偏二氯乙烯共聚物——PVDC及其改性品种介绍

偏二氯乙烯共聚物，简称PVDC，是偏二氯乙烯（VDC）与氯乙烯（VC）或苯乙烯、乙酸乙酯、丙烯腈、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、不饱和羧酸等单体组成共聚物。不同组分及配比可组成多个不同性能的品种。最常用的是偏二氯乙烯与氯乙烯共聚物，常称为赛纶，其VC含量为10%～15%（质量分数）。

PVDC是一种综合性能优良的高阻隔性塑料，对各种气体都有良好的阻隔性，且防潮性优异，在阻隔塑料中是唯一个集高阻气、防潮性于一身的品种。但成型困难，废弃物回收利用困难（用焚烧处理时会释放氯化氢等有毒气体）。另外，其价格也较高，虽然价格低于EVOH。

PVDC共聚物有三种形式：乳液型为颗粒分散于水溶液中（VDC质量分数为80%～94%）的乳液，主要用于涂层；漆液型为PVDC溶于溶剂中的涂料（VDC质量分数为88%～93%），阻隔性好，也用于涂层；模塑型为VDC与VC共聚物，VDC质量分数为75%～90%，可供注射、挤出成型用。其他还有各种共挤复合材料等。

其国内主要生产厂有锦西化工厂、锦西化工研究院、上海天源化工厂、南通树脂厂、本溪草河口化工厂和衢化集团公司等。其国外主要生产厂有美国道化学公司、德国巴斯夫公司和日本吴羽公司等。

1.PVDC的基本性能

PVDC共聚物为结晶型结构，密度为1.7g/cm³，吸水率小（<0.1%），热收缩大（收缩率为25%～50%），透明性好，质硬韧，阻燃性好，耐低温性差，耐高温性好。可耐高温消毒处理，耐微波，加热不分解，易于印刷。

PVDC强度高，优于EVOH，拉伸强度为80～120MPa，纵向伸长率<84%，横向伸长率达100%，其耐磨性好，可加工很薄的膜，有利于节省原料，降低成本。

PVDC阻隔性优良，与PVA、EVOH、相当，但防湿性优于PVA、EVOH、PET、PP和PE。其H₂O透过系数为0.2～6g·mm/（m²·d·MPa）。对O₂、CO₂的阻隔性优于PA和PET，O₂透过系数为0.5～4mL·mm/（m²·d·MPa），对CO₂透过系数为1.2mL·mm/（m²·d·MPa）。而且湿度变化对阻隔性影响不大（对湿度的敏感性<EVOH），但对温度变化很敏感，如从20℃升高到60℃时透过系数可增大100倍。

PVDC耐环境性好，可耐油、耐油脂、耐各种溶剂、耐弱酸、但不耐碱、不耐紫外线；其卫生性好，但废旧料回收利用困难。

2.PVDC改性品种

纯PVDC软化点高，且接近分解温度，与增塑剂相容性也差，故无实用价值。目前，PVDC多为偏二氯乙烯与氯乙烯共聚物，其改性品种有VDC/VC/丙烯腈（质量比为85/13/2）三元共聚物、VDC/VC/丙烯酸酯（质量比为85/7.5/7.5）三元共聚物、VDC/丙烯酸酯二元共聚物和VDC/丙烯腈二元共聚物等。此外，还有许多复合材料，如用PVDC作涂料与其他树脂组成的涂层复合材料（通常在材料名称中加K符号），如KBOPP/PVDC/CPP、KBOPP/PVDC/PE、KPET/PVDC/PE、KPET/PVDC/CPP等，应用很广。BOPP/AD/PVDC/AD/CPP五层复合材料具有优良的阻隔性，耐120℃蒸煮及微波加热。透明、柔软，可与铝塑复合材料相媲美。

PVDC材料的性能见表16-21～表16-22。

表16-21 PVDC涂层对薄膜阻气及防潮性的影响(www.xing528.com)

表16-22 PVDC五层复合薄膜性能

注：样品1数据来源自美国陶氏化学PVDC研究中心；样品2、3数据来自由国家塑料制品质量监督检验中心提供的测试数据。

3.成型加工性

PVDC树脂加工性不良，易分解，软化点高，为热敏性塑料，且废料不可重复使用，加工时会释放出HCl气体，对设备和模具有腐蚀性，故都应作防腐蚀处理。

其成型工艺有注射、挤出、吹塑、共挤及涂覆、干式或湿式复合等。其中，最主要的是用作涂覆复合层，即选用不同的复合材料，配制PVDC乳液（一次涂层厚度为1～15μm）或涂液（一次涂层厚度为0.6～6μm）作阻隔涂层。

共挤复合时常用熔点较低的材料（PVC、EVA、CPE）进行复合，防止PVDC分解。如果要与PET、PE和PP等熔点较高的材料复合，则只能采用干式或湿式复合工艺。

4.应用

PVDC比EVOH应用广泛，主要用作阻气防潮性包装材料，广泛用于保鲜包装（包装熟食品、香肠、烧鸡等），海鲜品包装（也可作渔网等材料）、防潮包装（包装干蔬菜、奶粉、香料、饼干等）、碳酸饮料包装（包装如汽水、啤酒等）。PVDC涂层复合材料还广泛用作油炸食品、快餐、蒸煮食品、微波加热食品和酱油等食品包装。KPA/PVDC/PE还可作冷冻食品包装。

另外，PVDC涂料还可作防水防潮建筑涂层材料等。