一種耐水性聚乙烯醇薄膜的生產(chǎn)工藝及其得到的聚乙烯醇薄膜的應(yīng)用
【專利說明】一種耐水性聚乙烯醇薄膜的生產(chǎn)工藝及其得到的聚乙烯醇薄膜的應(yīng)用
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明涉及塑料薄膜技術(shù)領(lǐng)域，具體地說是一種作為防護(hù)服使用的具有耐水性的可水溶聚乙烯醇薄膜的生產(chǎn)工藝及其得到的聚乙烯醇薄膜的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0003]—次性防護(hù)產(chǎn)品，如醫(yī)療手術(shù)服、手術(shù)洞巾、隔離防護(hù)服、放射性固體微粒防護(hù)服等，其即用即棄的方式，給醫(yī)護(hù)人員、患者、核工業(yè)工作人員提供了便利，大大降低了相關(guān)人員在治療和工作過程中發(fā)生交叉感染、被有害物質(zhì)污染的風(fēng)險(xiǎn)，使術(shù)后感染率下降，大大提高了人們健康水平，減少了抗生素的使用。為了改善一次性防護(hù)服的隔離病原體或有害物質(zhì)的能力，防護(hù)服普遍采用復(fù)合面料，其中最可靠、性能最好的當(dāng)屬與薄膜復(fù)合的材料?，F(xiàn)有的薄膜與非織造布復(fù)合材料，具有極其優(yōu)越的對(duì)有害物質(zhì)阻隔性能，且透氣輕薄，穿著舒適，在醫(yī)療、特種防護(hù)、防化領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。
[0004]然而，不斷產(chǎn)生的一次性防護(hù)產(chǎn)品廢棄物，給處理工作帶來了巨大的挑戰(zhàn)。如一次性使用醫(yī)療廢棄物可能包含有致病病原體，在收集、包裝、運(yùn)輸和處理過程中，存在泄漏和擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)；而且，一次性醫(yī)療廢棄物往往品種混雜，處理前的分揀工作危險(xiǎn)性大，工作量繁復(fù)；更重要的是，一次性醫(yī)療廢棄物大多都是難以降解的高分子材料制造，即使長(zhǎng)時(shí)期也無法通過自然降解進(jìn)行銷毀。
[0005]現(xiàn)有的一次性醫(yī)療廢棄物處理方法，均采用消毒后焚燒的方式銷毀。這個(gè)方法不但消耗大量的能源，而且產(chǎn)生含有許多有毒有害氣體的焚燒尾氣，排放污染大氣層，影響焚燒場(chǎng)地周圍的居民身體健康。而對(duì)于核工業(yè)防護(hù)產(chǎn)品廢棄物來說，防護(hù)產(chǎn)品在使用過程中，有可能沾染放射性塵埃，這些被污染物不適合進(jìn)行焚燒處理，只能壓縮密封填埋，不僅費(fèi)用高昂，而且放射性污染物在其后幾十甚至上百年里，都存在著危害地下水資源、甚至在可能發(fā)生的自然災(zāi)害或地質(zhì)災(zāi)害中形成新的放射性污染源的風(fēng)險(xiǎn)。
[0006]CN104292573A公開了一種環(huán)保型生物降解材料的制造方法。該發(fā)明采用聚乳酸材料，在廢棄后可以通過堆肥、填埋，利用土壤里的細(xì)菌降解，無污染。但是，作為醫(yī)療廢棄物，以聚乳酸制造的生物降解一次性材料，仍然存在消毒困難、需要填埋等復(fù)雜處理過程，而且生物降解時(shí)間也比較長(zhǎng)，成本高難以適用于一次性制品；尤其是，這種材料的降解方法對(duì)密封填埋的核工業(yè)防護(hù)服廢棄物來說，是無效的。
[0007]CN103280250A公開了一種以生物降解的聚乙烯醇材料制作的防護(hù)產(chǎn)品以及它的廢棄物處理方法。該防護(hù)服用于核電站，使用廢棄后能夠溶解于熱水，并通過過濾除去可能污染的放射性塵埃，溶液排放到土壤里后，由土壤細(xì)菌降解。由此方法，開發(fā)具有水溶性防護(hù)產(chǎn)品，以滿足此防護(hù)產(chǎn)品廢棄物處理工藝成為當(dāng)務(wù)之急。然而，該處理方法產(chǎn)生的廢水，在城市里無法排放處理，受到許多國(guó)家的環(huán)保法規(guī)限制。
[0008]CN102307727A和CN103252951A公開了一種多層復(fù)合的防護(hù)材料，它是由聚乙烯醇非織造布和聚乙烯醇薄膜復(fù)合而成，作為實(shí)現(xiàn)有害物質(zhì)阻隔作用的聚乙烯醇薄膜，不但具有良好的透濕性，輕薄舒適的穿著性能，更具有在常溫水下的水不溶解特性，且在高溫水中完全快速的水溶解特征，能夠滿足CN103280250A公開的廢棄物處理方法。但是此專利沒有涉及所述水溶性聚乙烯醇薄膜的生產(chǎn)方法。
[0009]CN1973974A和CN101367953A公開了一種水溶性聚乙烯醇薄膜的生產(chǎn)方法，該方法以水為溶劑，在反應(yīng)釜中配制其水溶液，并采用涂布法制造水溶性聚乙烯醇薄膜。由于該法可以在配方中采用99%醇解度聚乙烯醇樹脂，盡可能少加甚至不添加增塑劑，不破壞聚乙烯醇的結(jié)晶性能，薄膜適當(dāng)熱處理后，可以得到比較高的結(jié)晶度，所生產(chǎn)的薄膜具有良好的常溫水不溶解性和高溫水快速溶解性，能夠滿足CN103280250A公開的廢棄物處理方法。但是，由于所述的方法配制的水溶液受限于粘度，其濃度不可能太高，在生產(chǎn)實(shí)踐中最高不能超過20%。在此濃度不高的水溶液中，存在大量的水，在后期烘干中需要大量的能源，使得其生產(chǎn)成本中，能源成本較高，不適合作為一次性防護(hù)產(chǎn)品推廣所需的低成本特點(diǎn)。
[0010]為實(shí)現(xiàn)高度結(jié)晶的、熔融溫度與分解溫度接近的聚乙烯醇的熔融擠出工藝，以降低水溶液流涎法帶來的能源消耗高的弊端，CN102391598B公開了一種聚乙烯醇樹脂與大量增塑劑進(jìn)行一次造粒、與穩(wěn)定劑和改性劑二次熔融的流涎薄膜生產(chǎn)工藝。由于在配方中添加了大量的多元醇增塑劑，使得聚乙烯醇分子間距離加大，羥基間不易形成氫鍵，結(jié)晶度降低，使得聚乙烯醇配合物熔融溫度下降，得到了一定的加工窗口。然而，也正是由于添加了增塑劑，限制了羥基間氫鍵產(chǎn)生，結(jié)晶度下降后，造成了其耐水性能下降，在常溫下遇水變得易于溶解，濕強(qiáng)度下降，使其制成的薄膜用于防護(hù)產(chǎn)品復(fù)合中時(shí)，失去了應(yīng)有的阻隔性會(huì)K。
[0011]CN102241862A公開了一種具有一定耐水性的聚乙烯醇熔融擠出工藝，采用加入增塑劑的方法，降低了聚乙烯醇的熔融溫度，并采用添加二醛、硼酸、多異氰酸酯等交聯(lián)劑，對(duì)聚乙烯醇分子間實(shí)現(xiàn)交聯(lián)反應(yīng)，使之形成一定的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高制品的耐水性。但是，在添加大量增塑劑，喪失了結(jié)晶性能后，僅依賴分子間交聯(lián)度不高的交聯(lián)，遇水依然容易溶脹，不能獲得好的濕強(qiáng)度，并且交聯(lián)后，聚乙烯醇的水溶解性能變壞，不能適合CN103280250A公開的廢棄物處理方法。
[0012]CN101565513B公開了一種聚乙烯醇用熱穩(wěn)定劑及采用該熱穩(wěn)定劑的聚乙烯醇熔融擠出產(chǎn)品的方法。所述的熱穩(wěn)定劑包括自由基吸收劑、自由基穩(wěn)定劑和活性物質(zhì)吸收劑，其中所述自由基吸收劑包括主吸收劑和助吸收劑，主吸收劑包括烷基酚類化合物、亞烷基酚類化合物、烷基雙酚類化合物、羥基苯基丙烯酸酯類化合物、氨基酚類化合物、硫代雙酚類化合物或其組合；助吸收劑包括羥基酯類化合物、飽和酸酯類化合物、硫代酯類化合物、亞磷酯類化合物或其組合；所述自由基穩(wěn)定劑包括Ca、Ba、Sn等金屬形成的有機(jī)鹽類、由Zn或Cd等形成的有機(jī)酯鹽、二酮類化合物及有機(jī)金屬鹽類或其組合。所述活性物質(zhì)吸收劑包括無機(jī)堿、無機(jī)鹽、無機(jī)堿與無機(jī)鹽的組合、無機(jī)堿和/或無機(jī)鹽與多羥甲基化合物的組合、和上述物質(zhì)或組合與納米化合物的組合。以此方案進(jìn)行聚乙烯醇熔融擠出制膜，其產(chǎn)品中將含有多種含氮、磷、硫和有機(jī)金屬鹽類化合物。這些化合物在防護(hù)產(chǎn)品廢棄后，以CN103280250A公開的廢棄物處理方法進(jìn)行溶解處理后，較大顆粒的固體物質(zhì)將堵塞濾網(wǎng)，造成運(yùn)行成本上升；較小顆粒隨溶液排放后，有可能會(huì)引起土壤污染；而且，當(dāng)采用CN102754167A公開的廢棄物處理方法進(jìn)行熱氧化和催化氧化處理該溶液時(shí)，金屬鹽在熱氧化階段形成金屬氧化物，堵塞催化反應(yīng)器，引起催化劑失效，而氮、磷、硫等形成氧化物后，因水噴淋無法吸收而排入大氣，其氧化物污染大氣環(huán)境；循環(huán)水反復(fù)吸收氮、磷、硫的氧化物后，形成濃度越來越高的強(qiáng)酸，將對(duì)設(shè)備產(chǎn)生嚴(yán)重的腐蝕。
[0013]CN101864132A公開了一種聚乙烯醇熔融擠出方案，采用部分小分子增塑劑和部分聚合物增塑劑混合增塑的方法，獲得聚乙烯醇的熔融擠出。由于聚合物型增塑劑與聚乙烯醇的相容性不高，其增塑量不大，而小分子增塑劑中，水可以在加工過程中揮發(fā)，最終產(chǎn)品中，實(shí)際增塑劑量小于添加量，耐水性會(huì)有所改善。然而，正因?yàn)樗牡头悬c(diǎn)，會(huì)在140°C以上加工溫度下大量蒸發(fā)氣化，在擠出加工過程中制品內(nèi)部容易出現(xiàn)氣泡，影響薄膜外觀和性能。
CNlOl580618B公開了一種制備聚乙烯醇薄膜的方法。該方法在配料中加入了大量的潛溶劑，輔助形成聚乙烯醇適當(dāng)濃度的溶液供成型工藝使用，薄膜成型后，以熱量將潛溶劑蒸發(fā)形成成品。這個(gè)方案中，潛溶劑的揮發(fā)需要采用150°C下對(duì)薄膜進(jìn)行20-40分鐘的烘烤，生產(chǎn)效率非常低下，而且揮發(fā)的潛溶劑為有機(jī)溶劑，進(jìn)入大氣污染空氣，且部分種類的潛溶劑還有一定的毒性，無論是揮發(fā)到空氣中還是殘留到薄膜里，都會(huì)產(chǎn)生環(huán)境和安全問題；而且以這個(gè)方案生產(chǎn)的單位能耗成本也相當(dāng)高。
[0014]CN1164251A提供了一種耐水性薄膜的制造方法，按照該方案，首先以增塑劑對(duì)聚乙烯醇