塑料在阻隔包裝中的應(yīng)用

姬巖巖 王克儉

（北京化工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院成型制造研究中心,北京 100029）

阻隔性是指阻擋一種材料進(jìn)入另一種材料的性能，最常見阻隔的是氧氣和水，來以此到某種目的，例如食品保鮮、藥品防潮等。塑料因其良好的加工性能、低廉的價(jià)格和便于回收利用在包裝領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。回顧阻隔塑料包裝的發(fā)展歷史，我們發(fā)現(xiàn)阻隔包裝發(fā)展到今天，大致形成了最主要的四種涂層：尼龍（PA）、聚偏二氯乙烯（PVDC）、乙烯-乙醇共聚物（EVOH）、聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN），以及近年來形成的新型包裝。

1.聚偏二氯乙烯（PVDC）

PVDC的特點(diǎn)是低透過性、阻隔性和耐化學(xué)藥品性。PVDC以其良好的的對水和氧氣的低透過率，不僅在食品行業(yè)被廣泛應(yīng)用，而且在卷煙、飲料、干蔬菜、奶粉、茶葉的生產(chǎn)中用于保鮮和隔味。在化工、醫(yī)藥、電子和軍工產(chǎn)業(yè)的防潮包裝中，我們也可以發(fā)現(xiàn)PVDC的身影。也有使用。我們國家在這方面做了很多的工作，并取得了一些成就。

PVDC在很多國家被認(rèn)定為綠色環(huán)保材料，可以直接與食物接觸，美軍在海灣戰(zhàn)爭中，美軍的食品全部用PVDC做包裝，不僅包裝輕便快捷，而且能保夠很好的保存食品的色香味。PVDC作為一種性能優(yōu)異的的塑料，它的產(chǎn)品形式主要為乳液和樹脂。

PVDC膠乳可以用于制造涂覆PVDC型膜而PVDC樹脂可用于腸衣膜、保鮮膜、擠出膜等的制造。PVDC乳膠基本實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化而PVDC樹脂的技術(shù)仍有待于完善。PVDC在中國主要用于煙膜的包裝，約占70%，其余的用于食品和藥品的包裝。

2.聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）

PEN的結(jié)構(gòu)與PET相似，不同的是用萘環(huán)取代了苯環(huán)，但幾乎在各方面都優(yōu)于PET，其阻隔性能比起PEN提高了好幾倍，而且對高溫和化學(xué)藥品的適用性更好。在飲料生產(chǎn)行業(yè)，有時(shí)候?yàn)榱藲⒕仨毑捎脽峁嘧?，而PEN的玻璃化溫度較高，有很好的長期耐熱性，它的熱灌裝溫度可以達(dá)到102攝氏度，這是PET樹脂在商業(yè)中被廣泛應(yīng)用的一大因素。PEN對于以往必須使用玻璃瓶進(jìn)行熱罐裝的飲料來說，它們的飲料瓶就可以做成樹脂型，這樣不僅方便運(yùn)輸而且也節(jié)省了包裝的成本。在啤酒包裝方面，國外已經(jīng)開始嘗試用塑料瓶來盛裝啤酒，而PEN樹脂則很好的滿足了這一需求。用PEN做成的啤酒瓶厚度僅為玻璃瓶的一半，重量僅為八分之一，而優(yōu)異的耐紫外線使啤酒的口味與香味基本一致，貯存期可達(dá)到6到9個(gè)月，這樣就能大大地降低流通的成本，而且更便于回收再利用。與此同時(shí)，PEN還可以作為耐高溫堿洗或紫外線消毒的容器。

3.聚酰胺（PA）

PA作為一種在汽車生產(chǎn)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用的塑料，在包裝領(lǐng)域也有很多的用途，PA6是市場中使用最多的一種薄膜。PA薄膜的氣體阻透性好，氧氣透過性好，透明性好，且耐油、耐高溫、耐蒸煮、抗刺穿性能好，非常適合各種肉制品、海產(chǎn)品的速凍包裝。PA一直作為多層復(fù)合膜的重要阻隔材料而不斷發(fā)展。PA與聚烯烴復(fù)合，可以滿足許多食品需要阻隔氣體、香味、保持濕氣的要求。近年來國內(nèi)外成功開發(fā)出PA6納米阻隔復(fù)合材料，在阻透性、拉伸方面有明顯提高，與普通PA6相比，有更佳的阻氧性和耐熱性。尼龍的應(yīng)用主要以共混的形式制瓶，用于酒、飲料、藥品及食品的阻隔包裝。

4.乙烯-乙烯醇共聚樹脂（EVOH）

EVOH的阻隔性能的好壞很大程度上取決于乙烯的含量，一般來說乙烯含量增加，氣體阻隔性下降，但加工性能良好。EVOH最顯著特點(diǎn)是對氣體的透過率極低，另外它的透明性、光澤性、機(jī)械強(qiáng)度、伸縮性、耐磨性、耐寒性和表面強(qiáng)度都非常優(yōu)異。EVOH能夠很好的阻止氧氣、氮?dú)?、二氧化碳等進(jìn)入包裝，也可以在包裝里面充入氮?dú)鈦肀ｕr食品；食品生產(chǎn)企業(yè)也用于火腿、牛奶等新鮮食材的包裝。

應(yīng)用在包裝領(lǐng)域，EVOH不僅能夠很好的阻隔氧氣，也能夠很好的保存香味，多用于有香味果汁的包裝；在食品業(yè)中用于無菌包裝、熱罐和蒸煮袋，包裝奶制品、肉類、果汁罐頭和調(diào)味品；在非食品方面，用于包裝對環(huán)境有危害的化學(xué)品、空調(diào)結(jié)構(gòu)件、汽油桶內(nèi)襯、電子元件等。

5.新型包裝

隨著時(shí)代的發(fā)展，包裝中包含的科技也越來越多。在提倡綠色可持續(xù)發(fā)展的時(shí)代背景下，包裝在滿足最基本的功能之外，也要滿足對環(huán)境的破壞性小，也要考慮回收利用的問題。中科院研究所已經(jīng)開發(fā)出了用廢糖蜜為原料生產(chǎn)生物可降解塑料PHB及其共聚物PHBV，可以作為一種包裝材料使用，具有廣闊的前景。還有國內(nèi)的公司開發(fā)出具有某種特殊功能的功能包裝，令人耳目一新，受到了消費(fèi)者和經(jīng)營者的青睞。新加坡研制出一種保鮮包裝紙，這種紙含抑菌、殺菌劑，用這種紙貯藏蘋果，半年后啟開，果實(shí)仍然飽滿。另一種保鮮紙能使柑橘保鮮3個(gè)月，使荔枝保鮮30多天俄羅斯專家在包裝材料的聚合物中添加了脫水的酸化物、多種礦物鹽和酶等物質(zhì)。富含這些物質(zhì)的包裝袋的表面，可吸收所包裝食品中多余的水分，殺滅細(xì)菌，從而改善包裝袋的內(nèi)部環(huán)境。同時(shí)，添加物中的酶，還能調(diào)節(jié)食品的氣味，為食物中的營養(yǎng)成分營造生存空間。

我們國家的包裝發(fā)展還有很大的空間，還有很多的工藝和合成技術(shù)需要我們不斷提高，在這方面我們和國外還有很大的差異。我們應(yīng)該摒棄過去我們只重視產(chǎn)品而輕視包裝的傳統(tǒng)思想，要加入更多的創(chuàng)意和營銷的元素。