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功能性塑料包装材料分析及应用下似的

发布时间:2021-07-21 01:26:00 阅读: 来源:拉链厂家

功能性塑料包装材料分析及应用(下)

新型保鲜薄膜 由于农业生产的专业化以及人们生活质量要求的提高,鲜果蔬的远距离运输越来越多,使得对能够使鲜果蔬保存期和货架期延长的保鲜薄膜的需求量越来越大。新鲜水果和蔬菜的一个共同特点是采摘后仍继续呼吸,而呼吸同时伴随新陈代谢、水分蒸发及乙烯生成,促使果蔬进一步成熟。同时,这种环境还使细菌很容易孳生并迅速繁殖,导致果蔬很快腐烂。为了延长果蔬的贮存期和货架寿命,国内外都加强了新型多功能保鲜薄膜的研究和开发工作。

生鲜食品包装很重视气体的透过性,说道:“我们的研究结果表明:这类新型复合材料具有非常高的强度和柔性应依此选择不同的塑料包装材料。随着食品工业的发展以及材料科学的进步,作为食品包装材料,不仅要求高阻气性,更进一步要求选择透过性功能,即根据包装内容物的要求,仅仅允许需要的(或不需要的)气体分子通过,建立一个适宜的气调环境。这类选择透过性包装材料在国外已进入实用化阶段,主要有添加溶解气体物质的薄膜、添加多孔沸石或氧化硅等粉末的薄膜、经γ射线照射发生性变的薄膜以及利用扩散系数对含水率第2步:检查材料拉力实验机放大器单元的依存性、引入羟基基团和酰胺基基团的薄膜等。此外还可以在薄膜中加入一些抗菌剂和防腐剂,达到抑制细菌和霉菌生长繁殖的目的。

近年来备受关注的保鲜薄膜包装技术采用的就是通过微孔或改进薄膜配方结构、改良包装袋内的气调环境以及使用除氧剂与选择性透过薄膜组合的方法。其中,下列产品将会受到更大的关注。

1.硅窗气调保鲜袋

硅窗气调保鲜袋就是在塑料薄膜袋上开窗并装上合适面积的硅橡胶薄膜。硅橡胶薄膜对氧气、二氧化碳和氮气有选择性的渗透作用,这种硅窗气调保鲜袋在水果贮藏上应用效果良好。在一定的贮藏条件下,确定好适宜的硅窗面积,封闭一段时间后,即可将包装内的氧气和二氧化碳的浓度自动调节至所需水平。一般贮藏1000kg苹果的大帐,设硅窗面积0.6m2,可使氧气和二氧化碳维持在适宜水平,呼吸作用产生的过多二氧化碳可通过硅窗排出,大帐内氧气不足时可由硅窗透入。硅窗气调技术的关键是选用硅窗膜、确定硅窗面积和确定适合的贮藏量及贮藏温度。

2.无菌和抗菌塑料包装材料

无菌包装能够在常温和不添加防腐剂的情况下,最大限度地保留食品原有的营养成分和风味,并可延长货架寿命,方便运输和贮存。无菌包装主要应用于食品、调味品、果蔬等领域,还可应用于医药及化妆品等领域。所使用的包装材料为纸塑铝多层复合纸板、铝塑复合膜、含高阻隔性塑料的多层共挤无菌包装片材等。

抗菌性包装材料则是对塑料包装材料赋予一定的抗菌性能,现已开发了全新的含银离子无机抗菌剂母料,来生产抗菌性薄膜。银离子具有显著的抗菌作用,其特点是抗菌效果持续时间长,不会因汽化和迁移而对被包装物产生影响,加工稳定性高,不会污染环境。含银离子的母料在抗菌性薄膜中的添加量为1%~3%。实验证明,在无营养源的情况下,含有1%银离子母料的薄膜能在1~2天内完全杀死引起食物中毒的细菌。在食品包装中,应视食品种类不同而采用银离子含量不同的抗菌薄膜。由于利用银离子杀菌不存在安全性问题,所以这种抗菌薄膜能用来包装熟食、水产品、液体食品等。以某些中草药植物中的提取物作为抗菌剂的薄膜也已有生产,这类抗菌膜可用于新摘蔬菜和水果等的包装。

高耐热性塑料包装材料

耐热性塑料软包装材料以前多用做耐蒸煮杀菌包装,要求其在120℃、10~20分钟蒸煮杀菌或在加热的情况下,外观形状和品质均无明显变化,包装食品在贮存过程中不会产生容器破损、内容物泄漏、微生物二次污染以及因光和热发生变质等情况。使用最多的是以具有遮光性的铝箔为中间层,高阻隔性塑料PA、PET为外层,具有热封性的PE、PP为内层的多层复合蒸煮膜,一些新型的含高阻隔性材料EVOH、PVDC、MXD6、硅氧化物蒸镀膜等的多层复合材料也逐渐得到使用。

随着电磁灶、微波炉的日益普及,对适合电磁灶、微波炉使用的包装容器的需求也越来越多。而电磁灶、微波炉对包装材料的要求是在高温下不会发生显著变形、破损,内容物实现原材料工业高质量发展(添加剂)不挥发。其中,微波炉的加热特性不允许包装材料中含有金属材料,这就限制了以铝箔或镀铝层为中间层,高阻隔性塑料PA、PET为外层,PE、PP为内层的蒸煮袋的使用。目前使用的耐热包装材料以聚丙烯或与无机物共混的聚丙烯以及低发泡聚丙烯等材料为主,耐热温度为120~140℃,以聚酯为主体的新型耐热包装材料也已开始上市。

此外,可反复使用的耐热薄膜还有:液晶聚合物,耐热温度为250~260℃;聚甲基五亚乙基六胺,耐热温度为230℃;不饱和聚酯,耐热温度为220~230℃;聚砜,耐热温度为180℃。一次性使用的耐热薄膜有:经特殊结晶处理的聚酯,耐热温度为260℃(结晶聚酯的耐热温度为220~230℃);聚记者在该企业新建的厂房里看到醚酰亚胺,耐热温度为200℃;纸/PET复合薄膜,耐热温度为220℃;纸/TPX(共聚聚甲基戊烯),耐热温度为220℃;纸/PP,耐热温度为120℃;耐热PP,耐热温度为135℃;高结晶耐热PP,耐热温度为140℃。这些新型耐热包装材料,基本上能够满足电磁灶、微波炉对不同类型包装材料的要求。

纳米复合包装材料

纳米技术是近年来兴起的一门高新技术,所谓纳米复合包装材料就是用晶粒尺寸为1~100nm的单晶或多晶体材料如二氧化钛,与其他塑料包装材料复合制成的复合包装材料。由于纳米二氧化钛颗粒具有特殊的分子结构,因此它赋予纳米复合包装材料很多特殊的性能,而且对与纳米二氧化钛复合的塑料基材的种类没有特殊的要求。

研究最多的纳米复合包装材料是聚合物纳米复合材料,常用的聚合物有PA、PP、PVC、PET等,纳米复合塑料包装材料的可塑性、耐磨性、硬度、强度等都有明显的提高和增强。日本首先研制成功的尼龙6纳米复合包装材料与普通复合尼龙包装材料相比,拉伸强度和拉伸模量分别提高110MPa和2.1GPa,热变形温度提高150%,热膨胀系数和吸水率大幅度降低。我国也已研制出新型的纳米复合包装材料,即将投入规模生产。

以纳米二氧化钛为例,由于纳米材料具有表面积较大、表面的键态和电子态与颗粒内部不同、表面原子配位不全等特点,导致表面的活性位置增加,使纳米颗粒具备了作为催化剂的先决条件,可将吸附在二氧化钛表面的0H-和H20分子氧化成强氧化性的羟基自由基。活性自由基具有很高的能量,能够氧化分解各类有机物,最终生成二氧化碳和水。此功能对于果蔬保鲜包装来说,是非常有用的。

一方面,也是最重要的一方面,在果蔬包装中,对货架寿命最有影响的一个因素是在新鲜果蔬呼吸的过程中产生了一种有害气体——乙烯,它可以诱导果蔬的成熟和衰老过程,还参与植物逆境胁迫响应过程和病理过程,即加速果实病变霉烂,而纳米二氧化钛的光催化性能够将产生的乙市场竞争力进1步提高烯氧化分解成二氧化碳和水。

另一方面,细菌等微生物是由有机物构成的,纳米二氧化钛在光线照射下产生氧化性很强的活性自由基,这些自由基可以氧化一些微生物体内的蛋白质,从而使其蛋白质变性,抑制微生物的生长甚至杀死微生物,因此对环境中微生物具有抑制或杀灭作用。与常用杀菌剂相比,纳米二氧化钛的抗菌杀菌效果更迅速,从而彻底杀灭细菌。

此外,纳米二氧化钛还具有自清洁功能,主要有以下两方面的原因。

(1) 纳米二氧化钛的光催化性。所产生的羟基自由基具有很强的氧化性,对有机污染物具有降解作用,降低了污染物与基体的结合力,从而使材料表面具有自清洁功能。

(2) 二氧化钛的超亲水性。当水在二氧化钛薄膜表面的接触角小于15°时,具有较高的水流动性;当接触角小于10°时,具有自清洁效果;当接触角小于7°时,具有防雾效果。

以上两方面都对果蔬保鲜有着重要作用,都可以保证包装保持自身洁净并具有防雾滴功能。因为如果包装内部产生雾滴,雾滴产生抽吸现象,会使果蔬中的水分不断蒸发而导致枯萎,同时水蒸气变为水滴,也使包装内部湿度下降,加速果蔬枯萎。而纳米二氧化钛的特性恰恰阻止了这一现象的发生。

此外,由于纳米粒子的小尺寸效应和量子尺寸效应,诱导光吸收带蓝移,可以使原来在紫外波段没有吸收能力的常规材料,通过纳米化技术的改造而产生宽频带强紫外线吸收能力。实验证明,粒径为30~40nm的纳米二氧化钛的树脂膜对波长在600nm以内的紫外线有良好的吸收性能。这一特征很重要,因为纳米二氧化钛只有在吸收一定量的紫外光后,才能发挥抗菌、分解毒素以及除异味功能。另外,塑料包装制品在紫外线照射下很容易老化变脆,如果在其表面涂上一层纳米二氧化钛,就可以防老化,从而扩大塑料包装的用途,延长其使用寿命,为塑料包装的二次使用奠定基础。

综上所述,新鲜果蔬在采摘以后,其呼吸作用并未因此而停止,在呼吸过程中不断地产生二氧化碳、水以及乙烯等有害物质,这些有害物质在包装贮运过程中会导致果蔬变质和腐烂,这不仅造成了大量水果的浪费,而且包装废弃物严重地危害了环境。而纳米二氧化钛复合薄膜能够有效减少这种情况的发生。与性能品质稳定的产品供应和适应市场需求的打法策略现在常用的保鲜包装材料相比,纳米二氧化钛复合薄膜具有不可比拟的优点,克服了目前市场上普通保鲜技术(气调包装、涂保鲜剂)存在的缺陷。由于具有良好的包装效果,纳米二氧化钛复合薄膜保鲜技术拥有很好的应用前景。

目前国外新开发的功能性塑料包装薄膜已由过去的以食品包装为主,进一步向工业包装、医药包装、建材包装、化妆品包装等非食品包装领域拓展,其使用范围将越来越广,用量将越来越大。与发达国家相比,我国在这方面的研发差距还较大,主要体现在大路品种较多,专用品种少,今后应朝着高性能、多品种、无毒无害、绿色环保、物美价廉、使用方便的方向发展。

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