PVDC树脂加工改性技术进展
晓 铭
聚偏二氯乙烯(简称PVDC)树脂是偏二氯乙烯（VDC）与氯乙烯（VC）、丙烯腈、丙烯酸和甲基丙烯酸酯类等单体
聚合制得的一种阻隔性高、韧性强，以及低温热封、热收缩性和化学稳定性良好的理想包装材料。除具有塑料的一
般性能外，还具有耐油性、耐腐蚀性、保味性以及优异的隔氧、防潮和防霉性能，可直接与食品进行接触，同时还
具有优良的印刷性能。但由于PVDC氯含量高和结晶度高，熔融温度高，熔融时间长，熔体黏度大，流动性差，受热
易降解，薄膜易变色，热封强度低，弹性性能差等缺点，限制了其在综合性能要求更高领域的发展，也降低了其和
乙烯-乙烯醇共聚物、聚酰胺等高阻透性材料的竞争力。因此，在满足PVDC阻透性能的前提下，对PVDC树脂进行改
性具有重要意义。目前的改性方法主要有化学改性和物理改性两种方法。
一、 化学改性
PVDC树脂的化学改性需在不降低其阻隔性能的前提下，通过改进PVDC的合成配方和聚合工艺条件来改变树脂
的分子链段结构、分子的组分、相对分子质量分布和颗粒结构等，以达到改进其加工性能的目的。
1．改变升温聚合方式
VDC-VC的共聚合工艺有恒温和变温聚合两种。采用相同的配方，恒温聚合和变温聚合所得到的PVDC树脂的加
工性能差异较大。对于恒温聚合，聚合温度高，得到的共聚树脂的共聚组成和序列结构均匀，树脂的熔融温度低；
但高温聚合制得树脂的相对分子质量低，制成的薄膜强度差。低温聚合虽能克服这两个缺陷，但聚合速度慢、共聚
物结构不均匀。升温聚合能结合两者的优点，生成相对分子质量高、阻隔性能好和结构均匀的树脂。在聚合生产配
方相同的条件下，不同的升温曲线所生成的PVDC树脂的加工性能差异较大，其实质是改变了VC单体在分子链段的
分布，故确定合适的升温曲线是非常重要的，并要根据不同的聚合配比和设备状况等来确定。
2．引入功能性单体
偏二氯乙烯和丙烯酸酯类单体也具有良好的聚合性能，其代表性单体有丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸和缩水甘油基
丙烯酸甲酯等。因此，在VDC-VC聚合配方中加入少量的丙烯酸酯类单体，可以赋予树脂优良的特殊性能，如降低熔
融温度、提高热稳定性、增强制品的抗冲击性和透明性。这些单体和VDC共聚后可以降低玻璃化温度（Tg），起到内
增塑的效果。如在聚合配方中加入质量分数为0.5%～10%的缩水甘油基丙烯酸甲酯(GMA)作为热稳定剂，可显著提高
树脂的稳定性和气体、水蒸汽阻隔性能。
3．提高VDC和VC分布的均匀性
由于VDC和VC的竞聚率不同，在反应的不同阶段生成的PVDC颗粒中VDC和VC的含量不同，会发生严重的组成
“漂移”现象。VDC单体的消耗速度较VC单体快，为尽可能保证PVDC树脂组分的均一性，可以按一定比例在聚合
反应的中后期补加少量的VDC单体，这样在整个聚合反应过程获得的PVDC树脂的VC和VDC组成差异性小，可以获
得加工性能更为优异的产品。
4．改进颗粒结构
PVC树脂颗粒对其加工性能产生一定影响，聚合用分散剂是改变树脂颗粒结构的重要因素，分散剂以甲基纤维
素(MC)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)复合使用较佳。有研究表明，二者的质量比为2/3～1/1时，所得树脂的空隙率大、
吸油率高、表观密度小，在加工过程中可以减少熔融时间。也有厂家采用单一的甲基纤维素为分散剂，制得树脂的
疏松度稍差，但颗粒分布比较均匀，有利于树脂在挤出过程中的输送。此外，搅拌也可改变PVDC树脂颗粒结构，搅
拌速度过大，由剪切形成的油珠过细，易发生液滴膜破裂而并粒，树脂的颗粒结构致密、表观密度提高、内在质量
变差；搅拌速度过小，单体液滴不能均匀分散，反应不均，易发生局部“爆聚”而生成结构紧密、孔隙率小的树脂
颗粒。
二、 物理改性
1．不同相对分子质量的树脂共混法
PVDC树脂的热稳定性差，为了防止加工时摩擦所引起的热分解，需加入一定量的液态增塑剂。然而液态增塑剂
的加入会引起PVDC树脂最显著的特征——阻隔性能的降低，同时不可避免地增加了油性食品对增塑剂的萃取量。
PVDC树脂的加工温度与相对分子质量有关系，相对分子质量越高，加工温度越高，树脂越容易分解，但得到的薄膜
机械强度高；相对分子质量越低，加工温度越低，甚至不加任何增塑剂也可以防止热分解，但得到的薄膜机械强度
低。因此，将两种不同相对分子质量的树脂按一定的比例混合在一起，可以在少加增塑剂的条件下获得同样的加工
性能，并且可以获得阻隔性能、机械性能和高频熔接性均十分优良的薄膜。日本关羽公司的GG8和2051树脂，旭化
成公司880树脂均是两和或两种以上高、低相对分子质量树脂的混合物。值得注意的是这种高、低相对分子质量混
合的树脂并不是在所有的挤出机上都适用。例如日本吴羽公司2051树脂在加拿大MACRO机上的挤出效果就不理想，
模头的挂料现象比较严重，主要原因是该挤出机的背压大，造成熔融后的树脂在模头分布不均匀。
2．添加增韧剂
为降低PVDC树脂加工时的温度、延长加工周期，同时赋予制成的薄膜有良好的韧性、密封性、耐寒性，降低
蒸煮时的破袋率，可在加工过程中加入改性助剂，如乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)、乙烯-丙烯酸共聚物(EAA)和乙烯-
丙烯酸甲酯共聚物(EMA)等。EVA作为加工改性剂的作用机埋是在加工过程中凭借较低的Tg和熔融温度将PVDC粒子
有效的包裹、浸润和膨胀，并在剪切作用下产生粘性撕裂，使PVDC离子崩溃和熔融，从而缩短熔融时间，降低熔融
温度。当EVA中醋酸乙烯含量过低时，PVDC的透明性和色调便发生恶化，如作为食品包装时会呈现不适当的灰色，
还可能降低密封性；当醋酸乙烯含量过高时，成型物的色调会出现降低的倾向，优选醋酸乙烯含量在28%～35%，熔
体质量流动速率(MFR)为10～40g（10min）的EVA树脂。EVA的推荐用量为质量分数1%～3%。EVA的配入比过小时，
挤出加工的改善效果差，难以提高耐寒性和抑制蒸煮时的破袋；EVA用量过大时，密封强度降低，或对于拉伸取向
薄膜容易引起层剥离状态。EAA和EMA的作用机理和EVA基本相同，但在改变薄膜的透明性上有所区别，其用量应
根据不同的加工设备而定，推荐用量为质量分数0.5%～1%。
3．添加高效高相对分子质量的增塑剂
在PVDC树脂中加入一定量的增塑剂，不仅可以降低树脂在加工时的熔融温度、减少树脂的分解、延长加工周期，
还可以赋予制品在低温时的柔软性。PVDC树脂结晶度高，因此增塑剂吸收最小，易析出、添加量大，薄膜的阻隔性
下降多，因此若选用高相对分子质量的增塑剂可以有效克服上述问题的发生。一般和低相对分子质量的增塑剂共用
比较好，配合比例为1/2～1/3。
PVDC树脂作为一种阻隔性能和耐油性能均十分优异的原材料，与EVOH和尼龙等聚合物相比，综合性能优良、
价格低廉，在高温肉制品和熏制品包装方面具有广泛的应用前景。目前，在我国仅用于火腿肠包装的PVDC树脂需求
量就达到约3.5万t。如果在保鲜膜和多层共挤复合膜使用上能得到进一步的推广，PVDC树脂用量将会成倍地增长。
目前我国只有浙江巨化股份有限公司、浙江东阳市野风塑胶有限公司以及河南双汇投资发展股份有限公司、日本吴
羽化学公司以及日本丰田通商株式会社江苏工厂等少数厂家生产，产量还不能满足国内需求，开发利用前景广阔。
为此，国内聚氯乙烯（PVC）生产厂家可以考虑充分利用其具有氯乙烯等原料的优势，加快开发PVDC树脂产品，以
满足国内需求。此外，现有PVDC树脂生产企业应不断提升技术水平，着眼于缩短聚合反应时间，提高生产效率，进
一步降低生产成本；在保持高阻隔性的同时继续提高加工过程的热稳定性和制成品的韧性，以扩大其应用范围，进
一步提升在包装合成材料的市场竞争力。