EVOH高阻隔复合片材对外界水蒸气阻隔性的验证

食品和饮料的安全一直是全人类共同关注的话题，包装材料在保证食品与饮料的品质上起了极其重要的作用，而科技进步和材料性能的提升又使EVOH（乙烯－乙烯醇共聚物）成为高阻隔性能包装材料的首选。

EVOH是一种链状结构的结晶性聚合物，集乙烯聚合物良好的加工性和乙烯醇聚合物的极高的气体阻隔性于一体，是一种新型的阻隔材料，其阻气性比PA（聚酰胺）高100倍，比PE、PP高10000倍，比目前常用的高阻隔性材料PVDC（聚偏二氯乙烯）高数十倍以上。

另外，EVOH的透明性、光泽性、机械强度、伸缩性、耐磨性、耐寒性和表面强度都非常优异，同时在高性能阻隔树脂中热稳定性最高，这一性质使加工中生产的废料可以再生利用。

EVOH在包装上应用越来越广泛，在食品业中用于无菌包装、热罐装和蒸煮袋，包装奶制品、肉类、果汁罐头和调味品；在非食品方面，用于包装溶剂、化学药品；也可以用于制造汽油桶、汽油桶内衬和空调设制冷剂容器和结构件可以减少碳氢化合物或氟氯烃的泄露。

将普通塑料和高阻隔性塑料制成多层其挤复合薄膜可以明显改善阻隔性能，而且有利于发挥各组份的作用，获得综合性能良好而成本较低的薄膜。

EVOH作为高阻隔性材料，常与多种树脂多层挤出，用于饮料、奶制品、果汁、饮料、多种食品等包装，如目前国内多家水产公司出口海鲜就使用 PE／TIE/EVOH／PA／EVOH／TIE/PE七层共挤出膜真空包装。

近年来国外高附加值的高阻隔性多层共挤出塑料薄膜的年均增长率高达15％左右，发展迅猛。

在薄膜表面涂覆一层具有阻隔性能的高分子材料，使薄膜表面具有高阻隔性能，在国际包装业，尤其是食品包装业日见常用，在多种基材如PE、PP、聚氯乙烯、聚苯乙烯、PET、PA等，涂覆后透氧率可以降低至基材的几十分之一甚至数千分之一，根据阻隔效果要求，涂覆可以是单面也可以是双面，也可以进行多层涂覆。

作为一种高性能阻隔包装材料，EVOH也存在一定缺点，主要是在高湿度情况下，其制品的阻隔性会有一定幅度下降。

PE–HD／(EVOH／PE–HD) 交替多层复合材料的结构及氧气阻隔性能研究徐久升摘要：以高密度聚乙烯(PE–HD) 和乙烯–乙烯醇共聚物(EVOH) 为原料，采用微层共挤出装置制备了16 层的PE–HD／(EVOH／PE–HD) 交替多层材料，研究了共混层中EVOH 的相形态和层厚比对微层材料结构与性能的影响。

结果表明，当共混层中EVOH 含量为50%，EVOH 相从一维纤维状转变为大尺寸二维片状结构，氧气渗透系数(OPC)降低了两个数量级，此时片材中EVOH 含量仅为8.1%。

固定共混层EVOH 含量为60%，共混层与PE–HD 层的厚度比增加时片材的阻隔性能变化不大；当厚度比仅为0.141 时，OPC 为10–16 数量级，达到超高阻隔性能要求，此时EVOH 在片材中含量为8.3%。

16 层复合材料的断裂伸长率与普通共混物相比大幅提高，韧性优异。

关键词：微层共挤出；交替多层材料；高密度聚乙烯；乙烯–乙烯醇共聚物；相形态；阻隔性能Structure and Oxygen Barrier Properties of PE–HD／(EVOH／PE–HD) AlternatingMultilayered CompositesXu JiushengAbstract ：With high density polyethylene(PE–HD) and ethylene-vinyl alcohol copolymer(EVOH) as raw materials，16-layer PE–HD／(EVOH／PE–HD) composites were successfully prepared through microlayer coextrusion technology，in which EVOH／PE–HD layers and neat PE–HD layers aligned alternately vertical to the interfaces. The effects of EVOH morphology in blend layer and layer thickness ratio on structure and oxygen barrier properties of alternating multilayered composites were explored. The results show that oxygen permeability coefficient(OPC) of 16-layer composites reduces 2 orders of magnitude as EVOH content in blend layer reaches 50%，in which EVOH phase transformes from one-dimension fibers into two-dimension platelets，and EVOH content in the whole sheet is 8.1%. OPC of 16-layer composites with 60% EVOH in blend layer doesn′t go through big changes as layer thickness ratio(blend layer versus neat layer) increases ；however，OPC reaches 10–16 orders of magnitudes at the minimum layer thickness ratio of 0.141 with EVOH content of 8.3% in the whole composites. Moreover，elongation at break of 16-layer composites improves significantly compared to that of conventional blends.Keywords ：microlayer coextrusion ；alternating multilayered composite ；high density polyethylene ；ethylene-vinyl alcohol copolymer ；phase morphology ；barrier property(PE–HD) 因其柔软、质轻、力学性能优异、易于成型加工以及成本低廉等优点在包装领域具有广泛的应用；但对氧气的阻隔性差，无法用于密封包装及长期储存，极大地限制了其应用范围。

一、材质对比1、乙烯乙烯醇共聚物(EVOH)乙烯和乙烯醇的共聚物(Ethylene-Vinyl Alcohol Copolymer)，简称EVOH。

由于EVOH 中含有大量羟基，使得EVOH中存在极强的分子间作用力(氢键)，同时诱导EVOH结晶。

强的分子间作用力和结晶使得EVOH的聚合物链段堆砌更加紧密，从而使得EVOH具有良好的阻隔性能。

乙烯-乙烯醇的共聚物性质强烈地依赖于共聚物单体的相对浓度，如果乙烯的成分增加，乙烯-乙烯醇共聚物的性能就趋近于聚乙烯，如果乙烯醇的成分增加，乙烯-乙烯醇共聚物的性能就趋近于聚乙烯醇的性能。

乙烯-乙烯醇的共聚物最突出的性能就是能够对O2、CO2或N2等气体的高阻隔性能，使其在包装中能充分提高保香和保质作用。

EVOH树脂没有毒性，与PVCD相比，EVOH易于热成型加工，且不会放出有害健康的气体，具有良好的熔融稳定性;易于回收加工，不造成环境污染，因此EVOH树脂在绿色包装领域得到了广泛应用。

2、聚偏二氯乙烯(PVDC)聚偏二氯乙烯(Polyvinylidene chloride，简称PVDC)是偏氯乙烯(VCD)的均聚物。

由于PVDC的分子结构对称，具有很强的分子间作用力，导致其链段堆砌紧密，同时强的分子间作用里可诱导PVDC结晶，其结晶度一般在50%~80%之间。

因为聚合物结晶不可渗透。

当小分子在半结晶聚合物中扩散时必须绕开结晶部分从而导致扩散路径延长，降低小分子在PVDC中的扩散速率。

因此，高结晶度和高密度决定了PVDC共聚物对水蒸汽及其它气体的高阻隔性。

而且PVDC具有保鲜性、保香性、防腐性、耐热性等优良性能。

PVDC薄膜已广泛用作食品、医药、轻工业和军火工业领域的包装材料。

PVDC树脂可以单独或共挤出吹塑成膜，或以乳胶的形式用于涂布其他塑料薄膜，作为阻隔层增加其他塑料薄膜的阻隔性能。

PVDC在加工中易于放出有害健康的气体，目前美国和德国规定，在空气中扩散的偏氯乙烯单体的浓度不得超过10-5(φ)，塑料中单体含量不得大于10-6(φ)，这种要求非常高，因此，欧美各国PVDC的生产规模不断下降。

evoh是什么材料
Evoh是一种特殊的材料，它是乙烯-醋酸乙烯共聚物的缩写，也被称为EVOH。

它是一种无色透明的树脂，在工业和商业领域中有着广泛的应用。

Evoh材料具有
优异的阻隔性能和耐化学性能，因此在包装、建筑、医疗和其他领域中被广泛使用。

首先，让我们来了解一下Evoh材料的阻隔性能。

Evoh具有出色的氧气阻隔性能，能够有效地隔绝氧气，从而延长食品的保鲜期。

此外，它还具有良好的阻隔性能，可以阻隔水汽和气味的渗透，保持包装内部物品的新鲜度和品质。

因此，它常被用于食品包装、药品包装和化妆品包装等领域。

其次，Evoh材料还具有优异的耐化学性能。

它能够抵抗酸、碱、溶剂等化学
物质的侵蚀，保持包装材料的稳定性和完整性。

这使得Evoh材料在医疗器械包装、化妆品包装和工业化学品包装中得到广泛应用。

除了以上两点，Evoh材料还具有良好的加工性能和可塑性，可以通过吹塑、
挤出、注塑等方式加工成薄膜、片材、管材等不同形式的制品。

它的透明度高，表面光滑，易于印刷和涂覆，可以满足不同包装需求的设计和装饰要求。

总的来说，Evoh材料是一种性能优异的功能性材料，具有出色的阻隔性能和
耐化学性能，广泛应用于食品包装、药品包装、医疗器械包装、建筑材料等领域。

随着人们对包装品质和安全性要求的不断提高，相信Evoh材料在未来会有更广阔
的发展空间。

Flexible Packaging 46软包装EVOH的性能及制备要点文｜黑龙江八一农垦大学 李 娟乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)是一种链状结构的结晶性聚合物，由乙烯基链段(E)和乙烯醇基链段(VA)构成，其E链段的比例通常为20%～40％，VA链段的比例通常为60%～80％，因此EVOH既具有聚乙烯醇优异的气体阻隔性能，也具有聚乙烯良好的加工性。

EVOH与PVDC、PA并称为三大阻隔材料，是食品软包装中增速较快的包装材料之一。

EVOH的性能1.阻气性　EVOH最突出的特性就是对O2、CO2、N2等气体的高阻隔性能，既能有效地防止O2等气体透入包装内，又能防止充气包装内CO2、N2等保护气体的逸出。

其阻气性比PE、PP高1万倍，比PA高100倍，比PVDC高10倍以上。

2.耐油、耐有机溶剂性　EVOH可阻止油类、有机溶剂的渗透，适用于油性食品、食用油、矿物油、农药、有机溶剂等产品的包装。

试验表明，在温度为35℃的条件下将EVOH浸入各种有机溶剂和色拉油中，1年后，浸在环己烷、二甲苯、石油醚、苯和丙酮等溶剂中的EVOH重量完全没有增加，浸在乙二醇中的EVOH重量增加了2.3%，浸在甲醇中的EVOH重量增加了12.2%，浸在色拉油中的EVOH重量增加了0.1%，由此可见EVOH对这些有机溶剂和油类都有较好的阻隔性。

3.抗静电性　由于EVOH的表面电阻小，不易带静电，有较强的抗静电性，因此在使用过程中，与其他塑料薄膜相比，EVOH不容易因静电吸附灰尘。

4.吸湿性和热封性由于E V O H树脂分子结构中存在羟基，因此EVOH具有亲水性和吸湿性，且EVOH的阻隔性会随湿度增加而下降；EVOH无热封性，因此需要采用多层材料复合的方法进行弥补。

5.力学性能　EVOH薄膜的机械强度、弹性模量、耐穿刺性和曲折性好，表面硬度大，耐磨性好。

6.加工性能和印刷适性　由于乙烯基链段的引入，采用传统的聚烯烃加工设备即能进行EVOH热成型加工，且其成型性能优异，适合于薄膜成型、共挤出片材成型、共挤出-吹塑瓶成型、共挤出管成型、共挤出涂层复合成型等。

乙烯-乙烯醇共聚物EVOH树脂的基本介绍1、概述聚乙烯醇PVA，在低温度时，是塑料中氧气透过率最小的材料之一，但由于吸湿性大，高湿度时，氧气透过系数变化也大，因而作为食品包装出来，有一定局限性，不能充分发挥其特长，同时，PVA的分解温度在熔点以下，因而无水或无增塑剂存在的情况下，熔融成型困难，因此对PVA进行种种改性研究，其中包括与烯烃共聚物为主进行研究探讨，发现作为共聚单体，乙烯与其他烯烃相比，其对氧气的阻隔性，耐湿性最为优异，同时其成型操作性好。

乙烯和乙烯醇共聚物（EVOH）树脂，由乙烯和醋酸乙烯共聚物EVA皂化水解而制成。

EVOH树脂的气体阻隔性、保香性、耐油性、耐药品性、透明性优异。

尤其是气体阻隔性，是气体阻隔性高的塑料品种之一，因而成为食品包装材料中用途增长快的材料。

作为商品其应用迟于PVDC，但由于上述的高阻隔性、良好的加工性、可回收性，它的薄膜开发、改性、应用十分活跃，用量增加较快，EVOH需求量扩大的原因，主要是作为食品包装材料，用后即弃的包装材料对环境的适应性，除食品包装外，非食品包装领域也在发展。

2、EVOH树脂EVOH树脂的成型加工性好，可注塑、挤出成型，为多层共挤出，流延和吹塑成型。

对EVOH薄膜，主要是多层共挤出成型，流延成型、挤出双向拉伸成型，近年又发展涂覆EVOH薄膜。

目前国内主要用日本可乐丽和合成化学的产品。

EVOH树脂的特点如下：1]、良好的阻隔性，但受湿度的影响EVOH树脂为半结晶型热塑性树脂，其分子中含有羟基分子和分子间氢键彼此强烈的键合，使氧气扩散所需的链段运动严格受分子内和分子间内聚能限制，分子链柔性小，分子间自由运动暂时形成空间几率小，对氧的阻隔性，EVOH大约为PADE 的100倍，为PP、PE的10000倍。

所以透气率小，但是当EVOH置于湿度较高的条件下，EVOH吸收水分，水对EVOH起增塑作用，氢键的键合能力下降，链段活动能力增加，气体就容易通过，所以在相对湿度较低的中等情况下，阻隔性有所下降，但仍然有很好的阻氧性能。

阻隔包装专用乙烯-乙烯醇共聚物的结构与性能钱鑫【摘要】The structure and properties as well as the sequence structure of ethylene-vinyl alcohol(EVOH) copolymer were analyzed. The mechanical and thermal properties,melt crystallization,and water absorbency of EVOH were characterized. The composite films with five layers were prepared via multilayer co-extrusion process to investigate the workability of EVOH as well as the influence of ethylene content on barrier properties of EVOH. The results show that EVOH has the appropriate melt flow rate,good thermal stability and mechanical properties. The mole fraction of ethylene in EVOH ranges from 28% to 38%,the density is from 1.164 to 1.203g/cm3and alcoholysis degree of 100%. The films perform well as barrier after multiple co-extrusion processing,which meet the requirements of the downstream users for blocking polymer materials applied to packing and injection molding.%分析了乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的结构与性能及其序列结构,并研究了EVOH的力学性能、熔融结晶性能、热性能和吸水性能.通过多层共挤流延工艺制备了五层复合薄膜,考察EVOH的加工性能,以及乙烯含量对EVOH阻隔性能的影响.结果表明: EVOH具有适宜的熔体流动速率、良好的热稳定性能和力学性能,乙烯摩尔分数28%~38%,密度1.164~1.203 g/cm3,醇解度100%;经过多层共挤加工,所制薄膜具有很好的阻隔效果,可满足下游用户对阻隔高分子材料用于包装、注塑等领域的性能需求.【期刊名称】《合成树脂及塑料》【年(卷),期】2018(035)002【总页数】6页(P58-62,73)【关键词】乙烯-乙烯醇共聚物;阻隔性;加工性能;序列结构【作者】钱鑫【作者单位】北京燕山石化高科技术有限责任公司,北京市 102500【正文语种】中文【中图分类】TQ325.1+2;TQ325.9乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）是由乙烯-乙酸乙烯共聚物（EVA）经皂化反应［皂化反应式见式（1）］而得到的醇解产物，其比例通常为乙烯摩尔分数20%～40%，乙烯醇摩尔分数60%～80%。

聚乙烯醇高阻隔复合薄膜技术分析聚乙烯醇高阻隔复合薄膜技术的制备方法一般采用溶液法或浆料法。

其中，溶液法是将聚乙烯醇溶解在适当的溶剂中，通过涂布、浸渍或溶液共混等方法将聚乙烯醇涂覆到基材表面，再通过干燥等工艺制得高阻隔复合薄膜。

而浆料法则是将聚乙烯醇和其他阻隔材料，如高分子聚合物、纳米材料等，通过混合、研磨等工艺制成浆料，再将浆料涂覆在基材表面，最后通过加热等工艺制得高阻隔复合薄膜。

第一，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜具备很高的气体阻隔性能。

聚乙烯醇本身具有较低的透气率，可以有效阻隔氧气、二氧化碳和其他气体的渗入，从而保护包装材料或电子产品免受氧化和腐蚀。

第二，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜具备很高的湿气阻隔性能。

聚乙烯醇是一种亲水性物质，对水汽具有很好的吸湿性。

因此，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜能够有效阻隔水汽的渗入，保持包装材料或电子产品内的相对干燥环境。

第三，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜具备很好的机械性能和热稳定性。

聚乙烯醇具有较高的拉伸强度和模量，能够有效抵抗外部力的作用，保护包装材料或电子产品的完整性。

此外，聚乙烯醇具有较高的热稳定性，能够在一定的温度范围内保持其结构和性能的稳定性。

第一，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜可以用于食品包装。

由于聚乙烯醇高阻隔复合薄膜能够有效阻隔气体和水汽的渗入，可以保持食品的新鲜度和口感，延长食品的保质期。

第二，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜可以用于制备电子产品的防潮包装。

电子产品对湿气非常敏感，易受湿气腐蚀，因此需要采取防潮包装措施。

聚乙烯醇高阻隔复合薄膜具备很高的湿气阻隔性能，能够有效保护电子产品免受湿气的腐蚀。

第三，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜还可以用于光学器件、医药领域等对气体和水汽要求较高的应用场景。

综上所述，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜技术具备很高的气体阻隔性能和湿气阻隔性能，具有广泛的应用前景。

随着技术的不断进步和研发的深入，聚乙烯醇高阻隔复合薄膜技术将会得到更为广泛的应用。