碳和水，其独特的性能和环保特性，在包装材料技术领域具有广阔的前景。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明：
实施例1
一种水溶性双向拉伸聚乙烯醇薄膜，由以下重量份数的原料组成：
聚乙烯醇(PVA)：30份
淀粉：60份
甘油：2份
邻苯二甲酸二辛酯：4份
蒸馏水：30份
其中聚乙烯醇的水解度在88％，淀粉作为活性降解剂，甘油作为成膜剂，邻苯二甲酸二辛酯作为增塑剂。
上述的水溶性双向拉伸聚乙烯醇薄膜的具体制备过程如下：
a、按原料组成称量各组分，常温下搅拌均匀，密闭容器静置5h。
b、将混合溶液加入双螺杆挤出机混炼，然后依次进入单螺杆挤出机、熔体线、过滤器、计量泵，最后进入T型模头挤出成膜片。
双螺杆挤出机温度设定90℃，单螺杆挤出机温度设定110℃，熔体线前后段温度分别设定115℃、120℃，过滤器温度设定125℃，计量泵温度设定130℃，模头温度设定130℃。
其中，双螺杆挤出机螺杆直径70mm，长径比45:1，单螺杆挤出机螺杆直径85mm，长径比30:1；过滤器使用40μm碟片式过滤器，下述实施例采用同样设备。
c、将步骤b中挤出的膜片，利用静电吸附贴附到激冷辊上急冷形成铸片，铸片冷却定型温度为25℃。
d、将铸片经过热导辊进行干燥，干燥后铸片水分在30％以下。
e、将干燥后铸片进行纵向多点拉伸，预热温度为60℃，拉伸温度为70℃，拉伸倍率为2.5倍。
f、将纵拉处理后的薄膜进行横向拉伸，横拉预热温度为60℃，拉伸温度为100℃，定型温度为120℃，冷却温度为90℃。拉伸倍率为4.0倍。
g、横向拉伸后的薄膜经过牵引、切边、测厚、水分监测后收卷成母卷，时效处理后，分切得到成品。
实施例2
一种水溶性双向拉伸聚乙烯醇薄膜，由以下重量份数的原料组成：
聚乙烯醇(PVA)：50份
淀粉：40份
甘油：3份
邻苯二甲酸二辛酯：2份
蒸馏水：40份。
上述的水溶性双向拉伸聚乙烯醇薄膜的具体制备过程如下：
a、按原料组成称量各组分，常温下搅拌均匀，密闭容器静置6h。
b、将混合溶液加入双螺杆挤出机混炼，然后依次进入单螺杆挤出机、熔体线、过滤器、计量泵，最后进入T型模头挤出成膜片。
双螺杆挤出机温度设定95℃，单螺杆挤出机温度设定110℃，熔体线前后段温度分别设定115℃、120℃，过滤器温度设定125℃，计量泵温度设定130℃，模头温度设定130℃。
其中，双螺杆挤出机螺杆直径70mm，长径比45:1，单螺杆挤出机螺杆直径85mm，长径比30:1；过滤器使用40μm碟片式过滤器，下述实施例采用同样设备。
c、将步骤b中挤出的膜片，利用静电吸附贴附到激冷辊上急冷形成铸片，铸片冷却定型温度为35℃。
d、将铸片经过热导辊进行干燥，干燥后铸片水分在30％以下。
e、将干燥后铸片进行纵向多点拉伸，预热温度为65℃，拉伸温度为73℃，拉伸倍率为2.8倍。
f、将纵拉处理后的薄膜进行横向拉伸，横拉预热温度为75℃，拉伸温度为110℃，定型温度为125℃，冷却温度为60℃。拉伸倍率为3.6倍。
g、横向拉伸后的薄膜经过牵引、切边、测厚、水分监测后收卷成母卷，时效处理后，分切得到成品。
实施例3
一种水溶性双向拉伸聚乙烯醇薄膜，由以下重量份数的原料组成：
聚乙烯醇(PVA)：60份
淀粉：30份
甘油：4份
邻苯二甲酸二辛酯：6份
蒸馏水：50份。
上述的水溶性双向拉伸聚乙烯醇薄膜的具体制备过程如下：
a、按原料组成称量各组分，常温下搅拌均匀，密闭容器静置8h。
b、将混合溶液加入双螺杆挤出机混炼，然后依次进入单螺杆挤出机、熔体线、过滤器、计量泵，最后进入T型模头挤出成膜片。
双螺杆挤出机温度设定100℃，单螺杆挤出机温度设定110℃，熔体线前后段温度分别设定115℃、120℃，过滤器温度设定125℃，计量泵温度设定130℃，模头温度设定130℃。
其中，双螺杆挤出机螺杆直径70mm，长径比45:1，单螺杆挤出机螺杆直径85mm，长径比30:1；过滤器使用40μm碟片式过滤器，下述实施例采用同样设备。
c、将步骤b中挤出的膜片，利用静电吸附贴附到激冷辊上急冷形成铸片，铸片冷却定型温度为40℃。
d、将铸片经过热导辊进行干燥，干燥后铸片水分在30％以下。
e、将干燥后铸片进行纵向多点拉伸，预热温度为70℃，拉伸温度为75℃，拉伸倍率为3.0倍。
f、将纵拉处理后的薄膜进行横向拉伸，横拉预热温度为90℃，拉伸温度为120℃，定型温度为130℃，冷却温度为40℃。拉伸倍率为4.5倍。
g、横向拉伸后的薄膜经过牵引、切边、测厚、水分监测后收卷成母卷，时效处理后，分切得到成品。
通过实施例1-3所制得的水溶性双向拉伸聚乙烯醇薄膜的主要物性指标如表1所示。
表1：
由表1检测结果可知，本发明制备的薄膜兼具优秀的力学性能及热稳定性能的特点，同时选用原料和加工生产过程中均不会释放任何有毒、有害物质，具有较高的附加价值，适宜在包装材料领域的推广应用。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。