防雾塑料薄膜制备技术评述

收稿日期: 2001 11 01; 修改稿收到日期: 2002 04 05。 作者简介: 刘福德( 1965 ) , 副教授, 1990 年毕业于天津大 学 化工学院获硕士学位, 现 从事精细 化工教学 科研工作, 已发表 论 文 15 篇。
第 3期
刘福德. 防雾塑料薄膜制备技术评述
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触角为 35o 左右, 远大于 0o。 总之, 利用添加防雾滴剂的方法生产的防雾
农膜, 性能并不理想, 防雾持久性还不能完全满足 需要, 表面防雾性不均匀。 3 塑料表面接枝亲水性高分子法[ 13]
该方法是在塑料表面接枝具有亲水性的高分
子材料, 以提高 农膜的表面张 力 SG 。农膜的亲 水性提高, 使得农膜与雾滴之间的界面张力 SL 下 降, 降低水滴对农膜的接触角, 提高雾滴对农膜的 润湿性及铺展性。该方法首先通过电晕等方法处 理农膜 表面, 然后在 农膜 上涂 布( 甲 基) 丙 烯酸 ( 酯) 等单体及光引发剂, 在紫外光照射下进行聚 合, 制得防雾农膜。这种防雾农膜防雾效果较好, 水滴对农膜的接触角为 20o 左右, 低于前述的添 加法。但由于接枝率低及接枝上的高分子聚合物
LG为液气界
SL 及 LG 减小, 从而使得接 触角降低, 提高
了雾滴对农膜的润湿性及铺展性。但采用该法制
备的农膜防雾耐久性很差。由于表面活性剂溶于
雾滴中, 并不断滴落, 使得农膜表面的表面活性剂
浓度降低, 最后又变成无防雾性, 因此每隔一定时 间需喷涂 1 次。另外, 表面活性剂溶液滴落到植
物上会造成一些植物病害。
4 孔卫 东, 王延 龙. PE 无 滴棚膜 及其防 雾滴效 果研究. 塑料 科 技, 1993, ( 5) : 16~ 17
5 吴瑞征. 聚乙烯膜防雾技术. 精细石油化工, 1991, ( 2): 48~ 52 6 尹兴涛. 防雾滴剂及其制备方法. CN 1 099 061 A. 1995 7 马建华, 姚国华. 防雾防水滴剂及 其生产方法. CN 1 152 603.
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0 881 606. 1996 11 翟健. 农用蔬菜大棚 膜无滴防 雾性能的 常温检测 方法. 聚 氯
乙烯, 1996, ( 6) : 54~ 55 12 翟健. 农用蔬菜大棚膜无滴防雾性能的常温检测方法. 中国
b) 涂敷无机胶体及亲水性有机高分子聚合物 溶液[ 22~ 25]
其中又分为有两种实施方法, 一种是先在农 膜表面涂以无机胶体溶液, 干燥后再在无机胶体 层上涂敷亲水性高分子聚合物, 如丙烯酸类聚合 物或不同皂化度的聚醋酸乙烯酯等, 经交联固化 得到防 雾农膜。另一 种是在亲水性 聚合物溶液
中, 添加无机胶体如胶体氧化硅或胶体氧化铝或 其混合物, 以提高涂膜的粘结强度。
1 表面活性剂溶液喷涂法[ 1]
利用表面活性剂及乙二醇或甘油等配制成表

面活性剂水溶液, 喷涂在农膜内表面, 起到防雾作 用。其防雾原理是利用表面活性剂降低雾滴的表
面张力及液固界面张力。据杨氏方程:
SG- SL = LG cos 其中 SG为气固界面张力, SL为液固界面张力, 面张力, 为液固接触角。
b) 采用亲油性强、亲水性弱的表面活性剂时, 该类表面活性剂与塑料母粒相容性较好, 但迁移 速率低, 水溶性差, 虽然加工性和持久性较好, 然 而防雾性差。
另外, 利用添加防雾滴剂的方法生产的防雾 农膜, 由于所采用的表面活性剂与塑料母粒不能 完全相溶, 表面活性剂在农膜中分布不均是不可 避免的。因此在使用中农膜的一些部分没有防雾 性或防雾性不理想。据调查, 采用该方法生产的 防雾农膜, 防雾性仅为 B 级 ( 测定方法参见文献 [ 11, 12] ) , 如日本产防雾农膜与水滴对农膜的接
1997 8 T oshimi M , Tokut aro K. Synt het ic resin f ilm f or agricultural
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水溶性高, 防雾持久性差, 一般仅为 3 个月左右。 4 塑料表面涂敷交联法
该方法是在农膜表面涂敷亲水性的高分子聚 合物, 经交联固化处理制得防雾农膜, 其防雾原理 与塑料表面接枝共聚法相似。该方法所得到的防
雾农膜防雾性好, 持久性可达 2 年, 能够满足农业 的需要。用涂敷法制备防雾农膜, 国内研究很少, 国外 特别是日本对此很重视, 发表了很多专利。 按涂膜构成及防雾膜的结构可分为 2 种类型:
2002 年 5 月
精细石油化工 SPECIALITY PET RO CH EM ICA LS
第3期
防雾塑料薄膜制备技术评述
刘福德
( 天津理工学 院化工系, 天津 300191)
摘要: 对防雾塑料薄膜的不同制备技术、防雾原理及 存在的缺点 做了详 细的阐 述, 对 防雾塑 料 薄膜制备技术的改进提出了建议。 关键词: 防雾 塑料薄膜 涂敷
2002 年 5 月
精细石油化工 SPECIALITY PET RO CH EM ICA LS
第3期
催化精馏法制备丙二醇单乙醚的中型试验
于洪涛
( 中石化股份有限公司天津分公司, 天津 300271)
摘要 : 考察了环氧丙烷( PO) 和乙醇在新型 沸石 分子筛催化剂存在下, 应用催化精馏法制备丙 二醇乙醚 的中 型试验, PO 为 22. 5 kg/ h, 乙醇为 150~ 180 kg/ h ( 新 鲜加 馏出 ) , 沸 石催 化剂 装填 量为 40 kg , 反应 温度 为 ( 105 5) , 塔底温度为 170~ 175 , 系统压力为 0. 15~ 0. 17 M Pa, 丙二醇单乙醚收率为 90. 5% 。确定了该 生产方法的工艺条件。 关键词: 丙二醇单乙醚 催化精馏 制备 新型 沸石 催化剂
涂敷交联法的优点是防雾性及持久性好。由
于防雾层为亲水性高分子聚合物, 具有一定的吸 水性, 雾滴几乎可在农膜表面铺展, 形成水膜, 提
高透光性。又由于防雾层为高聚合度、高交联度 的亲水性高分子, 虽然亲水性很强, 但相对分子质 量很大, 并且对膜有很强的粘接性, 因此不会溶于 雾滴而流失, 从而具有良好的持久性。
a) 直接涂敷亲水性高分子聚合物溶液[ 14~ 21] 首先制得亲水性高分子聚合物溶液, 例如使 ( 甲基) 丙烯酸( 酯) 、丙烯腈、醋酸乙烯酯及非亲水 性单体如苯乙烯等按一定比例进行共聚, 得到聚 合物溶液, 或利用聚乙烯醇缩醛聚合物溶液, 稀释 到一定浓度涂于农膜表面, 经交联固化得到防雾 农膜。
大棚种植、地膜覆盖技术在我国农业中正在
大规模推广, 然而由于所采用的普通农膜都为疏 水性材料, 其表面张力 ( 小于 40 10- 5N / cm) 远 远低于水的表面张力( 72 10- 5N / cm) , 因此水滴
对农膜的润湿性及铺展性差。在使用中, 由于农
膜内外温差大, 从而在农膜的内表面产生雾滴, 降
CN 1 046 742 A. 1990 14 S hiozaw a M . Transparent water-absorbent coat ing mat erials for
durable ant ifogging ef fect. JP 05 156 202. 1993 15 Seichi W. Long-last ing ant ifogging coat ing mat erial cont aining
二醇醚类是重要的精细化工产品, 广泛应用 于涂料、油墨、皮革、染料、颜料、清洗剂、防凝剂等
行业中, 同时也是重要的化工中间产品。 由于乙二醇醚有一定的毒性, 近年来, 欧美等
发达国家正逐步停止乙二醇醚的生产和使用, 而 改用其替代品 丙二醇醚[ 1] 。
目前, 国内仍然大量生产和使用乙二醇醚, 在 环保呼声日益高涨的今天, 其用途日益受到限制。 因此, 丙二醇醚的开发与生产逐渐受到重视。
收稿日期: 2002 01 05; 修改稿收到日期: 2002 04 12。 作者简介: 于洪涛 ( 1955 ) , 硕士, 高级工 程师, 主要 从事 石 油化工的生产经营及管理工作, 已发表论文 6 篇。
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参考文献
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2 张治华. 高耐候防雾滴及高频焊合性优异的 PVC 农用大棚 薄 膜. 聚氯乙烯, 1995, ( 1) : 32~ 37
3 黄敬良. 防 雾滴 农用吹 塑薄 膜的 研究. 塑料通 讯, 1991, ( 2 ) : 21~ 26
目前, 用涂敷交联法生产防雾农膜存在的缺 点是, 在涂膜时需采用有机溶剂, 如醇或醇与水的 混合溶液, 大大增加了成本。由于醇为易燃易爆 化学品, 给施工带来困难, 溶剂回收也较困难。 5结 语
防雾塑料薄膜无论在农业上, 还是在食品包 装上都起着重要的作用, 应用范围广, 用量多, 经 济效益和社会效益大, 另外在其他透明材料( 如飞 机、汽车玻璃、光学材料等) 方面也有应用, 因此对 塑料防雾技术研究具有重要意义。纵观防雾塑料 薄膜的各种不同制备方法, 以涂敷交联法最具有 良好的发展前景。然而目前涂敷交联法由于采用 有机溶剂, 溶剂回收困难, 制备成本高, 施工有污 染, 限制了实际应用, 因此开发水溶剂法制备防雾 塑料薄膜涂敷剂非常重要。另外, 开发以水为溶 剂并具有高接枝率的塑料表面接枝共聚法也非常 重要。
2 塑料母粒与防雾滴剂共混制膜法[2~ 10]
该法是将塑料母粒与防雾滴剂混合后, 经不 同制膜工艺制得防雾农膜。该法在 20 世纪 90 年
代前研究得较多, 我国轻工部及化工部于 1986 年 将该法列为 七五 科技攻关项目。目前该法已应 用于工业生产, 我国也有多家企业利用该法生产 防雾农膜。其防雾原理与前述方法相似, 通过降 低 SL 及 L G而提高农膜的防雾性。
防雾滴剂为多元醇脂肪酸酯、多元醇聚氧乙 烯醚、季铵盐类表面活性剂。在使用中, 当农膜表 面上的表面活性剂溶于雾滴而流失时, 农膜内部 的表面活性剂就向表面迁移弥补, 从而维持其防 雾性。因此该法比溶液喷涂法具有一定的防雾持 久性, 但是防雾性与加工性之间存在矛盾, 主要表 现为:
a) 采用亲水性强、亲油性弱的表面活性剂时, 该类表面活性剂与塑料母粒的相容性差, 虽然防 雾性好, 迁移速率高, 水溶性好, 然而加工困难, 表 面活性剂易流失, 防雾持久性差。
低农膜的透光性, 降低植物的光合作用, 从而降低
农产品产量及质量。雾滴滴落到植物上, 还会引 起植物的病害, 例如烂叶、谢花、僵果等。另外, 在
食品包装中由于塑料薄膜的防雾滴性差, 使得食
品保存困难。因此, 国内外对塑料薄膜防雾性的
研究非常重视, 已有 100 多篇专利技术发表。农 用防雾塑料薄膜的制备可概括如下几种途径。