纤维素薄膜的新技术工艺

    生产纤维素薄膜的传统工艺是黏胶工艺。在生产过程中，副产物H2S、CS2等有害气体的放出使薄膜生产工序复杂化，并污染了环境。虽然最后成型的薄膜在干燥前有一道水洗的工序，但薄膜中仍会残留一部分含硫化合物。同时，这些有害气体会在生产中引起其他一些问题，如薄膜中的气泡导致强度不均匀，气体的聚集使凝胶状的膜管尺寸发生不可预料的变化，从而使产品性能下降。
生产纤维素薄膜的新技术工艺有：
   1．利用NMMO工艺制造纤维素保鲜包装膜
    使纤维素原料与含水的NMMO相混合，温度一般为30～70℃,混合时间1～2h，然后在减压加热的条件下蒸出体系中的水，便可以得到均相纤维素溶液。水和纤维素含量必须严格控制在一定范围内才可得到均相溶液，而溶解温度必须控制在150℃以下，否则NMMO会发生分解。
薄膜成型方法：国内外使用的方法是挤出成型法，且都是湿法成型。在80～100℃温度下将纤维素/NMMO溶液经环隙模头下吸成膜，将高黏度和高弹性的溶液经过一段空气隙后进入   一段凝固浴凝固，在空气隙中可以通过改变拉伸速率和吹胀比来得到不同性能的双向拉伸薄膜，在凝固浴中，薄膜经过卷绕辊而折为平幅膜。
   2．利用LiCl/DMAc工艺制造纤维素薄膜
   食品包装中气体透过性在延长食品保存期或保存新鲜度上有重要功能。用醇做凝固浴可制得多孔的纤维素薄膜。该膜有较好的透气性。可以防止因蔬菜、水果、肉肠等呼吸性食品代谢产生的CO2滞留在包装袋内所引起的食品发酵和腐败。因此这种类型的薄膜还可以用于制作糖果、糕点、药品、垃圾的包装材料，另外透气性好的多孔纤维素薄膜可望用于水果生产。用该膜做成果套可保护水果免遭虫害和鸟害，还可防止农药雨水的直接接触，同时对水果、对环境均没有污染。可降解纤维素膜的使用可以大大减少合成高分子薄膜对环境造成“白色污染”，为绿色环保包装业的发展带来巨大机遇。
    山西北方晋东化工有限公司杨虎林：国内降解薄膜研发的品种已涵盖光降解、光生物降解、高淀粉含量型生物降解、高碳酸钙填充型光氧降解、全生物降解等几大类。降解塑料制品在包装方面的应用已遍及普通包装薄膜、收缩薄膜、购物袋、垃圾袋等，为改善环境发挥了积极作用。
     聚乳酸的材料特点：聚乳酸(PLA)是近几年崛起的一种新型降解塑料，以玉米淀粉为主要原料，其强度、压缩应力、缓冲性、耐药性、防潮、耐油脂和密闭性都胜于现有的聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料，对人体无毒无害，被产业界定为最有发展前途的新型环保包装材料。聚乳酸适用于吹塑、热塑等各种加工方法，应用十分广泛。也可像热塑性塑料那样加工制成薄膜、包装袋等各种下游产品。聚乳酸在常温下性能稳定，温度若高于55℃或在富氧及微生物的作用下会自动分解。因此用后废弃能被自然界中微生物完全降解消化，在土壤中最终生成二氧化碳和水，不会对环境造成污染，在未来将有望代替聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等材料用于塑料制品，应用前景广阔。    
     环保的生产工艺聚乳酸生产是以乳酸为原料，传统的乳酸发酵大多用淀粉质原料，目前美、法、日等国家已开发利用农副产品为原料发酵生产乳酸，进而生产聚乳酸。由于人体内只有代谢L-乳酸的酶，如果摄入过量D-乳酸，会引起代谢紊乱甚至酸中毒。因此在制造包装应用的聚乳酸，则主要以L-乳酸为原料。  
     目前国外最先进的生产工艺是由玉米等谷类为碳源，采用细菌发酵法生产L-乳酸。而国内大都还采用米根霉发酵法，以淀粉为碳源，用碳酸钙等中和剂控制发酵液的pH，然后用硫酸中和，产生大量硫酸钙沉淀，工艺繁复，而且含大量杂质和细菌，使产品纯度下降。米根霉发酵是好氧发酵，能耗高，转化率仅80％。  
     南京绿天源公司用一种厌氧菌发酵，加氢氧化铵控制发酵液pH，采用膜分离技术与清液单罐细菌连续发酵耦合工艺生产L-乳酸，以玉米为碳源，用湿法工艺制糖液，发酵液经微滤除菌丝体后，用膜澄清，一般电渗析提纯，再经双极膜电渗析，最后用高真空蒸馏得到纯L-乳酸，转化率≥95％，提取收率≥90％，工艺简单，投资少，能耗低，无废渣废水排放，成本约在每吨7,500元。美国LLC公司生产聚乳酸工艺为：玉米淀粉经水解为葡萄糖，再用乳酸杆菌厌氧发酵，发酵过程用液碱中和生成乳酸，发酵液经净化后，用电渗析工艺，制成纯度达99.5％的L-乳酸。
   由乳酸制PLA生产工艺有：(1)直接缩聚法，在真空下使用溶剂使脱水缩聚。 (2)非溶剂法，使乳酸生成环状二聚体丙交酯，在开环缩聚成PLA。  
2001年，世界乳酸的总产量为13万吨，2002年超过20万吨，并呈逐年上升之势。目前，仅日本和美国两国的乳酸需求量就达3.5万吨。据推算，全球乳酸的总需求量约为15万吨～20万吨。我国的乳酸发酵工业开始于抗战时期，经过60年的发展，目前已形成了约4万吨的生产能力，但年产量仅为2万吨左右。 
     在国内，青岛扶桑化学公司是国内最大的精制(发酵)乳酸出口企业。早在1998年，位于台州的海正集团就得知国外正在研制生产PLA，他们当即与中科院等有关科研院所取得联系，并在公司内抽调力量组成科研小组，着手攻关。2002年9月,海正PLA的研发工作也取得了突破性进展。目前，公司已掌握了乳酸的发酵、提取、聚合等多项在国内处于绝对领先地位的关键技术，并在工艺设计中充分体现了环保和清洁生产的要求。