中国聚乙烯醇改性薄膜近20年来发展现状及前景

引言

聚乙烯醇改性薄膜简称水溶膜、PVA膜，根据使用性能、生产工艺的难易、造价、技术等因素细分低端产品：绣花水溶膜、洁厕块包装膜、洗衣袋、宠物粪便袋、医院感染隔离袋等；细分中端产品有∶农药内包装袋、油剂包装袋、服装外包装袋，各种硅胶定型膜等；高端产品有：曲面水转印薄膜等。聚乙烯醇改性水溶膜进入中国市场已经有近20年历史，由于各种限制在中国市场还没有完全推广使用，相反国外一些国家已经在某些应用上采取强制推广，如美国洗衣袋、巴西农药内包装。

1 国内目前水溶膜生产工艺

在中国一些研究所和大学早在2000年前就已有研究，如北京化工大学材料科学与工程学院苑会林干法造粒吹塑，湖南工业大学机械工程学院郝喜海湿法流延工艺，上述两位都成功由理论技术到企业后续投入研发成功至量产化，四川川维干法造粒以母粒销售还在研究中。另外，也有个人投资研究，虽然已经注册专利，但可能由于各种技术问题，还未能产生效益。

1.1 湿法流延

湿法流延是国内采用比较多生产水溶膜的方式，其原理就是先通过水来溶化聚乙烯醇，然后加入各种助剂，去气泡，保温沉淀，通过刮刀式调整薄膜厚度，涂层在钢带、钢轮上烘干剥离、收卷薄膜而成。此法优点在于所生产薄膜溶化速度快，用途广；缺点是生产成膜速度慢、成本高、薄膜厚薄难以控制，在烘干过程中会产生气泡。其主要成品用途有：绣花水溶膜、洁厕块包装膜、粉颗粒剂内包装袋、油剂包装袋、各种硅胶定型膜、曲面水转印薄膜洗衣凝珠膜等。

1.2 干法造粒吹膜工艺

干法造粒吹膜是采用了高速搅拌机将各种辅料同聚乙烯醇一起搅拌到一定的温度，通过低速搅拌晾干，用双螺杆造粒机造粒，再用吹膜机成膜。此法优点是成膜产量高，成本低于湿法流延；缺点在于由于造粒改性后，二次熔融以后水溶速度溶化变慢，限制了用途，目前仅在洗衣袋、宠物粪便袋、医院隔离袋上应用。干法造粒成膜工艺一旦突破上述难题，其应用范围将远远大于流延工艺。

1.3 干法流延工艺

干法流延工艺比干法造粒工艺更为直接省事、节约各种物质、人力，但是由于设备要求生产工艺偏高以及国内设备的限制，目前，国内还没有一条完整的设备线投入生产。总体设备要求大概如下：高低速混料机、双螺杆造粒机、熔体泵、平行流延摸头、红紫外线自动调节、自动收卷、湿度调节等全套工艺。笔者在2018年上海橡塑展了解到，国内设备全套约240-280万元，进口约800-900万元。

2 各种水溶膜产品应用（进入中国市场时间排序）

2.1 水转印

洗衣袋、医院感染隔离袋最早采用湿法流延生产，但是由于生产成本高，被干法吹塑取代。国内最早由北京化工大学材料科学与工程学院与江门保德利采用技术转让，其产品工艺主要应用于国外医院、实验室、大型污染行业的洗衣处理。国内目前政策已经推出相关标准，要求二甲医院推广使用洗衣袋、医院感染隔离袋，但是由于该工艺产品用途限制，已经趋向饱和，目前国内主要生产厂家：深圳安合盛、江门保德利、江门易可达、常州绿之源等企业。

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油剂包装膜最早是美国宝洁公司用于高浓缩洗衣液体包装，其要求包装含水量低于千分之五液体后，封线、薄膜表面无渗漏。国内最早用于其他油剂是合肥星宇包装稻田除草剂，但是由于包装工艺、薄膜生产工艺问题，成品出现渗漏多，国内包装洗衣凝珠企业多采用日本、进口薄膜。

2.2 绣花水溶膜、洁厕块包装膜

绣花水溶膜进入中国市场比较早，国内最早生产是肇庆方兴，该企业当时做水转印开发失败，改做绣花膜得到发展，主要用于高端服装绣花作为底衬纸，绣花完毕后直接水洗掉，使绣花部位柔软、好定型为主，要求水溶膜干、脆、回潮慢、机器绣花不断线为准。洁厕块包装膜用于厕所马桶内洁厕块去污、味道，主要作用掩盖厕所味道，洁厕块用水溶膜包装主要避免人在使用时洁厕块脱色污染手及包装物上，可以根据客户要求做成蓝、绿等颜色。此类产品目前国内生产完全自主，且成饱和状态，还大量出口到印度等地，国外产品已经退出中国市场。

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对于科研人员来说，关键是提高科研质量，而不是区分经费来源渠道。现行的间接费实施范围，人为地将不同经费来源的科研项目进行了割裂，即使专业的财务人员尚且容易混淆，科研人员了解和把握的能力更加有限。

2.3 粉颗粒剂内包装袋

粉颗粒剂内包装袋最早是日本用于农药高毒性、高附加值灭多威包装内袋，起到避免对外包装的二次污染、客户在使用时避免粉尘飞扬、吸入中毒。国内最早使用山东华阳，也是用来包装灭多威，完全进口日本产品。深圳安合盛最早采用购买日本薄膜，国内做袋方式到采购聚乙烯醇原料做成膜、成袋，并可以根据客户环境需求，调整水溶速度、柔软度，主要用于农药的粉剂、颗粒剂、颜料、染料等高毒性、对环境高污染的产品。国内使用企业也由最开始的半自动灌装（灌装机灌装，手工封口）到自动化灌装（水溶膜单独包装机器自动灌装，手工分装到外袋）向全自动化灌装发展（自动灌装物品，自动分装到外袋），由于国内政策并未对化工企业成品要求强制使用此类产品，大部分包装后成品以出口为主。

2.4 洗衣袋、医院感染隔离袋

早在1999年，水溶膜就用于汽车内饰面板曲面转印技术而进入中国市场。这种印刷方式是先把油墨印刷在水溶膜上面，再把印刷好的成品薄膜放入水中，喷入各种助剂，使油墨二次软化、拉伸到一定程度，薄膜在相应时间溶化后，油墨却在水的表面漂浮，通过水的压力将油墨转载到曲面承载物体上，简称“水转印”。

2.5 油剂包装膜

在当时有不少台资企业如：承锋智慧、元亨泰，内地企业如：厦门正清，都是采用从日本进口空白水溶膜，在国内根据客户需求开印刷版。目前国内能够生产水转印空白膜达到印刷5色以上在水中拉伸不变形的厂家少，主要原因是原材料、生产工艺、机器设备的精密度达不到要求。水转膜通常1000-2000m的长度为一卷，国内设备如通常出现3-5um的厚度偏差为正常现象。收件500m或没有什么问题，当到700m以后，成卷膜出现各种高低不平收卷问题。原材料问题通常是成膜印刷在水中转印时，花膜四边拉伸出现不一致，转印后成品出现龟裂痕，报废率偏高。此类产品目前国内主要进口日本可乐丽、合成等。

2016年在恩施州利川、来凤、建始、咸丰、宣恩、恩施6个主要植烟县（市）采取典型抽样方法取样。每个植烟县（市）选择3个能代表该植烟县（市）主要植烟区域的取样地点。田间烟草品种为云烟87，由专职评级人员按照GB 2635—1992烤烟分级标准在每个取样点采集C3F等级烟叶样品，共采集样品18份。所有采样地点均实行GPS定位，样品都标识地理坐标和海拔高度。

2.6 服装外包装袋、各种硅胶定型膜

这两类产品目前需求偏少，采用聚乙烯醇1799以上原料流延、干法均可以生产，两者相比较来说流延不如干法产品透明、气泡少，拉伸强。服装外包装袋主要出口到日本，客户有此类需求；硅胶定型膜主要用于硅胶管异性定位，对薄膜拉伸、气泡、耐高温烘烤有特别要求。

3 国内目前水溶膜产量

聚乙烯醇改性水溶膜的生产量同PE、PP相比可谓少的可怜，国内生产绣花膜、洁厕块包装、钓鱼袋约30条生产线，5000-6000吨，粉颗粒剂内包装约600-700吨，洗衣袋、医院感染隔离袋约1000吨，油剂包装、水转印进口日本，或许海关数据比较准确，油剂包装、水转印国内生产不超过300吨，服装外包装袋、各种硅胶定型膜更少，不超过100吨。

如果把水溶膜定义为环保材料，年产量不足万吨；如果出现万吨的数字，还可能有比较大的水分。国内全部企业产值不足4亿元，相对于其他塑料包装偏少，根本原因在于使用性能、政策的限制、销售价格等因素影响，高端薄膜生产从原料、机器精密度、企业的投入均有待改进。

4 聚乙烯醇改性薄膜市场前景

随着各国环保意识加强，限制PE、PP等包装薄膜的使用，降解薄膜、注塑降解配件已经是大趋势。在国内、国外限制使用不可降解塑料包装的情况已经很多，我国相关规定已经要求从2018年9月开始，快递包装外袋采用高分子材料、生物降解材料。如果将聚乙烯醇加入其它助剂或材料改性后达到在自然环境下1-2年能自然分解的效果，成品价格控制在目前价格的1.5-1.8倍左右，使用量将从目前状态发展到几何倍数增长。