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新闻动态
蓬勃发展的中国塑料薄膜行业
发布时间:2015/6/7

    我国塑料薄膜的产量约占塑料制品总产量的20%,是塑料制品中产量增长较快的类别之一。随着我国包装、农业等领域对塑料薄膜的需求量不但增大,预计我国塑料薄膜的需求量每年将以9%以上的速度增长,其市场前景十分广阔。
  从我国塑料薄膜(厚度为0.06mm~0.26mm)的应用领域看,用量最大、品种最多、应用最广的是包装工业,其消费约占2/3,其次是农业约占30%,再有就是功能膜,如微孔膜、屏蔽膜、土工膜等。理论上几乎所有合成树脂都可能成膜,但是具有经济意义、成为商品、用量最大的是聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚苯乙烯(PS)、乙烯/乙酸乙烯(EVA)、聚酰胺(PA)等树脂。若在树脂基体中添加适宜的塑料助剂,就可以制备出所需的各种功能性薄膜。塑料薄膜工业上的生产方法有压延法和挤出法,其中挤出法又分为挤出吹膜、挤出流延、挤出拉伸(又称二次成型)等,目前挤出法应用最广泛,尤其是对于聚烯烃薄膜的加工,而压延法主要用于一些聚氯乙烯薄膜的生产。
       包装薄膜
       在塑料包装材料中,薄膜材料的市场需求量增幅最大,约占塑料包装材料总量的46%。塑料包装薄膜主要包括:热收缩包装薄膜、缠绕包装薄膜、食品无菌包装膜、果蔬保鲜膜、液体包装薄膜等。随着我国塑料薄膜行业装备水平不断提高,有的已经达到发达国家的先进水平,涌现出了一批新产品,例如,作为复合包装基材的双向拉伸薄膜不但克服了长期进口的局面,而且现在每年还出口30万吨左右,创汇30多亿美元。我国上规模的包装薄膜制造企业的数量发展迅速,目前已达到2240家,其中涌现出一批行业龙头企业,如江阴申达集团、浙江大东南塑胶集团、佛山东方包装材料公司、佛山杜邦鸿基包装材料公司等,他们在该行业中起着举足轻重的作用。
  1、热收缩包装膜
  目前在我国,PVC热收缩薄膜正在逐步减少,而PE、PP、PET、PVDC、PA等热收缩薄膜发展迅速,并出现了多层共挤复合热收缩薄膜。以当前用得最多的三层共挤热收缩薄膜为例,该膜是以线性低密度聚乙烯为中间层,共挤聚丙烯为内外层的三层复合热收缩薄膜,由于它同时具有PE和PP的优点,其性能优于单层PE膜和PP膜。全行业目前已有近20家企业生产热收缩薄膜,其生产能力从4万吨已发展到近8万吨,其中,宝硕集团、天津胜达、福州佳通、江苏南通为骨干企业。单层热收缩包装薄膜可广泛应用于快餐面食、陶瓷制品、茶具、机械零部件、军用机械、五金工具、建筑和运输材料的捆扎包装。多层热收缩薄膜主要应用于鲜肉等食品包装,以及生活日用品、医药保健品、文化用品等包装。据预测,我国热收缩包装薄膜的市场需求量将在今后五年内以20%的增长率上升。
  2、缠绕包装薄膜
  缠绕包装薄膜具有自粘性,在包装过程中不需进行热处理,节省了能源,降低了包装成本,同时能将货物紧裹为一个整体,便于装卸,节省运输成本。缠绕包装薄膜一般采用线性低密度聚乙烯为原料,国内采用熔体指数为1~2,密度为0.98g/cm3的乙烯/丁烯共聚物,利用吹塑法或流延法,在单层或三层共挤设备上生产。使缠绕包装薄膜具有自粘性的关键是要在二种或二种以上互容、部分相容或不相容的树脂中,添加化学助剂,如增容剂、促粘剂等,经过化学复配或直接注入 PIB等粘性树脂。缠绕包装薄膜除了它的包装功能外,还具有一些特殊功能,例如,用于牧草青贮的牧草缠绕包装膜,可以保持牧草的水分和营养成分,以利于牧畜对养分的吸收,从而促进畜牧业的发展。国内对牧草缠绕包装膜的研发,始于1997年北京轻工业学院(现为北京工商大学)轻工业塑料应用技术研究所与BP公司的合作,该技术目前已获成功并投入应用。
     3、食品无菌包装膜
     食品无菌包装膜是指能够耐受食品(如奶制品、饮料、调味料)进行瞬间灭菌所需的超高温的食品包装用薄膜,该包装膜能使食品在不加防腐剂,不经冷藏的情况下具有较长的货架寿命,这是一项新技术,也是塑料包装的发展方向之一。食品无菌包装分为两种,一种是容量为5~1000L的无菌大包装袋,制袋的复合膜主要采用PET镀铝膜和PE膜复合而成;另一种为无菌杯式包装,使用的是PP/PE/EVA/PVDC/PS多层共挤复合膜,其中PP为保护层膜,EVA为粘结层,PVDC为氧气阻隔层。
     4、果蔬保鲜膜
     果蔬保鲜膜用于果蔬包装,以抑制果蔬在保存过程中的新陈代谢、营养物质损耗,保持果蔬风味和质量。我国是世界第一的果蔬生产和销费大国,而有30%左右的果蔬在储藏、运输过程中由于不保鲜而损失,所以在我国果蔬的保鲜具有较大的经济价值。目前应用于果蔬保鲜包装较广的是聚乙烯膜和聚丙烯膜,在选择适宜的保鲜包装膜时,必须考虑其透气性,以保持膜内适宜的氧气和二氧化碳浓度,同时还可添加一定量的多孔性物质(如沸石、大谷石等),以吸附水果释放的乙烯气体。
  5、茂金属催化聚烯烃薄膜
   以茂金属单中心活性催化制备的聚烯烃薄膜具有突出的优良性能,目前主要有MPE、MPP、MPS等。这种薄膜的热封性能、拉伸性能、耐穿刺性能都优于传统的薄膜,能有效解决液体包装中的渗透破裂、热封开裂等问题,多用于牛奶、酱油、洗发精等液体包装复合膜的热封层。
  6、双向拉伸薄膜
   双向拉伸薄膜在薄膜包装中一直居于重要地位,包括有双向拉伸聚丙烯(BOPP)、双向拉伸聚酯(BOPET)、双向拉伸尼龙(BOPA)等,其中以BOPP产量最大。BOPP薄膜是20世纪60年代发展起来的新型透明包装材料,具有质轻、无毒、无臭、防潮、力学性能高、尺寸稳定性好、印刷性良好等优点,可以广泛用于食品、糖果、香烟、茶叶、果汁、牛奶、纺织品等的包装。BOPP薄膜的生产方法包括泡管法和拉幅法两种,其中拉幅法用得较多。该方法是把粒状的BOPP专用料通过平口模挤出膜片,在冷却辊上骤冷后,再经过不同条件的预热,进行膜片的纵拉和横拉,从而使薄膜的综合性能得以大幅提高。BOPP的工艺技术随着其应用领域的不断扩大而得到发展,例如,南京中达生产的共挤热封型双向拉伸聚丙烯薄膜,在保持BOPP的热收缩性的同时,采用开孔定位技术,解决了热封性及中条包膜与小条包膜的粘合问题。在我国,软包装的大量需求为BOPP行业发展提供了良好的市场机遇,但是BOPP薄膜行业从上世纪90年代末开始出现跨行业争抢引进BOPP生产线的热潮,预计到2005年末,全国BOPP生产能力将突破200万吨,而市场年需求仅为90万吨左右,也就是说,将会有1/2的产能放空。
   在双向拉伸材料之中,BOPET和BOPA薄膜的市场份额紧随BOPP之后。国内BOPET薄膜产业也出现了过热发展和非理性投资状况,预计今年国内市场对BOPET的需求量为20万吨,而到今年年底国内BOPET薄膜的产能将急剧增加到50多万吨,预计到明年这种供过于求的情况将更为严重;BOPA薄膜的生产被看好,目前虽还存在一定市场空间,但是如果盲目引进生产线,也可能会造成产能过剩的局面。
   7、CPP和CPE薄膜
   这两种膜是通过流延法生产的,即通过把PP或PE熔体流延骤冷而生产出一种无拉伸、非定向的PP或PE平挤薄膜。CPP和CPE薄膜的各项性能平衡优异,后续工序如印刷、复合等极为方便,广泛用于包装领域,特别是CPP具有较大市场。目前我国引进的CPP 生产线已超过60套,总生产能力达15万吨以上。CPP薄膜国内市场以复合包装用膜为主,其应用量最大的为镀铝膜和蒸煮膜,像上海紫江彩印公司的镭射防伪薄膜、紫华公司的透气性流延薄膜、紫藤公司的抗静电CPP薄膜都列入国家级火炬项目。
  8、阻透性复合薄膜
  这属于一种在我国食品包装和医疗包装领域有着广泛应用的功能性薄膜,本文会在功能性薄膜的类别中做详细介绍。
      农用薄膜
  中国自生产农用塑料薄膜至今,取得了两个世界第一,即产量第一和覆盖面积第一,大致相当于世界其他国家总和的1.6倍。农用塑料薄膜主要是棚膜和地膜,另外还包括遮阳网、防虫网、饲草用膜以及农用无纺布等。塑料薄膜广泛用作日光温室、塑料大棚及各种塑料小拱棚的覆盖材料。棚膜年耗用量已达70万吨,覆盖面积达5000万亩;地膜年消耗量约45万吨,覆盖面积在2.2亿亩以上。随着农业科学技术的迅速发展,对农膜的需求量将会继续增长。据不完全统计,目前全行业拥有农膜生产企业近千家,生产能力达200万吨以上,其中年生产能力万吨以上的企业约60家,大型骨干企业约30家。
  棚膜覆盖栽培技术早在50年代末期就已经开始应用,该技术不仅能促进作物生长,使作物增产,而且实现了果蔬在寒冷季节的栽培。棚膜按照功能分有:长寿命膜、无滴膜、保温膜、转光膜、漫散射膜、反光膜等。我国目前棚膜材料以聚乙烯(PE)为主,另有部分聚氯乙烯(PVC)、乙烯/乙酸乙烯(EVA)、茂金属聚乙烯(mPE),国外还有用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET),聚碳酸酯(PC)、聚四氟乙烯(PTFE)制备棚膜,虽然性能优异,但是由于价格昂贵,用量较少。
  塑料地膜能起到保温护根、防冻、保墒、调节光照、节水、除草,以及控制土壤盐碱度的作用,进而促进作物早熟,提高作物产量和质量。地膜按照功能分有:普通无色透明膜(又称有滴膜)、无滴膜(又称流滴膜)、光效膜(包括有色膜和转光膜)、除草膜、保温膜、可降解膜、耐老化膜、渗水膜(包括小孔膜和微孔膜)等。我国目前地膜材料以聚乙烯(PE)为主,另有部分聚氯乙烯(PVC)。虽然乙烯/乙酸乙烯(EVA)膜与PE膜相比,保温性、透明性好,与无滴剂有较好的相容性,拉伸性好而易成膜,且耐老化、耐冲击,但由于价格较贵,用量较少。若其成本降低,预计用量会逐步增加。
  1、长寿命耐老化薄膜   
    吹膜设备
  我国生产的耐老化棚膜多为较薄型棚膜(厚度为0.06mm~0.10mm),其使用寿命一般达到1.5~2年,与国外较厚(厚度为0. 18mm~0.20mm)的棚膜相比,使用寿命尚有较大差距,如日本的PVC长寿命膜可以使用2~3年,PET膜可以使用10年。通过优化通用树脂材料和稳定剂,可以延长棚膜的使用寿命。具体来说,在优化基础树脂材料方面,农膜生产企业往往以熔体流动速率(MFR)为依据,选用分子量较高、分子量分布较窄、支链数较少的树脂来生产耐老化PE棚膜。此外,基础树脂的过渡金属离子残留量、结晶形态和结晶度等也是优化功能化棚膜的重要指标,如北京燕山石化公司、齐鲁石化公司、天津联合化学公司等已经开发出了用于功能性PE棚膜生产的专用树脂;在添加复合无毒光稳定剂,开发高效耐老化体系方面,我国已应用十多年的GW540/2002耐老化体系,因有严重刺激性和致敏性,需要逐步被无毒耐老化体系替代。国外的无毒聚合型受阻胺光稳定剂目前已相继进入我国市场,其中有瑞士汽巴精化公司、美国氰特公司、瑞士科莱恩公司、意大利3VSigma公司等,但国外推出的聚合型受阻胺光稳定剂价格较高,我国大部分厂家还难以承受。北京市化学工业研究院推出的BW6911新型光稳定剂和6911/B215耐老化体系,不仅性能优异,而且价格便宜。采用该体系生产的聚烯烃棚膜在东北、华北、西南地区应用后都取得了令人满意的效果,较好地克服了“背板效应”,延长了棚膜使用寿命,值得进一步推广应用。
  地膜对耐老化性能的要求没有棚膜高。在塑料地膜中,PVC是最早使用的地膜树脂,具有强度高、抗紫外线、耐老化、透明性和保温性好的特点,但是因为密度大、膜厚、配方工艺复杂、成本高,已经逐渐被PE膜替代。目前,除东北三省和山东部分地区外,其它地区几乎都使用PE膜。在PE地膜中,HDPE、LDPE、LLDPE这三种聚乙烯均有应用,其中,HDPE强度高,但是不耐老化;LDPE强度低,但透光性好;LLDPE强度好且耐老化,所以LLDPE最适合做地膜材料。考虑到成本,我国耐老化PE地膜料多以70%的LLDPE与LDPE共混。
  2、防雾流滴膜
  有滴膜膜内温度高,适用于春秋两季,对喜温作物效果好,缺点是膜内易形成雾滴,影响透光。无滴膜(又称流滴膜)表面含亲水物质,膜内水滴顺膜流下,湿度低,透光性好,膜内外温差大,性能普遍优于有滴膜。为了改善膜的流滴性能,一般可以通过对膜进行表面极性改性或是添加流滴剂,在应用时往往同时添加或在膜表面涂覆流滴剂与防雾剂,即使之兼有防雾和流滴的功能,从而进一步提高膜的透光性。流滴剂为多种非离子型表面活性剂复配物,消雾剂为特殊型表面活性剂,如含氟表面活性剂和/或含硅表面活性剂。研究发现,流滴剂与消雾剂的“配合效应”至关重要。北京市化学工业研究院和临安市塑料化工助剂厂都开发出了流滴消雾效果良好的流滴消雾体系。涂覆型流滴消雾剂原来是为了起到补效的作用,以使膜的性能和寿命能够尽量同步,而目前对于涂覆型流滴消雾体系的开发,已经成为制取功能化棚膜的重要途径之一。
  3、光效膜
  对于棚膜来说,为了获取促进作物生长的阳光,往往在膜中添加转光剂,而在地膜中则较少使用转光剂,更多使用的是有色膜。在转光剂的开发应用方面,只有以转绿光为主才能真正发挥光转换作用。目前已在转光棚膜生产中应用的转光剂主要有稀土转光剂或有机荧光颜料" target="_blank">颜料组成的转光剂。湖南师范大学发光材料研究室开发的“单基双能稀土转光剂”具有将紫外光转换为蓝光和红光并将绿光转换为红光的功能,具有较好的应用效果。有些企业生产的转光棚膜还被称为高光能膜、光生态膜、高光质膜等。北京华盾塑料公司开发的高光能棚膜具有激发光谱和发射光谱较宽的特点,蓝光区(420nm~460nm)和红光区(620nm~660nm)的发射光谱有较高的相对发光强度。由于蓝紫光有利于作物生长,红光能促进果实形成,因此可使作物提前成熟,前期产量增高,有较好的增产增收效果。
    双向拉伸薄膜生产设备
  地膜中有色膜的品种较多,以适用于不同作物。如紫色膜能透过红、蓝光并吸收绿光,可提高菠菜产量,延长上市期;红色膜能透过红光和蓝光,促进黄瓜生长;银灰色膜和铝箔反光膜具有较强光反射作用,能驱蚜虫、保地温、对光照不足的作物果实背面进行补光、促进果实着色、提高果实产量和含糖量。有色地膜材料一般为PE,也有少量PVC,颜料" target="_blank">颜料是以色母粒的形式进行添加。各类有色地膜多为单层膜,除了铝箔反光膜和黑白双面地膜为复合膜。无论是转光棚膜,还是有色地膜,都朝着高效能和专用化方面发展。
  4、多功能复合膜
  随着生产技术的提高,农膜向着可同时满足长寿命、保温、消雾、透光性好的多功能性薄膜的方向发展。先进的三层共挤复合吹膜工艺技术已在较多企业生产中得到成功应用。有的企业采用内冷装置提高了宽幅吹塑膜泡的稳定性及棚膜的透明性,并改善了棚膜的流滴性;有的企业已采用国产三层复合宽幅吹膜机组,能够生产宽度12m~20m的功能性棚膜;一些企业改进了吹塑膜泡插叠机构和牵引卷取技术,有效地解决了棚膜折叠部位的蠕变问题,提高了棚膜平整性;有的企业改进了母料制造工艺、树脂与母料混合工艺及挤出工艺技术,使功能助剂在棚膜中分散得更均匀、更稳定,从而提高了功能性棚膜的质量。如添加了流滴消雾体系和无机保温剂的EVA多功能三层复合棚膜(厚度为0.10mm)在辽宁省沈阳市郊区、辽中县和鞍山地区等覆盖越冬效果较好。
  5、可降解农膜
  为了解决农膜的白色污染问题,除了加强对耐老化农膜的回收以外,更重要的是加强对降解地膜的开发与应用,这也是农膜的一个发展趋势。传统的可降解地膜主要是通过共混法制备,即在聚乙烯树脂中掺入可被生物降解的物质,或者添加光降解剂等其它成分,使其在使用中可局部先发生破裂,进而大片薄膜变成不被注意的小碎片进入土壤,然而这只是将显形污染变成隐形污染,而并未从根本上解决土壤污染的问题。目前可降解地膜开发的热点是用其它结构的可降解高分子材料来替代加入光降解剂的聚烯烃,或者将新型可降解材料与聚烯烃、降解剂共混,把生物降解和光降解结合起来,提高降解效率和可控性,从而从根本上解决降解不完全的问题。
      功能性薄膜
  1、阻透性复合薄膜
  阻透性复合薄膜是指对氧气、水分、芳香物及挥发性物质有高阻透性的复合薄膜,它一般由阻气层(阻透性树脂)、阻水层(聚烯烃树脂)和粘合层(粘合树脂)三部分组成,多层共挤是生产阻透性复合薄膜的主要方法,根据机头形状和结构不同,多层共挤可以分为多层共挤管膜复合工艺和多层共挤流延复合工艺。阻透性复合薄膜按其结构特征可以分为对称型和非对称型,目前市场上主要是非对称型的,按复合层数有3、5、7、9、11层复合膜。常用的阻透性树脂有PA、EVOH、PET、PVDC、PAN等;聚烯烃树脂有PE、PP、EVA、mPE等;粘合树脂是对阻透性树脂和聚烯烃树脂有稳定粘合作用的树脂,如马来酸酐接枝PP等。
  近年来,高阻透性的镀氧化硅薄膜在市场上也非常引人注目,它是在PET、尼龙膜上镀一层氧化硅,具有高阻透性、耐油性、耐药品性、透明性、耐挠曲性、环境适应性、微波炉适应性等优点。其发展的技术动向是:不仅要提高它的印刷性和阻透性,还要使其具有阻挡紫外线、防带电等功能。
  2、抗菌性薄膜
  抗菌性薄膜是在薄膜中加入银离子、氟石、桧醇等具有抗菌性的物质,制成杀菌型的保鲜薄膜。该产品目前在国外已成功地应用在豆腐、鱼类、肉类及酱菜的包装上,而在国内还基本上处于试验阶段,如海尔科化公司把纳米无机抗菌材料添加到薄膜中,生产出了综合性能较优的抗菌膜。
  3、电磁屏蔽膜
  电磁屏蔽膜可阻挡微波炉的电磁波,能够避免电磁波泄漏,便于安全使用微波炉,可广泛用于食品包装和装饰领域。该膜是是一种镀铝复合膜,其工艺是在聚酯薄膜表面采用真空蒸镀的方法镀上一层400~500μm厚的铝膜。
  4、微孔薄膜
  专用微孔薄膜是当前果蔬保鲜薄膜的一个亮点,即根据所包装果蔬的保鲜要球,在塑料薄膜上开设不同数量的小孔,以改善气体的透过率。有数据表明, 薄膜的氧气透过率在800~200ml/m2·24h·MPa时,果蔬的保鲜度最好。此外,微孔薄膜在地膜中也有应用,用于透气、渗水,可以减少作物灌溉次数,具有节水效果。
  5、水溶性薄膜
  水溶性塑料薄膜作为一种新颖的绿色包装材料,在欧美、日本等国被广泛用于各种产品的包装,例如农药、化肥、颜料" target="_blank">颜料、染料、清洁剂、水处理剂、矿物添加剂、洗涤剂、混凝土添加剂、摄影用化学试剂及园艺护理的化学试剂等。其特点是:降解彻底、无毒安全、热封强度较高、具有防伪功能、印刷性能好、抗静电防尘等。其主要原料是低醇解度的聚乙烯醇(PVA),并添加各种助剂,如表面活性剂、增塑剂、防粘剂等。目前在国内,水溶性薄膜市场正在兴起。北京工商大学轻工业塑料应用技术研究所,通过筛选出能降低PVA塑化温度的塑化改性剂,实现了PVA干法熔融造粒及吹膜加工,并申请了5项专利,现在部分专利已经转让并投入生产;株洲工学院与广东肇庆方兴包装材料公司联合研制开发了水溶性薄膜及生产设备,其产品正在走向市场。国内的水溶性薄膜产品与国外相比,其价格具有较强的竞争力,美国的水溶性PVA薄膜的售价为13~17万元/吨,日本的为20~25万元/吨,而国内产品的价格仅为6万元/吨。
       此外,功能性薄膜还有透明耐磨薄膜、彩虹膜、专用医用包装膜、选择性透过膜、土工膜等,它们已广泛应用于生产和生活中的各个方面,在此不一一赘述。
       总之,我国塑料薄膜行业正处于一个蓬勃发展的阶段,据悉,我国塑料薄膜的需求量每年将以9%以上的速度增长。而且随着各种新材料、新设备和新工艺不断地涌现,将促使我国的塑料薄膜朝着品种多样化、专用化以及具备多功能的复合膜方向发展。

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