高阻隔EVOH在食品包裝上的應(yīng)用

葉俊

近年來(lái)，食品安全問(wèn)題的頻繁發(fā)生，對(duì)人們的身體健康和社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展帶來(lái)了諸多負(fù)面影響，已引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注，而食品包裝的安全性是人們關(guān)注的重點(diǎn)之一。在此背景下，具有高阻隔性能的材料成為環(huán)保、安全、衛(wèi)生食品包裝的首選，其中，EVOH憑借優(yōu)異的高阻隔性能成為了金屬、玻璃等傳統(tǒng)高阻隔包裝材料的理想替代品，同時(shí)也成為食品、果蔬類食品包裝材料的首選?？上驳氖牵S著研發(fā)人員的努力，目前多款具有特殊功能的EVOH材料已成功面市，比如，具有吸氧功能的EVOH材料、透明耐高溫蒸煮EVOH材料等，這些特殊功能的EVOH材料已經(jīng)在人們的日常生活中發(fā)揮了重要作用。下面，筆者結(jié)合食品對(duì)阻隔包裝的需求，介紹EVOH的主要性能及特殊功能的EVOH材料及其應(yīng)用。

食品對(duì)阻隔包裝的需求

引起食品變質(zhì)的因素主要有以下3種：生物因素（微生物繁殖、生物酶反應(yīng)等）、化學(xué)因素（主要是食品成分的氧化）及物理因素（吸濕、干燥等）。這些因素在氧氣、光線、溫度、水分等環(huán)境條件下發(fā)揮作用，從而引起食品變質(zhì)。

防止食品變質(zhì)是食品包裝必不可少的基本功能。所謂防止食品變質(zhì)，主要是抑制食品中微生物的繁殖，防止氧氣對(duì)食品成分的氧化，以及防潮和保持食品的原有風(fēng)味。其中，防止氧氣對(duì)食品成分的氧化是重中之重，因?yàn)檠鯕馐且鹗称纷冑|(zhì)的最顯著因素，采用能夠阻隔氧氣的食品包裝，在防止食品成分氧化的同時(shí)，還可有效抑制食品中微生物的繁殖。

一般情況下，能夠阻隔氧氣等氣體的阻隔性樹脂，通常都具有良好的氣味阻隔性能，可起到保香和異味侵入的作用，以保持食品的本來(lái)風(fēng)味。而水分的阻隔通常依靠與EVOH復(fù)合的PP或PE層來(lái)實(shí)現(xiàn)。

EVOH的主要性能

EVOH為白色透明或半透明顆粒，是乙烯和乙烯醇共聚的高分子有機(jī)材料，其不僅具有乙烯的優(yōu)秀加工性能，也保留了乙烯醇優(yōu)越的氣體阻隔性。共聚時(shí)通過(guò)改變乙烯及乙烯醇的比例，可以制作出不同阻隔性能和加工性能的EVOH材料。當(dāng)乙烯含量增加時(shí)，EVOH的加工性能隨之提高，而阻氧性能則隨之下降。EVOH的主要性能如下。

1.氣體阻隔性

EVOH對(duì)于氧氣、二氧化碳、氮?dú)?、氦氣、氨氣等氣體，擁有極低的氣體滲透率。這是因?yàn)镋VOH本身為結(jié)晶性樹脂，結(jié)晶是完全不透氣的，而EVOH的結(jié)晶度相對(duì)比較高，不透氣的部分較多，且EVOH分子鏈上存在大量羥基，羥基之間形成了很強(qiáng)的氫鍵，從而使分子鏈不易運(yùn)動(dòng)，增加了致密性，有效限制了各種氣體分子的通過(guò)。

值得一提的是，EVOH的阻氧性明顯高于任何其他材料，大約是聚乙烯的一萬(wàn)倍（當(dāng)相對(duì)濕度為65%時(shí)），但由于EVOH分子鏈中存在大量羥基，使得EVOH表現(xiàn)出一定的親水和吸濕性，吸濕之后其對(duì)氧氣的阻隔性會(huì)明顯降低。

2.加工性能

EVOH擁有出色的擠出成型性能，可滿足以下加工方式：共擠薄膜、片材、軟管、瓶、復(fù)合加工等。

3.耐油耐有機(jī)溶劑性能

EVOH適用于包裝包含油、有機(jī)溶劑的產(chǎn)品。另外，將EVOH復(fù)合在壁紙最外層可有效防污。

4.保香性能和增強(qiáng)美觀

EVOH擁有卓越的保香性能，能夠保持內(nèi)容物的風(fēng)味和香味，同時(shí)還能阻止其他異味進(jìn)入。

EVOH光亮透明，可應(yīng)用在包裝最外層，在發(fā)揮阻隔性能的同時(shí)，增強(qiáng)商品的美觀度，提高產(chǎn)品檔次。

5.抗靜電性能

由于EVOH的表面電阻小，故在生產(chǎn)中不易產(chǎn)生靜電。因此，相比其他材料，將EVOH用于包裝袋表面，不容易因靜電而吸附灰塵。此外，EVOH成膜后的表面張力一般大于50mN/m，非常利于復(fù)合、涂布等后道工序的進(jìn)行。

6.環(huán)保性能

由于EVOH具有良好的氣體阻隔性和保香性，因而可替代玻璃和金屬包裝，大大節(jié)省資源。同時(shí)，EVOH分子中只含C、H、O三種元素，燃燒時(shí)不會(huì)產(chǎn)生鹵化物、氰化物或致癌物二惡英等有害物質(zhì)。EVOH比一般的聚稀烴材料燃燒熱小，可有效減輕焚燒爐的負(fù)荷。此外，EVOH生產(chǎn)過(guò)程中的邊角料還可回收再利用，這一點(diǎn)對(duì)于PVDC材料卻很難實(shí)現(xiàn)?？梢?，EVOH是一種有利環(huán)境和資源保護(hù)的材料。

特殊功能的EVOH及其應(yīng)用

1.具有吸氧功能的EVOH材料

有些食品對(duì)氧氣高度敏感，比如金槍魚、番茄醬、蔬菜等，極少量的氧氣透入都有可能使其變質(zhì)。為了滿足這些產(chǎn)品的高阻隔包裝要求，具有吸氧功能的EVOH材料便應(yīng)運(yùn)而生，該材料可在一定時(shí)間內(nèi)保持包裝的零透氧。

具有吸氧功能的EVOH材料是通過(guò)在普通的EVOH樹脂中添加吸氧物質(zhì)來(lái)徹底去除少量透過(guò)EVOH阻隔層的氧氣，從而達(dá)到零透氧，同時(shí)其還可以吸收包裝內(nèi)部的氧氣，在一定時(shí)間內(nèi)（吸氧物質(zhì)飽和之前）能夠使包裝內(nèi)部維持絕對(duì)無(wú)氧的環(huán)境。對(duì)于某些對(duì)阻隔性要求更高的食品來(lái)說(shuō)，可以放心用該材料替換金屬罐或玻璃瓶等傳統(tǒng)包裝。目前，該材料已在一些高端食品包裝中得以應(yīng)用，如圖1所示，從左到右的內(nèi)容物分別為蛋黃醬、加工肉、果凍及盒飯，這些產(chǎn)品對(duì)氧氣極為敏感，需要高阻隔包裝的保護(hù)，而且包裝形態(tài)豐富，采用具有吸氧功能的EVOH材料可完全符合包裝使用要求。

2.耐高溫蒸煮的EVOH材料

傳統(tǒng)EVOH在應(yīng)用于高溫蒸煮包裝時(shí)，會(huì)因?yàn)樗魵獾倪M(jìn)入而使薄膜表面形成白線、紋路、霧化發(fā)白，甚至出現(xiàn)復(fù)合膜分層等質(zhì)量問(wèn)題。對(duì)此，我公司開發(fā)出了牌號(hào)為FR101B的EVOH材料，該材料具有極強(qiáng)的耐高溫蒸煮性能。

與傳統(tǒng)EVOH相比，F(xiàn)R101B在蒸煮后并沒(méi)有損失太多的阻氧能力，卻大大改善了外觀及復(fù)合膜分層問(wèn)題。FR101B與傳統(tǒng)EVOH蒸煮后外觀對(duì)比如圖2所示。FR101B在需要蒸煮的加工肉等食品包裝上已得到批量采用，發(fā)展前景廣闊。

3.透明耐高溫蒸煮EVOH材料

食品對(duì)包裝的透明性要求相當(dāng)高，但為了達(dá)到特殊功能的要求，許多包裝往往會(huì)犧牲透明度，而透明耐高溫蒸煮EVOH材料的成功研制則打破了以往的僵局，該材料同時(shí)兼?zhèn)渫该?、耐高溫蒸煮、高阻隔的功能。如圖3所示，從左到右的內(nèi)容物分別為玉米、鮭魚及咖喱飯，這些產(chǎn)品食用前需要經(jīng)過(guò)高溫蒸煮處理，其中的玉米對(duì)包裝透明度有很高要求，而采用透明耐高溫蒸煮EVOH材料可完全符合包裝使用要求。

隨著終端用戶產(chǎn)品越來(lái)越豐富，其對(duì)于包裝的要求更多樣化，我公司也在不斷豐富EVOH產(chǎn)品類型，力爭(zhēng)貼合每位用戶的需求。此外，對(duì)于食品包裝來(lái)說(shuō)，環(huán)保、健康、安全是未來(lái)追求的方向，我們應(yīng)充分利用大自然給予我們的禮物，不斷通過(guò)新技術(shù)來(lái)研發(fā)新的材料。對(duì)于我們每一個(gè)人來(lái)說(shuō)，在改變自然、享受生活的同時(shí)，也應(yīng)在保護(hù)環(huán)境的路上永不停息，在滿足包裝要求的同時(shí)，使得人類能與自然和諧共存。