摘要：本文介绍了EVOH的特性及使用EVOH加工的高阻隔复合膜的用途；分析和研究了五层共挤EVOH共挤复合膜机组在研制中注重考虑和解决的关键技术问题。确定了五层共挤EVOH高阻隔复合膜机组在原材料选取；挤出机螺杆设计；共挤模具设计；冷却形式；人字板结构；纠偏装置；卷取机及张力控制装置等一系列技术参数的选择。为研究其他相关产品提供了借鉴和参考。　　关键词：EVOH共挤复合膜、多层共挤成型技术、多层共挤成型设备1 概述　　乙烯-乙烯醇共聚物简称EVOH，其与聚偏二氯乙烯（PVDC）和聚酰胺（PA）并称为世界上三大高阻隔树脂。由于EVOH树脂优良的阻气性、透明性、可加工性、耐溶剂性以及近年来人们强调食品安全问题、食品的保鲜问题、环境污染等问题，使得EVOH需求快速增长，专家预测“全球EVOH需求在未来两三年内的增长速度将会达到12%~15%，而其后到2010年的增长速度将会在10%~12%左右。今后以中国、东南亚为主的地区有可能对EVOH产生大量的需求。”EVOH的应用主流是食品包装、汽车油箱，约占EVOH总产量的60%以上。我国目前尚不能生产EVOH树脂，依赖进口，国内仅有少数厂家使用进口设备生产共挤复合膜、中空制品、片材等制品。国内制造加工EVOH专用设备处在探索实验阶段，开发EVOH加工设备势在必行，我们研制了EVOH五层共挤复合膜专用机组，旨在探索加工EVOH的经验。2 EVOH介绍2.1 EVOH分子结构EVOH分子结构，可视为乙烯-乙烯醇共聚体，其结构为：在EVOH中，通常乙烯组分的含量在30~50mol%范围内。2.2 EVOH性能简介　　EVOH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，分子链柔性不，分子间自由运动暂时形成空间几率小，因此它有很好阻隔性能。EVOH含有羟基易吸收水分，其阻水性较差，在湿度较高的条件下，水对EVOH有增塑作用，氢键的键合能力下降，键段活动能力增加，气体就容易通过，阻隔性下降，因此，EVOH做高阻隔复合膜时配合聚烯烃材料使用。　　由于EVOH是共聚结构，随着乙烯与乙烯醇组分含量的不同，其性能也相应变化，乙烯含量增加，对非极性气体（氧、二氧化碳、氮）的阻隔性下降而成型加工性能及防潮性能则有所改善。EVOH具有良好耐有机溶剂性如：耐油脂、耐大多数化学品等并具有很高机械强度、弹性模量、表面硬度、耐气候性。EVOH加工成的薄膜具有高光泽、低雾度，但其存在易受潮湿影响阻隔性，不易拉伸等不足之处。EVOH与其它包装材料的透氧测试结果见表（1）；耐油；耐有机溶剂性比较结果见表（2）。2.3 EVOH材料选择　　EVOH树脂生产厂家有日本可乐丽公司生产的薄膜级EF-H、EF-F类牌号，日本合成化学公司生产的薄膜级DT、ET、AT、DC、H类牌号。EVOH一般乙烯含量在28~48mol%之间，用于共挤的EVOH树脂，乙烯含量一般使用38~44%，熔融指数一般1.6~3.56。2.4 EVOH共挤复合薄膜的用途　　EVOH共挤复合膜作为包装用膜，可涉及的领域很广，例如：耐腐蚀化工产品的包装；桶装化工产品的内衬；农药，医药品的包装；油料、涂料、有机调色剂、化妆品、牙膏的包装；香辣调味品、饮料、茶叶、肉制品、冷冻食品、海产品及保鲜食品的包装等等。3 EVOH五层共挤复合膜机组结构及生产原理3．1 机组结构　　我公司研制的EVOH五层共挤高阻隔复合膜机组结构见图1。本机组主要用于折径250~800mm的EVOH五层共挤高阻隔复合膜，膜厚0.05~0.15mm，生产速度3~35m/min。3.2 机组生产原理（1）五台挤出机分别将要求的树脂输送、塑化、计量并挤入共挤成型模具。（2）共挤复合成型模具挤出膜坯，膜坯内通入压缩空气控制膜泡折径，在挤出量和折径恒定条件下，调整牵引速度可控制薄膜的厚度。（3）双风道冷却风环对膜泡进行冷却。（4）稳泡装置稳定膜泡。（5）垂直旋转牵引完全消除薄膜的“暴筋”。（6）纠偏装置保证薄膜按设定的轨迹向前运动。（7）张力控制装置保证薄膜获得恒定的张力后卷取。4 挤出机螺杆结构及主要参数的选择　　为了适应挤出机加工不同原料的需要，我们为挤出机设计了不同参数的螺杆，如：PA专用螺杆、EVOH专用螺杆，LLDPE及粘合剂专用螺杆，以保证塑化质量与稳定挤出。（本文省略其他树脂螺杆的设计）4.1 加工EVOH的螺杆结构及参数　　EVOH是半结晶热塑型树脂，熔融黏度高，熔融范围窄，在挤出过程中容易产生熔体滞留，滞留的EVOH分子可出现脱水、形成双键，产生交联，出现“凝胶”现象，甚至碳化。为了防止“凝胶”、碳化现象，我们把加工EVOH的螺杆设计成全螺纹形成并对螺杆实施镀铬处理，挤出EVOH螺杆参数选择为：螺杆直径在满足挤出量前提下选取小数值，以减小EVOH受热时间，物料流动速率加快，自洁性加强，EVOH属剪敏性物料，小的螺杆直径提供设定的挤出量，螺杆转速必然提高，利于其粘度降低，这非常利于与其他共挤树脂粘度匹配。螺杆压缩比为3~4，常用3：1；长径比L/D为24~30：1，常用24~26：1（过小的长径比不利于EVOH塑化并且易带入空气，制品中产生气泡）；加料段长度L1=8~9D，压缩段长度L2=6~10D，计理段长度L3=8~13D，三段应根据EVOH乙烯含量确定，如：乙烯含量低L1、L3可短一些。