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【摘 要】微胶囊技术在造纸、纺织业等行业已得到广泛的应用，将微胶囊技术应用在塑料薄膜制品中，可使薄膜在服务寿命期充分均匀地发挥产品功能的时效性、可控性、多元共混性，如棚膜的防雾滴期、防鼠膜中的气味等，最大程度提高了产品的利用率，从而节约资源、巩固和发展了现代塑料薄膜技术的研究成果。
【关键词】微胶囊技术 塑料薄膜 研究与应用
一、背景及意义
塑料薄膜是高分子化学工业最早的加工产品之一。现代塑料薄膜制品的应用领域是非常广阔。塑料薄膜在农业、包装、贮存、化工、电子和人民生活等各个方面都在发挥重要作用。在现代塑料工业中，塑料薄膜占有相当的比重。据统计，日本膜类制品的总产量占全部塑料制品产量的28％。在我国塑料薄膜产量的占全部塑料制品年产量的20％以上，已成为我国塑料制品的第一大品种。
塑料薄膜的应用所产生经济和社会效益是十分巨大的，仅以农业为例：农膜、地膜的应用，可以提产量20~50%，增产价值近千亿元，极大地促进了农业的发展，农用薄膜复盖技术被誉为继种子、化肥之后的又一次革命。
科学技术的发展促进了塑料工业及技术的进步。现在人们巳能设计和制造出各种适用不同用途的薄膜，例如多功能大棚膜、防鼠、保鲜、防虫、除草、香味等专用膜，现代塑料技术为薄膜制品纵深发展奠定极其广泛的空间。将微胶囊技术应用在塑料薄膜制品中，可使薄膜在服务寿命期充分均匀地发挥产品功能的时效性、可控性、多元共混性，如防雾滴期、防鼠膜中的气味等，从而巩固和发展了现代塑料薄膜技术的研究成果。
二、现状及需求
塑料是由树脂和多种助剂相结合加工而成的，根据塑料制品的用途，在加工过程中添加某种功能助剂或添加物可使塑料制品更具有某种特殊功能，适应某种特定的环境，达到预期的目的。树脂是高分子化合物，但不少助剂或添加物是无机化合物、低分子化合物。它们与树脂的结合依靠范德华力及极性结合的作用，是一种物理吸咐作用，这种结合力很弱。在塑料加工中，在高温时受螺杆挤压力等作用使助剂和添加物产生淅出，挥发等现象，在应用中受光、风、水和各种介质等的作用很快失去功能效果。反映在实际使用中，由于添加物在与树脂结合部向外层的迁移速度大体一致，造成添加物在专用膜的服务寿命期中的某一时问段内堆积在膜外层，过于集中地释放功能并失效，不能持久均匀地发择作用。当专用膜中存在几种添加物或助剂时，更无法协调同步发挥所设计和预期得到功能。例如目前使用无雾滴棚膜，棚膜的使用寿命可达二年(防老化期)，而无雾滴期一般只有4个月，主要集中在前三个月内，其原因是在有效的时间段内无法均匀控制薄膜中无雾滴剂的淅出，纵然加大无雾滴剂的用量或采用偶联剂等手段也无法协调同步释放功能的问题。因此，用普通的直接加入方法很难维持薄膜产品的优良性能。
微胶囊技术是将塑料薄膜的功能助剂或添加剂加入某种称之制囊剂的物质进行包复，形成微胶囊。通过加工工艺和配比控制囊壁的厚度及透气、渗透等性能，改变囊壁的材料可适应不同的环境条件。在特定的时问段内一部分微胶囊的囊壁受环境或内在的影响失效，释放出设计加入的助剂和添加物，也可通过囊壁透气性能来均匀缓解其功能性。由于薄膜中的功能性释放期和浓度事先可用微胶囊技术进行设定和控制，从而保证功能性塑料薄膜表层的功能时效性和气氛浓度。
三、研究内容、技术关键及技术经济指标
研究根据功能性塑料薄膜的技术要求，确定功能性助剂和添加剂的用量，在不同的环境条件下选择适用的缓解剂。确定包复和处理工艺条件，达到使用中对功能要求的时效性、可控性及多元配方共存。试验含微胶囊的母料浓度和加工工艺参数，含微胶囊技术薄膜加工工艺的确定。
技术关键是微胶囊植入载体时，塑料母粒制作和制膜过程中对温度、挤压强度、分散性、对载体和相关助剂的要求。
经济指标：
1.与所替代产品相比，平均每吨增加成本约1000元/吨，按药剂浓度以5％计。
2.功能的有效期满足产品寿命期，原材料投入产出比1:5~10。
四、生产微胶囊塑料薄膜的技术路线和适用性
1.技术路线
微胶囊塑料薄膜根据用途和需要，采取A路线(单层共挤)，B路线(双层或双层以上挤吹)，C路线（单面涂布法）。
2.适用性
单层薄膜共挤适用于里层与外层性能和要求一致的专用薄膜，比如能散发香味的薄膜、光转化薄膜等。
双层或双层以上挤吹适用于里层与外层性能和要求不同专用薄膜。仅在多功能棚膜里层加入能产生无雾滴功能的添加剂，可以使无雾滴功能的添加剂得到最大程度利用。
单面涂布法的工艺方法比较容易实现，由于涂布法的涂层相对要薄，微胶囊在薄膜中的植入量和粘着力受到了限制，可用来制作保鲜膜、防草膜、防虫膜等。
五、应用前景及直接技术效益
微胶囊技术在塑料专用膜应用领域十分广泛，其经济效益和社会效益将十分显著。
运用该技术制成的除草膜和防虫膜可根据杂草的生长特点、害虫的生理或生活特性，在不同时期内释放不同量的农药，调节膜层的农药浓度，也可根据预先设定释放不同类型的农药。
含有特殊物质的微胶囊保鲜膜，可根据保鲜物品的特点，控制保鲜袋内的氧气、二氯化碳或乙烯等气体的气氛浓度，抑制物品熟化、腐变，提高保鲜质量和保鲜期，采用徽胶囊技术的保鲜膜不但加工工艺简单，专家对保鲜物品的保鲜对策容易实施。
根据农业专家的设定和要求制造的微胶囊多功能棚膜，能较好的利用光能，耐候性强，防雾滴期长，还可具有调节棚内气氛、防虫害等功能，有望制造出在寿命期内保持其诸多功能的棚膜。
微胶囊技术还可用来制作防鼠害粮食贮藏用膜，长效香味膜、抗菌膜、耐候膜等。该技术的运用和推广可使我国塑料工业在功能制品方面产生一个飞跃，推动塑料工业在各个领域的发展。
采用微胶囊技术改造塑料薄膜产品，可以巩固目前大量有关塑料薄膜方面技术成果，通过改造可使数百种产品升级换代，拓宽产品的应用领域，提高产品的质量，协同产品寿命期对各种功能性的要求，最大程度提高了产品的实用期和利用率，从而节约资源、降低了使用成本，产品所增加的成本与取得直接经济效益，可达1:5~10，社会和经济效益十分显著。
六、项目的可行结论
微胶囊技术在造纸、纺织业等行业已得到广泛的应用，该技术在塑料薄膜中的应用，属行业间成功技术的移植，有一定的理论和实践基础条件。通过研究是解决微胶囊在通过高温和压力的加工条件下，保持其微胶囊的性能并能均匀分布于薄膜内的问题，同时进一步加深对微胶囊技术植入新材料中的时效性、渗透性、药剂气氛的浓度控制等方向的研究，发展了微胶囊技术，拓宽了其应用领域。
【关键词】微胶囊技术 塑料薄膜 研究与应用
一、背景及意义
塑料薄膜是高分子化学工业最早的加工产品之一。现代塑料薄膜制品的应用领域是非常广阔。塑料薄膜在农业、包装、贮存、化工、电子和人民生活等各个方面都在发挥重要作用。在现代塑料工业中，塑料薄膜占有相当的比重。据统计，日本膜类制品的总产量占全部塑料制品产量的28％。在我国塑料薄膜产量的占全部塑料制品年产量的20％以上，已成为我国塑料制品的第一大品种。
塑料薄膜的应用所产生经济和社会效益是十分巨大的，仅以农业为例：农膜、地膜的应用，可以提产量20~50%，增产价值近千亿元，极大地促进了农业的发展，农用薄膜复盖技术被誉为继种子、化肥之后的又一次革命。
科学技术的发展促进了塑料工业及技术的进步。现在人们巳能设计和制造出各种适用不同用途的薄膜，例如多功能大棚膜、防鼠、保鲜、防虫、除草、香味等专用膜，现代塑料技术为薄膜制品纵深发展奠定极其广泛的空间。将微胶囊技术应用在塑料薄膜制品中，可使薄膜在服务寿命期充分均匀地发挥产品功能的时效性、可控性、多元共混性，如防雾滴期、防鼠膜中的气味等，从而巩固和发展了现代塑料薄膜技术的研究成果。
二、现状及需求
塑料是由树脂和多种助剂相结合加工而成的，根据塑料制品的用途，在加工过程中添加某种功能助剂或添加物可使塑料制品更具有某种特殊功能，适应某种特定的环境，达到预期的目的。树脂是高分子化合物，但不少助剂或添加物是无机化合物、低分子化合物。它们与树脂的结合依靠范德华力及极性结合的作用，是一种物理吸咐作用，这种结合力很弱。在塑料加工中，在高温时受螺杆挤压力等作用使助剂和添加物产生淅出，挥发等现象，在应用中受光、风、水和各种介质等的作用很快失去功能效果。反映在实际使用中，由于添加物在与树脂结合部向外层的迁移速度大体一致，造成添加物在专用膜的服务寿命期中的某一时问段内堆积在膜外层，过于集中地释放功能并失效，不能持久均匀地发择作用。当专用膜中存在几种添加物或助剂时，更无法协调同步发挥所设计和预期得到功能。例如目前使用无雾滴棚膜，棚膜的使用寿命可达二年(防老化期)，而无雾滴期一般只有4个月，主要集中在前三个月内，其原因是在有效的时间段内无法均匀控制薄膜中无雾滴剂的淅出，纵然加大无雾滴剂的用量或采用偶联剂等手段也无法协调同步释放功能的问题。因此，用普通的直接加入方法很难维持薄膜产品的优良性能。
微胶囊技术是将塑料薄膜的功能助剂或添加剂加入某种称之制囊剂的物质进行包复，形成微胶囊。通过加工工艺和配比控制囊壁的厚度及透气、渗透等性能，改变囊壁的材料可适应不同的环境条件。在特定的时问段内一部分微胶囊的囊壁受环境或内在的影响失效，释放出设计加入的助剂和添加物，也可通过囊壁透气性能来均匀缓解其功能性。由于薄膜中的功能性释放期和浓度事先可用微胶囊技术进行设定和控制，从而保证功能性塑料薄膜表层的功能时效性和气氛浓度。
三、研究内容、技术关键及技术经济指标
研究根据功能性塑料薄膜的技术要求，确定功能性助剂和添加剂的用量，在不同的环境条件下选择适用的缓解剂。确定包复和处理工艺条件，达到使用中对功能要求的时效性、可控性及多元配方共存。试验含微胶囊的母料浓度和加工工艺参数，含微胶囊技术薄膜加工工艺的确定。
技术关键是微胶囊植入载体时，塑料母粒制作和制膜过程中对温度、挤压强度、分散性、对载体和相关助剂的要求。
经济指标：
1.与所替代产品相比，平均每吨增加成本约1000元/吨，按药剂浓度以5％计。
2.功能的有效期满足产品寿命期，原材料投入产出比1:5~10。
四、生产微胶囊塑料薄膜的技术路线和适用性
1.技术路线
微胶囊塑料薄膜根据用途和需要，采取A路线(单层共挤)，B路线(双层或双层以上挤吹)，C路线（单面涂布法）。
2.适用性
单层薄膜共挤适用于里层与外层性能和要求一致的专用薄膜，比如能散发香味的薄膜、光转化薄膜等。
双层或双层以上挤吹适用于里层与外层性能和要求不同专用薄膜。仅在多功能棚膜里层加入能产生无雾滴功能的添加剂，可以使无雾滴功能的添加剂得到最大程度利用。
单面涂布法的工艺方法比较容易实现，由于涂布法的涂层相对要薄，微胶囊在薄膜中的植入量和粘着力受到了限制，可用来制作保鲜膜、防草膜、防虫膜等。
五、应用前景及直接技术效益
微胶囊技术在塑料专用膜应用领域十分广泛，其经济效益和社会效益将十分显著。
运用该技术制成的除草膜和防虫膜可根据杂草的生长特点、害虫的生理或生活特性，在不同时期内释放不同量的农药，调节膜层的农药浓度，也可根据预先设定释放不同类型的农药。
含有特殊物质的微胶囊保鲜膜，可根据保鲜物品的特点，控制保鲜袋内的氧气、二氯化碳或乙烯等气体的气氛浓度，抑制物品熟化、腐变，提高保鲜质量和保鲜期，采用徽胶囊技术的保鲜膜不但加工工艺简单，专家对保鲜物品的保鲜对策容易实施。
根据农业专家的设定和要求制造的微胶囊多功能棚膜，能较好的利用光能，耐候性强，防雾滴期长，还可具有调节棚内气氛、防虫害等功能，有望制造出在寿命期内保持其诸多功能的棚膜。
微胶囊技术还可用来制作防鼠害粮食贮藏用膜，长效香味膜、抗菌膜、耐候膜等。该技术的运用和推广可使我国塑料工业在功能制品方面产生一个飞跃，推动塑料工业在各个领域的发展。
采用微胶囊技术改造塑料薄膜产品，可以巩固目前大量有关塑料薄膜方面技术成果，通过改造可使数百种产品升级换代，拓宽产品的应用领域，提高产品的质量，协同产品寿命期对各种功能性的要求，最大程度提高了产品的实用期和利用率，从而节约资源、降低了使用成本，产品所增加的成本与取得直接经济效益，可达1:5~10，社会和经济效益十分显著。
六、项目的可行结论
微胶囊技术在造纸、纺织业等行业已得到广泛的应用，该技术在塑料薄膜中的应用，属行业间成功技术的移植，有一定的理论和实践基础条件。通过研究是解决微胶囊在通过高温和压力的加工条件下，保持其微胶囊的性能并能均匀分布于薄膜内的问题，同时进一步加深对微胶囊技术植入新材料中的时效性、渗透性、药剂气氛的浓度控制等方向的研究，发展了微胶囊技术，拓宽了其应用领域。