前言

随着国民经济建设的飞速发展以及综合国力的提高,PVC压延制品在国内得到空前发展,几乎在各个领域都有应用。大棚膜、灯箱广告膜、充气玩具膜、防渗土工膜、粮食储藏膜、包装膜、盐膜、工业薄膜、台布膜、地板革、人造革、炕布革、防水卷材等,都可以见到PVC压延制品的影子;在建筑工地,如楼堂馆所、江河堤坝、水库、渠道、蓄水池、公路、铁路、机场、水上娱乐设施及各种地下工程、水下工程的防渗漏衬垫和垃圾掩埋场、污水处理场等环保工程也有广泛应用,而且继续朝着大型化、规模化的方向发展。PVC压延制品已成为现代化国民经济建设的重要物资。

1 PVC压延制品生产工艺及设备

PVC压延制品是将PVC树脂及辅料经密炼机、开炼机或挤出机塑化,再经压延机压延成膜;或在靠近黏流温度的状态下用双向拉伸设备对薄膜进行拉伸,使杂乱无章的PVC分子链取向,并进一步拉伸引起大分子的取向;当达到预定的宽度时,经冷却定型,将取向作用保存下来。经过拉伸的薄膜与未拉伸薄膜相比,双向拉伸薄膜具有的特点:①强度为未拉伸薄膜的3～5倍,透明度与表面光泽度更高,对气体和水蒸气的渗透力降低,提高了制品的使用价值;②薄膜厚度减小,幅宽增大,成本降低;③耐热性、耐磨性得到改善,扩大了使用范围。

压延双向拉伸膜生产线是在压延机的后面安装一套双向拉伸设备,一般分斜拉式、平拉式两种。新设计的双向拉伸生产线都是斜拉式,由上下两组夹紧轮构成,而且配备了行星挤出混炼机和片材机头供料系统,以提高薄膜的质量。经过20多年的发展,尤其是近几年的快速发展,压延生产技术已经相当成熟,并且有进一步向大型化、高效化、规模化方向发展的趋势。最新的压延生产技术已经可以生产幅宽3.5m的压延膜和幅宽6m的双向拉伸膜,单机产量可达到1万t/a。

PVC压延制品的发展历史可以追溯到1830年,那时PVC压延制品是用橡胶压延机加工的,塑料压延机是从橡胶压延机逐渐演变过来的。经过100多年的发展,到20世纪60年代前,国内压延机仍多以小型压延机和自制压延机为主,辊筒是中空形式,轴承多是铜瓦,辊间是以齿轮传动,排列形式以直立排列为主。20世纪60年代后,压延机的发展进入辉煌时期,滚柱轴承、多孔辊筒、轴交叉和反弯曲装置的使用使压延机向高速化、精密化发展。到了20世纪70年代初,由于世界经济的停滞不前,压延机在技术创新上没有太大进展。直到1974年,由于对异径压延机、多辊筒压延机、多角度排列、定量存料等的研究,压延机再一次发展。

进入20世纪80年代,由于大棚膜、灯箱广告膜、充气玩具膜、防渗土工膜、粮食熏蒸膜、包装膜、盐膜、贴膜等各种精度要求较高的大型软膜类的广泛使用,促使压延机进一步向大型化、高精密化、高效化方向发展,配合双向拉伸设备,已能生产出幅宽4.5m、厚度精度控制在±0.01mm的双向拉伸膜,单机产量可达到7000t/a。

2000年以来,国内已有三四家企业采用了中国台湾的辊面长度为4m的四辊压延机,可生产幅宽3.5m的压延膜,配合双向拉伸设备,可生产出幅宽6m的压延双向拉伸膜,单机产量可达到1万t/a,显示出压延机向大型化、规模化方向发展的趋势。大型四辊压延机生产线见图1,大型压延双向拉伸膜生产线见图2。

2 PVC在压延制品中的应用

2.1 粮食储藏膜

目前,PVC粮食储藏膜是粮库储藏粮食、减少虫害必不可少的材料。以PVC为主要原材料,配合增塑剂、稳定剂、填充剂等助剂生产的粮食储藏膜具有的特点:均匀度好、拉伸强度大、透明度高、手感柔软、爽滑、不易吸尘、抗老化性能优异、气密性优良、使用寿命长、耐热、防水、防紫外线辐射、耐酸碱、阻燃性较好、耐寒性较好(适合北方冬季低温环境)、无毒、成本低廉、方便实用,产品幅宽可达6m,广泛用于各种粮库、粮垛粮食储存中的膜下环流熏蒸技术,可起到防潮、防霉、保鲜的作用。膜下环流熏蒸技术是在粮垛里安装输送杀虫剂PH3气体的环行管路,用粮食储藏膜覆盖在粮食表面,起密闭作用,以防止药剂散失。采用该技术后,使“低氧无药”绿色储粮成为可能,经济效益更佳。另外,膜下环流熏蒸技术可减少药剂残留,降低粮食损耗,提高粮食品质,增

强企业竞争力,创造了潜在的经济效益。膜下环流熏蒸技术可将PH3的损失降低到最低限度。仓房泄漏是损失PH3的重要原因,良好的密封是PH3熏蒸成功的关键,而使用PVC粮食储藏膜覆盖则是达到这一目的的有效方法,可以预见粮食储藏膜将有广阔的市场前景。

2.2 无滴大棚膜

在冬春季节,塑料大棚内外的温度和湿度相差较大,棚内的水蒸气容易在塑料薄膜棚内表面凝结成细小的雾珠,这些雾珠又会聚集成小水珠,一滴一滴落下。薄膜表面沾上雾滴后,透光率降低,妨碍了植物的光合作用,影响农作物的生长,降低了农作物的产量。PVC薄膜凝聚水珠的现象要少些,但也会形成一层阻挡光线的雾珠。此外,在早晨,水滴吸收阳光的热量,会造成棚内地面温度的降低;水滴直接落到秧苗上,也易造成烂秧。早晨的阳光含较多的紫外线,有消毒杀菌作用,水滴阻碍了紫外线的通过,利于菌类繁殖,也是形成烂秧的原因之一。

在农用薄膜中加入微量的表面活性剂,使薄膜表面的湿润性非常好,对水的接触角很小,在结露形成水滴之前,水就在表面扩展而成为薄膜,从而防止了漫反射现象,也就防止了发白。因为水对于光线有极好的透明度,因此可使薄膜保持透明,从而防止表面雾化和结露,提高光的透过率。而且生成的露水能顺着膜壁流到土壤中,不会滴下造成烂秧,因而可提高粮食、蔬菜等农作物的产量。这种防雾滴薄膜就称为无滴大棚膜。使用无滴大棚膜的塑料大棚比使用一般薄膜的塑料大棚可提高温度2～4℃,而且秧苗生长快、品质好、成活率高,不易烂秧。

无滴大棚膜保温性与远红外线的透过率有很大关系。这是因为在夜晚,地面土壤和植物都以远红外线的形式向外辐射能量,使土壤温度降低。因此对大棚来讲,透过棚膜吸收太阳能较多,通过棚膜向外辐射远红外线所散失的能量较少,则大棚内的温度才能升高,从而保持作物良好的生长环境。棚膜上的水滴几乎遮蔽了波长大于11μm的红外线,还遮蔽了75%的波长为7～10μm的红外线。当水膜厚度大于0.01mm时,则有提高温室效应的作用。

2.3 包装膜

PVC包装膜一直是用量非常大的一类塑料制品,其发展大大超过其他传统包装材料。PVC压延双向拉伸膜作为包装膜使用,具有强度高、透明度好、阻气性强、耐磨、耐油、耐酸碱及大多数溶剂的特性。目前,压延双向拉伸膜主要用于工业产品的包装,在民用方面主要用于家具包装以及北方居民冬季房屋保暖。

2.4 喷绘广告布

以PVC为主要原材料,配合增塑剂、稳定剂、填充剂等材料生产的喷绘广告布具有色彩鲜艳、美观大方、投资少、见效快、易悬挂、易更换、综合性能优良、成本低廉、方便实用等特点,受到业界的广泛欢迎,完全可以满足广告装饰行业的需要,其在广告装饰业中的使用量越来越大。随着宾馆饭店、百货商店、各种企业如雨后春笋般的兴起,喷绘广告已成为必不可少的装饰,在车站码头、街头闹市、宾馆饭店,无处不见其踪影,已成为城乡建设一道亮丽的风景线,丰富和美化了人们的生活,也反映了一个城市兴旺发达的程度。喷绘灯箱广告布是采用PVC广告膜与涤纶网布经三层复合机复合而成,根据用户需求可加工成各种尺寸和图案。喷绘广告布根据使用方式的不同分为内光和外光两种。

 塑料薄膜透明性差原因：尤其是透明广告薄膜、包装薄膜。印刷在薄膜材料表面的UV油墨比印刷在纸张表面的UV油墨更容易脱落，这主要是因为薄膜材料的表面张力较低，油墨难以牢固地附着在其表面。一般，塑料薄膜材料的表面张力须达到38mN/n以上才能与UV油墨牢固结合。
    解决方法：透明薄膜材料出厂前，材料供应商须对其进行电晕和涂层处理，以增加其表面张力。
    相比这两种处理方法，电晕处理的成本较低，但处理效果的稳定性较差，其电晕处理效果会随时间的延长而逐渐减弱，尤其是当薄膜材料在湿度较大的环境下储存时，电晕处理效果减弱得更快。因此，在实际印刷过程中，为达到良好的印刷效果，建议对需电晕处理的薄膜材料进行联机电晕处理。虽然涂层处理的成本较高，但其处理效果很稳定，且表面张力不受时间的影响。

  涂层处理成本较高，建议从配方根本上解决薄膜材料本身的透明性能，国内安米微纳高端粉体品牌已经研发出一种增加膜材表面张力的ST600爽滑粉，一定的添加量不但可以降低塑料薄膜的配方成本，而且倍数提高了薄膜材料的透明性能，帮助解决了整个塑料行业的难题，诸如开口性，耐高温、耐候性、透明性、耐磨性等。

目前,喷绘灯箱广告布既没有国家标准也没有行业标准,生产厂家只能参照GB/T3830-1994《软聚氯乙烯压延薄膜和片材》及其他相关标准,结合自己的实际情况制定本企业的标准。

随着各种新技术的开发以及价格的下调,喷绘广告布以其众多的实用功能受到各个行业的欢迎,这将大大推动喷绘广告布制造业的发展。喷绘广告布的研究开发在我国尚处于发展阶段,生产厂家为数不多,因此市场前景非常广阔,相关企业应能产生良好的经济效益和社会效益。

2.5 水床膜

水床是从韩国、日本等国传入国内并在近几年流行起来的一种新型家具,它是利用水床膜经高频焊接制成床垫,内部充以洁净的、含有防腐剂的水,再利用电脑自动温控系统来任意调节并自动恒温。水床温度一般为19～39℃,冬季可加热,夏天则利用水的自然温度吸收人体热量,因此具有冬暖夏凉的特点。水床的软硬度可通过进水量的大小来调节。水床具有消除疲劳、改善睡眠、促进血液循环的功效,同时便于清洁卫生。目前,水床膜使用的原材料主要有PVC、TPU、聚烯烃弹性体、天然橡胶等。而PVC水床膜是目前使用量较大、综合性能较好、成本较低廉的水床膜材料。

以PVC为主要原料,TPU为改性剂,生产的水床膜具有综合性能优良、成本低廉的特点,完全可以满足人民生活的需要。随着各种新技术的开发以及价格的下调,水床以其众多的实用功能受到老百姓的欢迎,同时也为宾馆、饭店所接受,取代传统的席梦思床垫,进入千家万户已是大势所趋,这必将大大推动水床膜制造业的发展。水床膜的研究开发在我国尚处于起步阶段,生产厂家为数不多,因此市场前景广阔。抓住这一机遇,应能产生良好的经济效益和社会效益。

2.6 防渗土工膜

随着沿海地区经济建设的飞速发展,房地产开发日渐升温,宾馆饭店、豪华住宅、写字办公楼鳞次栉比,海边新建的公寓、疗养院也为数不少。但由于沿海地区地势低凹,地下水位向上渗透,严重影响建筑施工。采用压延双向拉伸工艺生产的防渗土工膜具有拉伸强度好、冲击强度高、防渗透、耐酸碱、耐热、耐候、耐磨损等特性,用于阻隔地下水位向上渗透,在建筑施工中得到大量应用。施工单位根据建筑工地面积的大小,将防渗土工膜用高频焊接或胶带粘合的方法粘成一体,铺在夯好的基础上,上面铺以砂土垫层,防渗土工膜就被留在建筑基础下。同时,防渗土工膜也在江河堤坝、水库、引水隧道、公路、铁路、机场、地下工程、水下工程等工程中广泛使用,已成为现代化国民经济建设的重要物资。

2.7 地板革、人造革、炕布革

地板革、人造革、炕布革也是使用量很大的一类PVC压延制品。采用压延工艺生产的地板革、人造革、炕布革具有色彩艳丽、花色繁多、耐热、耐寒、耐磨、价格低廉、更换方便的特点,因而在北方广大的农村地区得到广泛应用。

2.8 塑料抗菌制品

随着塑料工业的飞速发展,塑料抗菌制品越来越多地进入人们的生活,例如餐桌上的台布、人们身上穿的雨衣、粮库使用的熏蒸膜、室内铺的地板革、壁纸及人们生活中广泛使用的包装膜等。这些塑料抗菌制品都可采用PVC为主要原材料,配合增塑剂、稳定剂、润滑剂等助剂,经密炼机、开炼机或挤出机塑化,再经四辊压延机成型。

通常天然高分子材料中含有蛋白质、脂肪等物质,容易被细菌、霉菌等微生物侵害。大多数合成高分子材料具有很强的耐菌性,能够抵抗微生物的破坏。但也有部分品种(如聚氨酯、脂肪族聚酯等)因其特殊的结构易被微生物侵害(如被霉菌分解),因而其耐菌性较差。在塑料制品中较易受到微生物侵害。PVC树脂本身对微生物侵蚀并不敏感,但是由于PVC的加工过程中需加入稳定剂、润滑剂、增塑剂等多种助剂,这些助剂就成了细菌和霉菌的营养源,尤其增塑剂更是微生物的食源。人们逐渐发现在塑料制品中使用微生物杀除剂不仅可以防止微生物对塑料的侵害,而且还可以抑制或杀灭塑料表面的微生物,提高了制品的卫生性能。这就使得一种新型的塑料制品———塑料抗菌制品应运而生,并且其品种和产量呈逐年上升趋势。

3 结语

PVC压延制品还有许多其他用途,如建筑业用于路面施工养护,盐场产盐用膜,工业薄膜等,这也是PVC压延制品中使用量很大的一类产品。随着国民经济建设的飞速发展,PVC压延制品的用途和用量还在不断增加,潜力还有待进一步挖掘。压延生产技术经过20多年的快速发展,现在已经日趋成熟,而且不断向大型化、规模化方向发展,必将成为现代化国民经济建设的支柱型产业,为国家建设做出巨大贡献,也为相关企业带来良好的经济效益和社会效益。