Водорастворимая плёнка ПВА: назначение, технология производства и необходимое оборудование

Большая часть современных товаров для дома упаковывается в полиэтиленовую плёнку (PP/PE), которая разлагается в окружающей среде от 100 до 1000 лет. Это очень долго. Поэтому выбрасывание полиэтилена с бытовыми отходами не обходится без негативных последствий для природы. Совсем иначе обстоит дело с водорастворимой плёнкой ПВА (PVA*). Она растворяется при контакте с водой, а без воды – в микрофлоре почвы при наличии микроорганизмов, – разлагается на натуральные вещества менее чем за 3 месяца! Вот почему выбор водорастворимой плёнки ПВА – это выбор экологической упаковки, которая бережно относится к окружающей среде и не влияет на флору и фауну нашей планеты. Сегодня материал ПВА всё чаще применяется в бытовой химии, агрохимии и медицине.

* PVA – Polyvinyl Acetate (полимер винилацетата), – сложный эфир поливинилового спирта и уксусной кислоты.

Что такое водорастворимая плёнка ПВА

Водорастворимая плёнка ПВА – это готовый продукт, изготовленный из сополимера винилового спирта и винилацетата. Полученный материал хорошо растворяется в холодной и горячей воде, что делает его идеальным для широкого спектра применений, включая бытовое, медицинское и промышленное. Кроме того, плёнки ПВА разлагаются и без воды, если попадают в среду микроорганизмов. Например, в почву или выгребную яму. В последнем случае продукт применяется в качестве упаковки для биоактиваторов из полезных ферментов бактерий для септиков.

Когда растворимая плёнка ПВА контактирует с водой, полимерные цепи начинают разрушаться. Это влечёт полный распад материала. Скорость растворения зависит от температуры воды и степени перемешивания упаковки. Как правило, тёплая вода и более интенсивное размешивание приводят к наиболее быстрому гидролизу.

Такие практичные свойства растворимой плёнки из полимер-винилацетата делают её идеальным материалом для ряда применений:

• Капсулы для стирки. Забрасываются в стиральную машину вместе с бельём или одеждой, где растворяется и высвобождают содержимое: порошок или гель.
• Товарная упаковка. Пакеты и мешки из водорастворимой плёнки ПВА можно растворить, когда они больше не нужны. Например, после распаковки бытовой техники.
• Агрохимическая продукция. Плёнка ПВА используется для изготовления пакетов с удобрениями и пестицидами, которые потихоньку растворяются в почве в естественных условиях.
• Медицинские пакеты. Изготовленные из ПВА пакеты и мешки для больничного белья безопасны для окружающей среды после утилизации. Особенно они востребованы инфекционными отделениями.

Механизм растворения плёнки ПВА можно объяснить следующим образом: спирт поглощает большое количество молекул воды. Для того, чтобы молекулы быстрее расширились и растворились, достаточно повысить температуру. Затем многочисленные частицы, состоящие из углерода, кислорода и водорода, распадаются на CO2 и H2O. В конечном итоге CO2 испаряется в воздух. Остаётся только H2O.

Преимущества ПВА-плёнки:

• Быстро и полностью растворяется в воде, что делает её идеальной для применений в тех областях, где желателен активный и полный распад материала.
• Плёнка ПВА нетоксична, что является практичным решением для применений, где безопасность имеет большое значение.
• Материал простой в использовании и не требуют специального оборудования или навыков для применения. Это делает его интересным для многих проектов.
• Универсальные качества, поскольку ПВА-плёнка может использоваться для самых разных целей, включая упаковку, защиту и декорирование.
• Имеет сравнительно высокие механические характеристики и прочность термосваривания, а также выдающиеся газобарьерные свойства.

Продукты гидролиза полимер-винилацетата не наносят вреда окружающей среде, поскольку являются экологически чистыми материалами.

Технология производства водорастворимой плёнки ПВА

Изготовление водорастворимой плёнки аналогично производству ленточного или рукавного полиэтилена. Процесс включает в себя этапы плавления, экструзии, раздува (для рукава), охлаждения и намотки. Сырьё выбирают без примесей, в противном случае готовая плёнка не будет гладкой и полностью растворимой в воде.

Если делать сырьё самостоятельно, то качество химических реакций, испарения, концентрирования и синтеза должно строго контролироваться, как и время плавления, температура, давление в реакционном котле. Всё это необходимо заранее проверять опытным путём. Для пробного запуска производства можно использовать готовые гранулы PVA, предлагаемые на рынке развёрнутым ассортиментом.

Технология изготовления ленточной ПВА-плёнки включает следующие этапы:

• Подготовка сырья. Полимер винилацетата в виде гранул или порошка сортируют, очищают, измельчают при необходимости. В некоторых случаях смешивают с полиэтиленгликолем и гидроксипропил-глицерином. Зависит от назначения плёнки.
• Приготовление расплава. Подготовленные гранулы загружают в приёмный бункер экструдера, откуда они поступают под собственным весом в термокамеру. По мере прохождения через камеру посредством шнековой передачи, гранулы нагреваются и плавятся до получения равномерной смеси.
• Формование плёнки. Расплав выталкивается через плоскощелевую головку с помощью шнека на приёмные валки. Ширина и толщина полотна регулируется в зависимости от марки выпускаемого продукта.
• Охлаждение плёнки. Полотно быстро охлаждается вентиляторами при определённой температуре. Чем холоднее воздух, тем ниже коэффициент трения материала, меньше слипаемость и риски образования складок.
• Намотка и упаковка. Охлаждённая плёнка наматывается на шпулю. Метраж контролируется счётчиком. По достижении нормы полотно отрезается, катушка упаковывается и отправляется на склад хранения.

На рисунке представлена технологическая схема агрегата для получения плёночного полотна: 1 – экструдер; 2 – плоскощелевая головка; 3 – механизм для регулирования зазора между валками; 4 – гладильно-калибровочные валки каландра; 5 – ножи для обрезки кромок; 6 – полотно; 7 – рольганги; 8 – тянущие вальцы; 9 – гильотинный нож; 10 – шпуля (катушка).

Технология изготовления рукавной плёнки (или полурукавной):

• Загрузка сырья. Гранулированное полимерное сырьё загружается в бункер экструдера.
• Нагрев и подача сырья. Гранулы поступают в камеру со шнеком. Здесь они нагреваются до температуры плавления, заполняют межвитковое пространство шнека и, вращающейся червячной передачей, продвигаются вдоль цилиндра камеры к формующей кольцевой головке.
• Экструзия и затвердевание. В кольцевой головке расплав рассекается дорном, на выходе получает форму цилиндра, раздувается и охлаждается воздухом.
• Вытяжка. Рукав вытягивается и постепенно складывается верхними обрезиненными валками.
• Намотка. Сформированный рукав в сложенном виде обрезается по краям ножами (срезаются неровности) и наматывается на шпулю.

На рисунке технологическая схема агрегата для производства рукавной плёнки: 1 – бункер; 2 – экструдер; 3 – кольцевая угловая головка; 4 – полое кольцо для воздушного охлаждения рукава; 5 – линия кристаллизации высотой Н; 6 – складывающие щеки; 7 – валки; 8 – сложенный рукава; 9 – ножи; 10 – шпули

Какое потребуется оборудование

Для производства водорастворимой плёнки ПВА необходимо специализированное оборудование, такое как экструдер, смеситель, формовочная и сушильная машины, режущие и упаковочные устройства. Кроме того, в процессе производства необходимы лабораторные контрольно-измерительные приборы для испытания продукции.

Обзор оборудования

Для наглядности предлагаем небольшой обзор оборудования с основными характеристиками и кратким описанием. Дополнительно скажем пару слов о производителях.

Высокоскоростная машина GF-H35 JANDI'S для изготовления рукавных плёнок PVA

Компания JANDI'S представляет революционную высокоскоростную машину GF-H35 для производства рукавных плёнок PVA методом раздува. Модель сочетает в себе передовые технологии и инновационный дизайн, позволяя производить водорастворимые плёнки высочайшего качества с удивительной скоростью. Обладает убедительной продуктивностью благодаря инновационной системе охлаждения и нагрева, а также точному контролю температуры и давления. Всё это позволяет установке работать на максимальной скорости без потери качества продукции, от партии к партии.

Машина для производства водорастворимой плёнки PVA с раздувом GF-AV35 JANDI'S

GF-AV35 – инновационное оборудование, способное производить высококачественную плёнку на основе поливинилового спирта. Машина оснащена передовыми технологиями и обеспечивает высокую эффективность процессов. Благодаря точному контролю температуры и скорости раздувания, получаемая плёнка имеет идеальную толщину, прозрачность и прочность.

Тайваньская компания JANDI'S специализируется на разработке и производстве выдувных машин для изготовления экологичных плёнок: биоразлагаемых, компостируемых и водорастворимых из таких материалов, как: PLA, PBAT, PVOH и PVA. На сегодняшний день JANDI'S имеет в общей сложности 30 патентов на Тайване и в Китае. Экспортирует продукцию в более чем 70 стран, включая США, Канаду и Австралию.

Экструзионная машина для производства растворяемой ПВА-плёнки RP-PVA600 RUIPLAS

Модель RP-PVA600 предназначена для производства биоразлагаемой плёнки шириной до 600 мм и толщиной от 25 до 80 мкр. Отличается высокой производительностью с максимальным выходом экструзии до 40 кг/час. Шнековый винт и вал выполнены из азотированной легированной стали 38CRMOALA с прекрасными характеристиками износостойкости и усталостной прочности. Работает установка от сети напряжением 380В при частоте 50Гц.

Машина для производства разлагаемой ПВА-плёнки RP-H800 RUIPLAS

Модель RP-H800 представляет собой высокотехнологичное оборудование для производства биоразлагаемой и водорастворяемой плёнки шириной 800 мм, толщиной от 0,008 до 0,08 мм. Максимальный выход экструзии 80 кг/час. Шнековый винт и вал выполнены из азотированной легированной стали 38CRMOALA с прекрасными характеристиками износостойкости и усталостной прочности.

Охлаждающие и нагревательные системы, а также приводной двигатель с инвертором обеспечивают оптимальную работу машины при любых условиях. Приёмный блок имеет широкий ролик и двигатель для контроля скорости одинарной намотки с поверхностным трением. Интуитивно понятное управление PLC делает машину лёгкой в обучении и использовании для операторов.

Компания Ruian Ruipai Machinery Co., Ltd. является одним из ведущих китайских разработчиков и производителей экструзионного оборудования в КНР. Специализируется на машинах для выпуска плёнки ПВА, растворимой в горячей и холодной воде. Все экструдеры поступают на рынок под торговой маркой RUIPLAS. У компании есть экспортная лицензия, а каждая модель сертифицирована CE.

Машина для экструзии плёнки ПВА, модель GWS90 GWELL

Модель GWS90 представляет собой высокоточное оборудование для экструзии плёночных материалов из поливинилового спирта (ПВА). Обладает рядом преимуществ и особенностей, делающих её одним из лучших выборов на рынке оборудования для мелкосерийного и среднесерийного производства. Разработана с учётом современных требований по энергосбережению, что позволяет существенно снизить текущие издержки на электричестве.

Машина способна работать на высокой скорости, обеспечивая хорошую динамику процессов. Благодаря применению передовых технологий и материалов в конструкции, обеспечивается высокое качество продуктов с минимальным уровнем дефектов. Модель оснащена интуитивно понятным управлением PLC, что делает её лёгкой в обучении и использовании для операторов. Все узлы и агрегаты выполнены из высококачественных материалов для максимально долгого срока службы без необходимости частого обслуживания.

China Gwell Machinery Co., Ltd – передовой китайский производитель оборудования для выпуска полимерных материалов, специализирующийся на автоматизированных процессах экструзии почти 30 лет. Модели GWELL отличаются простотой использования, гибкостью применения и безотходной технологией для достижения максимальной экономической выгоды.

Заключение

Водорастворимая плёнка ПВА пользуется растущим спросом на рынке упаковки благодаря своим экологичным качествам. Её быстрый распад упрощает процесс утилизации пакета, мешка или контейнера. Материал подходит для разных сфер потребления, включая продукты питания, лекарства и химические вещества. Для производства ПВА-плёнки используют экструзионное оборудование. Оно представлено на азиатском рынке развёрнутым ассортиментом. Основные предложения исходят от китайских и тайваньских станкостроительных компаний.

Вы можете купить машины для производства ПВА плёнки через компанию Eurasia Group. Поставки осуществляются с заводов Юго-Восточной Азии, в т.ч. Китая и Тайваня. Оптом и в розницу. Узнать условия доставки и оплаты можно по номеру бесплатного телефона 8 (800) 600-59-18 или через форму обратной связи в нижнем правом углу экрана. Звоните! Пишите! Покупайте!