书山有路勤为径；学海无涯苦作舟
PVA与淀粉薄膜的研究进展与应用
水溶性薄膜是由水溶性高分子制成。水溶性高分子可分为三大类1合成高分子，如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸和聚乙烯醇类高分子等；2半合成高分子，如纤维素醚、淀粉和天然树胶的衍生物等；3天然高分子，如天然淀粉和天然树胶等。从理论上讲，所有这3类高分子都可由不同的方法，如流延、涂层、喷涂和熔融挤出制成薄膜。本文仅讨论熔融挤出法PVA与淀粉水溶性薄膜，因为熔融挤出法是工业化生产薄膜最常用和效率最高的方法。
PVA是一种性能优良的水溶性高分子。由PVA制成的水溶性薄膜不仅力学性能优良，阻气性优异，而且在一定条件下可生物降解。工业化水溶性薄膜最早由PVA用流延法生产。使用熔融挤出法生产的一大困难就是PVA分子中含有大量羟基，形成氢键，而且分子中含有结晶结构，使其熔点高于分解温度。PVA的熔融温度约190℃，而分解温度则从140℃即开始。在加工过程中首先要使用增塑剂如甘油和水在一定的温度下使PVA凝胶化，弱化高分子链间的氢键，打破结晶结构，以降低其熔解温度。
使用来源于可再生资源的高分子材料研究开发出环境友好高分子材料是当今世界上一个热门研究领域。淀粉由于来源广泛，价格低廉，被认为是最有潜力的材料。与PVA相同，淀粉分子中也含有大量的羟基，而且也含有结晶结构，熔点230℃远高于其分解温度170℃。在加工过程中也涉及到将其中的结晶结构破坏的问题，这就是淀粉的糊化。
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本文介绍PVA和淀粉水溶性薄膜，特别是后者研究的最新成果和应用进展。
1PVA水溶性薄膜
20世纪60年代末，Takigawa等人首先报道了用熔融挤出法生产PVA薄膜。熔融挤出PVA薄膜最初是由两步法制成的，第一步是将PVA与增塑剂混合后由挤出机挤出造粒；第二步是吹塑成膜或熔融挤出拉伸成膜。后来为了降低成本，提高生产效率与产品质量，开发出了一步熔融挤出法生产PVA薄膜。
11PVA薄膜的一步熔融挤出加工
图1略为一步熔融挤出法的生产工艺流程图。PVA首先与增塑剂在高速捏合机中处理，制出可自由流动的凝胶颗粒，然后熔融挤出吹塑成膜或挤出拉伸成膜。在这一过程中，关键是利用高速捏合机制成自由流动的凝胶颗粒。
在高速捏合机处理过程中要达到两个目标一是使PVA凝胶化，破坏PVA的结晶结构以降低其熔化温度；二是要使PVA仍保持可流动的颗粒状态，使其可在挤出机的料斗中自由流动以便加料。为实现这两个目标，首r