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包装工程中的功能性包装材料分析(上)

摘要：包装材料在材料工业中占据非常重要的位置。发达国家的包装工业值已经占国内生产总值（GDP）的2%以上。近年来， 以阻隔性，保鲜性，耐热性，可食性，分解性， 纳米包装材料等为代表的功能性包装材料的出现，更是推动包装行业的迅猛发展。 关键光接续盒词：包装工程 功能材料 阻隔性包装材料 保鲜性包装材料 选择吸收性包装材料 耐热性包装材料 可食性包装材料 分解性包装材料 纳米包装材料

包装材料在材料工业中占据非常重要的位置。发达国家的包装工业值已经占国内生气煤产总值（GDP）的2%以上。目前我国每年也要消大量的商品包装。近年来，随着人们生活水平的提高，特别是人们对环境的保护程度愈来愈受到重视，因此对包装也有了更高的要求，绿色包装的呼声愈来愈高，于是，就推动了以包装材料为方向的材料科学的迅猛发展，作为包装行业的基础产业，更是带动了包装行业的腾飞。

包装材料按传统的材料分类方法，可以分为：纸质材料，合成高分子材料，金属材料，玻璃与陶瓷材料，复合材料，纤维材料，木材，其他材料。但是随着材料科学的发展，特别是新材料的不断涌现，包装行业的材料出现了功能材料的说法，按照功能包装材料的概念，功能性包装材料包括：可食性包装材料，分解性包装材料，保鲜性包装材料，选择吸收性包装材料，阻隔性包装材料，耐热性包装材料，无菌和抗菌性包装材料，导电性包装材让病毒沾染到达最低料以及纳米性包装材料。

可食性包装材料

随着高监测电缆科技在食品包装领域的不断发展利用，各种能食用的包装材料相继问世，这些可食性包装材料一般以人体能吸收消化的天然可食性物质如蛋白质，淀粉，多糖植物纤维及其他天然物质为基础原料，通过不同分子间的相互作用，制成具有多孔络结构，不影响食品风味的包装薄膜。可食性薄膜一起原料丰富，可以使用，对人体无害，具有一定的强度，等特点，作为包装行业的一种功能材料，近年来获得迅猛的发展，广发应用于食品，医药的包装。

作为包装薄膜，可食性包装薄膜有以下几个特点：阻水性，可延缓食品中水及油以及其他成分的迁移核扩散；可选择的透气性和抗渗透能力，阻止食品中的风味物质的挥发；有较好的物理和机械性能，具有较好的表面机械强度，便于加工成型；可作为食品色，香，味，营养物质强化和抗氧化物质等添加剂的载体；可以食用，对环境无污染……等优异特性。

目前，可食性包装包装材料从原料来看，主要是蛋白质，淀粉，甲壳素以及其他的天然原料。

用蛋白质制作可食性包装材料，由动物蛋白和植物蛋白之分。动物蛋白质取材于动物的皮，骨，软骨组织等。这类材料具有很好的强度性质，抗水性和透氧性，适宜于肉类食品的包装。例如，一种动物蛋白胶原料制备成的可食性包装薄膜具有强度高，耐水性，和隔绝水蒸气的性能，解冻烹调事会自动融化，可使用，用于包装油类食品，不会改变食品的风味。

由植物蛋白制成的可食性包装薄膜，具有很好的抗潮能力，并具有一定的抗氧化性能。适合含脂肪食品的包装，能保持水分，保证食品的原味不变。目前主要是大豆蛋白可食性包装薄膜，蛋白质，脂肪酸，淀粉可食性包装薄膜，耐水蛋白质薄膜，玉米醇蛋白可食性包装薄膜，蛋白质涂层包装纸 等。此外，还有一些替代的可食性包装薄膜，例如牛奶蛋白，酪蛋白等。

用大豆提炼的蛋白质制造出类似塑料的物质作为可食性包装材料，来替代过去以石油为原料合成的塑料。这种制作技术是将大豆浸泡，墨随后分理出蛋白质，将蛋白质容易烘干，除去其中的水分，然后用蛋白质粉和其他成分以及添加剂混合，制成可食性包装薄膜或者涂层，用于包装食品，有优良的强度，弹性和防潮性能。

玉米蛋白质包装薄膜主要用于快餐盒食品的包装涂层，该膜是纸和玉米蛋白质的合成材料，在锅中煮沸也不改变其性质。最新研制的一种具有抗菌功能的蛋白质可食性薄膜是在玉米醇蛋白或者大豆蛋白单膜中添加溶菌酶或者维生素等仰菌成分，可控制食品中病原菌的生长和由微生物引起的食品变质。

以玉米，小麦，土豆，都累，薯类等农作物作为基材的可食性包装材料中，以玉米淀粉改性加工成的可食性包装薄膜最为典型。根据其中加入的添加剂，酸碱处理，酶处弹簧扭矩实验机理或者氧化处理的方法不同，淀粉类食品可食性包装材料可分为豆渣为原料的可食性包装纸和玉米淀粉，海藻酸钠或者聚糖符合包装薄膜等。用淀粉作原料，添加其他一些可食性的物质加工成包装纸，用于包装快餐面，调味品等，可以直接放入锅中烹调，而不需要将包装袋除去，得到环保和节约的双重功效。

高阻隔性塑料包装材料

高阻隔性塑料包装材料是随着食品工业的迅速发展而发展起来的，在包装工业特别在食品包装行业获得了迅速发展和广泛应用。它对食品起到了保质、保鲜、保风味以及延长货架寿命的作用。保存食品的技术多种多样，像真空包装、气体置换包装、封入脱氧剂包装、食品干燥包装、无菌充填包装、蒸煮包装、液体热充填包装等等。在这些包装技术中许多都要使用到塑料包装材料，虽要求其具备多种性能，但重要的一点是都须具备良好的阻隔性。在包装行业，比较常见的高阻隔性薄膜材料有如下几种：

尼龙类包装材料。尼龙类包装材料以前一直使用“尼龙6”。但是“尼龙6”的气密性不理想。有一种从间二甲基胺和己二酸缩聚而成的尼龙（MKD6）的气密性比“尼龙6”高10倍之多，同时还有良好的透明性和耐破裂性。主要被用于高阻隔性包装薄膜，用于阻隔性要求很高的食品软包装。其食品卫生性也得到FDA的许可。它作为薄膜的最大特点是阻隔性不随湿度的上升而下降。在欧洲，由于环境保护问题突出，作为PVDC类薄膜的替代产品，MXD6尼龙的使用量是很大的。由MXD6尼龙和EVOH复合而成的具有双向延伸性的新型薄膜，作为一种高阻隔性的尼龙类薄膜。复合的方法有多层化复合，也有采用将MXD6尼龙和EVOH共混液压拉床拉伸的方法。

PVDC类材料（聚偏氯乙烯）。聚偏氯乙烯（PVDC）树脂，作为复合材料或单体材料及共挤薄膜片，是在包装行业使用最多的高阻隔性包装材料。其中又以PVDC涂覆薄膜使用量最多。PVDC涂覆薄膜是使用聚丙烯（OPP），聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等作为基材的。但是由于纯PVDC软化温度高，且与其分解温度接近，又与一般增塑剂相容性差，故加热成型困难而且难以直接应用，实际使用的PVDC薄膜多为偏氯乙烯（VDC）和氯乙烯（VC）的共聚物，以及和丙烯酸甲酯（MA）共聚制成的阻隔性比较好的薄膜。

EVOH类材料。EVOH一直是应用最多的高阻隔性材料。这种材料的薄膜类型除了非拉伸型外，还有双向拉伸型、铝蒸镀型、黏合剂涂覆型等。双向拉伸型中还有耐热型的用于无菌包装制品。EBOH树脂与聚烯烃、尼龙等其他树脂共挤制得的薄膜主要用于畜产品包装。

近年来，国际社会对绿色包装的呼声越来越高，但是作为高阻隔性的包装材料被广泛应用的PVDC的废弃物在燃烧处理时会产生HCI而导致环境污染问题，因此现有被其他包装材料替代的趋势。比如，在其他基材的薄膜上镀覆SIOX（氧化硅）后制得的所谓镀覆薄膜受到了重视，除了氧化硅镀膜以外，还有氧化铝蒸镀薄膜，其气密性能与同法获得的氧化硅镀膜相同。同时由于多层复合、共混、共聚、蒸镀技术发展极为迅速，高阻隔性包装材料如这位BFF的开创人依然不改其初衷：“我们只是想从毫无价值的垃圾中制造出符合正常质量标准的有价值产品共聚物EVOH、聚偏氯乙烯（PVDC）、聚胺（PA）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）的多层复合材料及硅氧化合物蒸镀薄膜等得到进一步开发，其中尤以下列产品更为引人注目：MXD6聚酰胺包装材料、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、硅氧化物蒸镀薄膜等。

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