EVOH——全球三大高阻隔材料之一

當(dāng)前，我國(guó)軟包裝行業(yè)正經(jīng)歷變革。阻水性能良好的聚烯烴材料的廣泛應(yīng)用，推動(dòng)了包裝材料的輕量化。

EVOH（乙烯-乙烯醇共聚物）作為全球三大高阻隔材料之一，與聚烯烴等材料復(fù)合使用，顯著增強(qiáng)了阻氧和阻濕效果，有效延長(zhǎng)了食品和其他產(chǎn)品的保質(zhì)期。同時(shí)，EVOH在醫(yī)藥、精密儀器及精細(xì)化學(xué)制品等領(lǐng)域應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，能夠滿足使用需求。本文展示EVOH產(chǎn)品的性能及應(yīng)用領(lǐng)域，分析市場(chǎng)供需情況及未來(lái)發(fā)展方向。

什么是EVOH？

乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）、聚偏二氯乙烯（PVDC）和聚酰胺（PA）是全球公認(rèn)的三大高阻隔材料。EVOH是乙烯-乙烯醇的無(wú)規(guī)共聚物，是鏈狀結(jié)構(gòu)的結(jié)晶性高分子，通常情況下，EVOH樹脂的熔融指數(shù)在0.7～20克/10分鐘，密度在1.13～1.31克/立方厘米，熔點(diǎn)在160～190攝氏度。EVOH的阻隔性能主要取決于其成分含量，乙烯含量高，阻隔性能低，但加工性好。EVOH的阻氣性比PA高約100倍、比PP（聚丙烯）和PE（聚乙烯）高1萬(wàn)倍、比PVDC高10多倍。

1、EVOH有哪些特性？

EVOH的強(qiáng)度、彈性模量和曲折性能較好，具有一定的力學(xué)強(qiáng)度。EVOH處于低溫時(shí)比較硬，脆性大，不耐沖擊。通常將EVOH與其他材料進(jìn)行共混改性，解決其低溫韌性的問(wèn)題，提高其耐彎曲疲勞性能、耐沖擊性能、拉伸性能等。

EVOH具有優(yōu)異的抗老化性、耐候性和抗靜電性能，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期使用，其透明性、光澤度、機(jī)械性能、阻隔性等幾乎沒有變化。良好的抗靜電性能使其作為包裝材料不易吸附灰塵。

EVOH樹脂在制備過(guò)程中不使用增塑劑，其分子結(jié)構(gòu)中只含碳、氫和氧三種元素，在加工和燃燒處理時(shí)，不產(chǎn)生二噁英等有害物質(zhì)；產(chǎn)品和加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢料都可以回收利用，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，因此EVOH樹脂的環(huán)保性能極佳。EVOH樹脂作為包裝層使用時(shí)，符合歐盟食品包裝導(dǎo)則和美國(guó)食品與藥品管理局的有關(guān)規(guī)定，可以直接接觸食品和藥品，不會(huì)產(chǎn)生任何離子、分子污染包裝內(nèi)容物，具有非常好的安全性。

2、EVOH可以應(yīng)用在哪些領(lǐng)域？

（1）食品包裝

普通塑料包裝氧氣極易透過(guò)，導(dǎo)致食品氧化腐敗變質(zhì)。EVOH憑借極佳的氧氣阻隔性、環(huán)保性，成為食品包裝領(lǐng)域的必備材料，在食品業(yè)中用于無(wú)菌包裝、熱罐和蒸煮袋，包裝奶制品、肉類、果汁罐頭和調(diào)味品，大大延長(zhǎng)了食品保鮮期。

（2）非食品包裝

由于EVOH具有良好的耐有機(jī)溶劑性，還可用于保健品、農(nóng)藥、化妝品、牙膏等非食品包裝中。尤其用于會(huì)對(duì)環(huán)境有危害的化學(xué)品，如二甲苯、苯和農(nóng)藥的包裝，采用EVOH樹脂可防止危化品溢出。

（3）車用部件

①油箱  EVOH用于多層塑料油箱，一般采用多層共擠技術(shù)將EVOH樹脂和高密度聚乙烯HDPE共混制造六層塑料油箱，其抗燃油滲透能力突出。此外，相比金屬油箱，其重量更輕，可塑性優(yōu)良，可設(shè)計(jì)成各種形狀。一般來(lái)說(shuō)，每只塑料油箱7～8千克，其中HDPE占92%、EVOH占3%、黏結(jié)層占5%。

②燃油管  多層燃油管使用尼龍12作為基礎(chǔ)材料，再加入氟碳樹脂或EVOH為襯層，可大幅提升對(duì)燃油蒸汽溢出的阻隔性能，從而代替含鹵素的聚合物材料，實(shí)現(xiàn)整車進(jìn)一步輕量化。

（4）阻隔管材

EVOH具有出色的耐候性和阻氣性，能阻隔氧氣滲入管道系統(tǒng)，從而防止供暖系統(tǒng)內(nèi)的金屬部分腐蝕生銹，延緩各類菌藻類的生長(zhǎng)。市場(chǎng)上有兩種阻氧管材，三層阻氧管（外阻氧管）和五層阻氧管（內(nèi)阻氧管），均采用EVOH作為阻氧層。

（5）其他領(lǐng)域

EVOH還可以在農(nóng)作物種植中用作土壤熏蒸膜；在醫(yī)用耗材中用作栓塞、選擇性滲透膜；在服裝中用作紡織材料；在機(jī)械制造中用于樹脂改性劑等。

EVOH下游應(yīng)用需求不斷增長(zhǎng)

隨著相關(guān)行業(yè)發(fā)展，EVOH材料在下游的應(yīng)用需求不斷增長(zhǎng)，尤其在食品、醫(yī)藥包裝領(lǐng)域增長(zhǎng)顯著。食品浪費(fèi)問(wèn)題是全球最需要解決的問(wèn)題之一。EVOH的廣泛應(yīng)用能夠確保食品安全和減少食品損失，有助于解決這一問(wèn)題。

在食品包裝領(lǐng)域，使用EVOH作為阻隔包裝材料，在其他層使用聚乙烯等樹脂。如果EVOH的含量在5wt%（重量百分比）以內(nèi)，則認(rèn)定使用EVOH的聚烯烴類多層包裝材料可以再回收利用。發(fā)達(dá)國(guó)家高阻隔膜技術(shù)正在進(jìn)入單一材料化過(guò)渡階段。歐洲國(guó)家依靠征稅的方式限制含鋁材料進(jìn)入食品包裝市場(chǎng)，在我國(guó)大量使用的K膜因其廢棄物焚燒會(huì)產(chǎn)生大量二噁英而被歐美國(guó)家和地區(qū)禁用。隨著國(guó)內(nèi)消費(fèi)者對(duì)添加劑的認(rèn)知和關(guān)注度日益提高，相關(guān)法規(guī)體系會(huì)越來(lái)越成熟。這些都將推動(dòng)我國(guó)高阻隔膜材料升級(jí)，加大EVOH、PVA及具有阻隔功能的阻隔材料研發(fā)應(yīng)用力度。

預(yù)計(jì)至2028年，全球EVOH樹脂市場(chǎng)規(guī)模將達(dá)88.76億元，年均復(fù)合增長(zhǎng)率為3.86%。目前，國(guó)內(nèi)EVOH年需求量約3萬(wàn)噸，主要應(yīng)用領(lǐng)域有包裝、車用部件、醫(yī)用材料及紡織材料等。綜合分析不同行業(yè)的增長(zhǎng)情況及未來(lái)EVOH成本降低等因素，樂(lè)觀預(yù)測(cè)，2028年國(guó)內(nèi)EVOH需求量將達(dá)5萬(wàn)噸。在EVOH的使用端，需要具備較高的技術(shù)水平才能較好地發(fā)揮材料的加工性和阻隔性。

1、國(guó)家政策驅(qū)動(dòng)EVOH產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展

2019年4月8日，國(guó)家發(fā)展改革委頒布《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》，EVOH材料被列為國(guó)家鼓勵(lì)類產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目第一項(xiàng)。我國(guó)多個(gè)新材料領(lǐng)域的“十四五”規(guī)劃中，都明確提到了EVOH產(chǎn)業(yè)發(fā)展計(jì)劃。《中國(guó)制造2025》中也明確提及“加快EVOH的建設(shè)步伐”。在“一帶一路”建設(shè)中，新疆推動(dòng)建設(shè)乙烯共聚裝置，將乙烯與乙烯醇或醋酸乙烯共聚分別生產(chǎn)乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）和乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH），進(jìn)一步生產(chǎn)太陽(yáng)能電池用膜和高阻隔樹脂，為發(fā)展太陽(yáng)能電池，以及農(nóng)產(chǎn)品、食品包裝提供原料。隨著國(guó)家政策驅(qū)動(dòng)EVOH產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展，EVOH將成為未來(lái)新材料領(lǐng)域重要發(fā)展方向。

目前，全球EVOH總產(chǎn)能約18.2萬(wàn)噸/年，預(yù)計(jì)2028年全球產(chǎn)能將達(dá)30萬(wàn)噸/年。除了中國(guó)石化川維化工公司，國(guó)內(nèi)已有多家企業(yè)布局EVOH產(chǎn)品生產(chǎn)裝置，多數(shù)將在2025～2026年建成。其中包括榮盛新材料（臺(tái)州）有限公司在建5萬(wàn)噸/年EVOH裝置，該項(xiàng)目在2023年10月正式對(duì)外公示，位于浙江省臺(tái)州市臨海市臺(tái)州灣新材料產(chǎn)業(yè)園；廣西欽州投資合作重點(diǎn)項(xiàng)目2萬(wàn)噸/年EVOH項(xiàng)目。

2、EVOH將在眾多領(lǐng)域發(fā)揮更大作用

隨著人們生活水平日益提高，人們對(duì)功能包裝的性能要求越來(lái)越高。隨著活性包裝等高端包裝技術(shù)的問(wèn)世，EVOH及EMMA（乙烯-甲甲酯共聚物，黏合層用）等高端材料將發(fā)揮更大作用。

對(duì)商家而言，無(wú)菌包裝的進(jìn)一步發(fā)展將減少冷藏設(shè)備的需要；包括化工品在內(nèi)的越來(lái)越多的玻璃和金屬容器將被阻隔塑料制品替代，在儲(chǔ)運(yùn)環(huán)節(jié)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，既能滿足功能需求，又具有顯著的社會(huì)效益。

為進(jìn)一步發(fā)揮EVOH在綠色可循環(huán)發(fā)展中的優(yōu)勢(shì)，日本三菱化學(xué)公司開發(fā)了用于可回收阻隔材料的EVOH產(chǎn)品SoarnolTM，為讓使用了SoarnolTM的包裝材料更容易回收，開發(fā)了提高聚烯烴和EVOH相容性的回收助劑SoaresinTM。SoarnolTMPB7104B則是含有25%以上生物基成分的EVOH產(chǎn)品。SoaresinTMRG系列是通過(guò)添加在包裝材料的制造工序中產(chǎn)生的聚烯烴和SoarnolTM產(chǎn)品等塑料廢材，生產(chǎn)的高品質(zhì)回收材料。可樂(lè)麗公司也開發(fā)了用于其EVALTM樹脂專用的相容助劑和植物基產(chǎn)品PLANTICTM。

蒸煮膜包裝領(lǐng)域的發(fā)展推動(dòng)了生產(chǎn)商加大對(duì)EVOH吸濕性的研究力度，已研制出受濕度影響較小的EVOH新品種。三菱化學(xué)SoarnolTMRB7205B、可樂(lè)麗KURARISTERTM系列等，都是針對(duì)蒸煮膜的需求開發(fā)的專有牌號(hào)，可有效解決蒸煮過(guò)程中分層和發(fā)白的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)3～7天阻隔性能可恢復(fù)。

主流EVOH產(chǎn)品乙烯含量是38%和32%，阻隔性和加工性比較平衡。基于EVOH在不同濕度和溫度下呈現(xiàn)不同的阻隔性能，三菱化學(xué)等EVOH生產(chǎn)商開發(fā)了乙烯含量為27%、29%、44%的產(chǎn)品牌號(hào)，以適應(yīng)不同的應(yīng)用場(chǎng)景。可樂(lè)麗公司開發(fā)了包括M、L、F等7個(gè)系列的EVALTM樹脂，用于汽車、熱成型、管材、薄膜等眾多領(lǐng)域。

用于特殊領(lǐng)域的EVOH材料加工困難，可樂(lè)麗等公司專門推出EVALTM薄膜，加工方式有單向拉伸和雙向拉伸等，用于干式復(fù)合和擠出復(fù)合加工等，這些薄膜具有較高的濕潤(rùn)指數(shù)，無(wú)須電暈處理。

EVOH生產(chǎn)企業(yè)面臨的挑戰(zhàn)及發(fā)展建議

近年來(lái)，日本、歐洲等國(guó)家和地區(qū)在研究使用纖維素基和聚氨酯涂布材料，目前尚處于市場(chǎng)導(dǎo)入階段，據(jù)說(shuō)這些材料具有EVOH材料的所有功能。相比多層共擠工藝，涂布復(fù)合工藝具有設(shè)備投資低、對(duì)環(huán)境更友好等優(yōu)勢(shì)。成本降低后，會(huì)具有更強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。

多層共擠加工工藝，設(shè)備投資大、技術(shù)要求高，據(jù)統(tǒng)計(jì)國(guó)內(nèi)進(jìn)口的用于EVOH阻隔材料多層共擠設(shè)備只有約百臺(tái)，可見技術(shù)壁壘之高，這也是制約EVOH材料發(fā)展的因素之一。未來(lái)，阻隔材料的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，主要還是成本的競(jìng)爭(zhēng)。

我國(guó)擁有成熟的PVA生產(chǎn)工藝技術(shù)，EVOH與PVA有高度關(guān)聯(lián)性，PVA產(chǎn)能已經(jīng)過(guò)剩，應(yīng)加速進(jìn)行EVOH樹脂生產(chǎn)工藝技術(shù)的開發(fā)，早日實(shí)現(xiàn)高阻隔材料自給，為PVA生產(chǎn)廠商尋找新的效益增長(zhǎng)點(diǎn)。

國(guó)內(nèi)EVOH生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)學(xué)習(xí)國(guó)外企業(yè)先進(jìn)做法，以客戶為中心、以產(chǎn)品為載體，不拘泥于提供產(chǎn)品，為客戶提供整體解決方案，深耕市場(chǎng)，識(shí)別和發(fā)現(xiàn)需求，有針對(duì)性地以需求牽引開發(fā)產(chǎn)品，組織制定解決方案，同時(shí)打破EVOH的應(yīng)用技術(shù)壁壘，推動(dòng)EVOH綠色包裝材料廣泛應(yīng)用。

在開發(fā)生產(chǎn)技術(shù)的同時(shí)，國(guó)內(nèi)EVOH生產(chǎn)企業(yè)還要引領(lǐng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定。行業(yè)布局和標(biāo)準(zhǔn)是技術(shù)營(yíng)銷的最高層次。最好的企業(yè)永遠(yuǎn)是做“標(biāo)準(zhǔn)”，通過(guò)引領(lǐng)行業(yè)制定標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)包裝和食品安全立法，行業(yè)技術(shù)進(jìn)步不再以成本驅(qū)動(dòng)，而是推動(dòng)形成鼓勵(lì)創(chuàng)新的大環(huán)境。

————————————————————————————————————————————————————————免責(zé)聲明：部分資料來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及分享，并不意味著贊同其觀點(diǎn)或證實(shí)其真實(shí)性，也不構(gòu)成其他建議。僅供交流，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)。如涉版權(quán)，請(qǐng)聯(lián)系我們及時(shí)修改或刪除。