食品用塑料包裝材料阻隔性檢測標(biāo)準(zhǔn)概述

岳青青 竇鵬展

摘要：近幾年，食品包裝材料種類越來越多。阻隔性塑料包裝目前在我國的應(yīng)用范圍正逐漸擴(kuò)大，其在實(shí)際應(yīng)用過程中具有較強(qiáng)便捷性，因此經(jīng)常作為食品包裝材料。基于此，本文介紹了阻隔性食品塑料包裝材料的影響因素，以及阻隔性食品塑料包裝的類型，并研究了各種阻隔性食品塑料包裝材料的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：食品塑料包裝;阻隔性;標(biāo)準(zhǔn)

引言

隨著人們生活水平和消費(fèi)水平的日益提高，對食物的要求越來越高，相應(yīng)地對食品包裝材料的要求也越來越高。食品包裝材料被要求具備較高的阻隔性，能有效地防止氧氣、水蒸氣、蟲害、微生物及酸堿腐蝕液等通過包裝壁進(jìn)入到包裝內(nèi)，避免食品因受外界因素的干擾而發(fā)生變質(zhì);能有效防止食品中有機(jī)蒸汽的滲出，保持食品包裝內(nèi)部條件的持續(xù)穩(wěn)定，從而達(dá)到保護(hù)食品的效果，維持食品的新鮮度，延長食品的使用期。塑料包裝材料由于具有良好的阻隔性、保鮮性、抗菌性等，被廣泛應(yīng)用于食品、藥品的包裝。常見的阻隔性塑料包裝材料主要有乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）、聚偏二氯乙烯（PVDC）、丙烯腈共聚樹脂（PAN）、聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂（PET）、聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、尼龍（PA）等聚合物。

1阻隔性食品塑料包裝材料的影響因素

阻隔性食品塑料包裝材料在實(shí)際應(yīng)用的過程中，主要的影響因素包括以下5點(diǎn)：①化學(xué)結(jié)構(gòu)。阻隔性食品塑料包裝材料屬于聚合物，具備取代基團(tuán)，不同基團(tuán)會對阻隔性食品塑料包裝材料產(chǎn)生不同的影響。其中主要對材料聚合鏈結(jié)構(gòu)以及自由體積大小產(chǎn)生影響。②內(nèi)聚能密度。內(nèi)聚能密度指的是阻隔性食品塑料包裝材料中分子之間相互作用力的大小。通常情況下，內(nèi)聚能密度越大，聚合物分子鏈之間連接的緊密程度就越強(qiáng)，材料自身的滲透性能也就越低。③自由體積。自由體積指的是聚合物分子之間的空間空隙，如果阻隔性食品塑料包裝材料中的自由體積減少，則材料的阻隔性能將會上升，反之則下降。在材料加工過程中如果加入增塑劑，則能夠提升材料中自由體積，進(jìn)而降低阻隔性食品塑料包裝材料的阻隔性能。④結(jié)晶度。結(jié)晶度主要指的是化合物鏈結(jié)構(gòu)的規(guī)范性和柔韌性，同時(shí)還能夠表示出阻隔性食品塑料包裝材料中取代基的對稱性。如果材料中的結(jié)晶度提升，則材料在實(shí)際應(yīng)用中的透水性及透氧性都會降低。⑤取向。阻隔性食品塑料包裝材料取向指的是材料在實(shí)際加工的過程中，受到剪切力以及拉伸力的影響，材料中的分子鏈會出現(xiàn)取向反應(yīng)。取向反應(yīng)完成之后，阻隔性食品塑料包裝材料中的自由體積、溶解性、擴(kuò)散性及滲透性都會出現(xiàn)下降的情況。

2阻隔性食品塑料包裝的類型

2.1乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）

EVOH是乙烯-乙烯醇的無規(guī)共聚物，是一種鏈狀結(jié)構(gòu)的結(jié)晶性聚合物，是目前較好的阻隔性材料，可有效阻隔O₂、CO₂及其他氣體的滲透，由于其含有大量的羥基，因而對水分比較敏感，透濕性比較大。但乙烯含量為25%～45%的乙烯醇與乙烯共聚物減少了材料中的羥基，對濕度的阻隔性能得到大大的提升。

2.2聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂（PET）

PET是聚對苯二甲酸乙二醇酯樹脂，有良好的力學(xué)性能，薄膜沖擊強(qiáng)度是其他薄膜的3-5倍，耐折性好;耐油、耐脂肪、耐酸堿;具有優(yōu)良的耐高、低溫性能，可在120℃溫度范圍內(nèi)長期使用，短期使用可耐150℃高溫、-70℃低溫，且高、低溫時(shí)對其機(jī)械性能影響很小;氣體和水蒸氣滲透率低，既有優(yōu)良的阻隔氣體、水分、油及異味性能;透明度高，可阻擋紫外線，光澤性好;無毒、無味，衛(wèi)生安全性好。

2.3聚酰胺類

聚酰胺類材料俗稱為尼龍材料，是目前在包裝市場中應(yīng)用范圍較廣的一種材料，該材料薄膜的機(jī)械強(qiáng)度較高，具備較強(qiáng)的耐磨性、耐油性、耐溫性，應(yīng)用溫度范圍在-40～150℃，由此可以看出尼龍的應(yīng)用溫度范圍較廣。在氣密性方面，尼龍也具備較高的性能，該材料針對氧氣的阻隔性是其他聚酯材料的2～3倍，是聚烯烴材料的70～140倍。但尼龍材料的透濕率和吸水性較高，因此在濕度較高的環(huán)境中，尼龍材料會吸收大量空氣中的水分，其氣密性也會下降。

2.4尼龍（PA）

PA是分子主鏈上含有重復(fù)酰胺基團(tuán)的熱塑性樹脂總稱。包括脂肪族PA、芳香族PA和脂肪-芳香族PA。PA具有優(yōu)良的力學(xué)性能及熱穩(wěn)定性，同時(shí)其對氣體、氣味及油脂的阻隔性都很好，但由于其極性較強(qiáng)，對水分的阻隔性能一般。PA6和PA66是PA的兩個主要品種，兩者相比較，PA66比PA6硬度更硬，更具有耐高溫性。

3阻隔性食品塑料包裝材料的應(yīng)用

3.1聚酰胺類包裝材料的應(yīng)用

目前，日本在尼龍材料的基礎(chǔ)上制作了MXD6材料，該材料在實(shí)際應(yīng)用中的耐熱性較強(qiáng)、吸水率低、透明度高，與PA-6、PA-66材料相比，具備較強(qiáng)的阻隔性，另外在實(shí)際應(yīng)用中不會受到外界環(huán)境濕度的影響。該材料雖然出現(xiàn)的時(shí)間較短，但其發(fā)展速度非?？?，目前在歐洲已經(jīng)作為PVDC材料的替代品。MXD6材料經(jīng)常被應(yīng)用在蒸煮食品包裝、液體食品包裝中，在我國的應(yīng)用范圍也在不斷提升。

3.2聚偏二氯乙烯類包裝材料的應(yīng)用

聚偏二氯乙烯類包裝材料目前被應(yīng)用在食品包裝行業(yè)、醫(yī)藥包裝行業(yè)、輕工業(yè)包裝以及軍工業(yè)產(chǎn)品包裝中，但聚偏二氯乙烯類包裝材料在實(shí)際應(yīng)用的過程中，價(jià)格較高，廢棄處理中會產(chǎn)生HCl有害氣體，進(jìn)而對環(huán)境產(chǎn)生一定的影響。目前，PVDC材料主要用于制作復(fù)合膜，這種方式能夠降低PVDC材料的使用數(shù)量，進(jìn)而降低制作成本。通過與其他材料復(fù)合的方式，能夠提升PVDC材料在實(shí)際應(yīng)用中的綜合性能。

3.3EVOH類包裝材料的應(yīng)用

EVOH材料在實(shí)際應(yīng)用的過程中，由于極易與空氣中的水相互結(jié)合，不能在高度潮濕的環(huán)境中使用，因此需要對其展開復(fù)合處理，將其作為復(fù)合材料中的中間層。利用其他阻濕性能較高的材料，將EVOH自身的阻氣性能充分發(fā)揮出來。通常情況下，EVOH材料應(yīng)用在奶制品包裝、肉類包裝、調(diào)味品包裝及化學(xué)包裝中，目前在市場中的應(yīng)用范圍逐漸擴(kuò)大。但在我國，EVOH材料的生產(chǎn)并沒有完全實(shí)現(xiàn)獨(dú)立，仍然需要進(jìn)口，因此EVOH材料在未來發(fā)展的主要方向就是實(shí)現(xiàn)自主生產(chǎn)。

3.4無機(jī)物鍍膜類包裝材料的應(yīng)用

無機(jī)物鍍膜類包裝材料是一種復(fù)合材料，其具有較強(qiáng)的阻隔性，在飲料包裝以及食品包裝中得到廣泛應(yīng)用。目前，無機(jī)物鍍膜類包裝材料在日本的發(fā)展速度較快，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)代化生產(chǎn)，美國和歐洲部分國家已經(jīng)開始對無機(jī)物鍍膜類包裝材料展開研究，我國處于無機(jī)物鍍膜類包裝材料研究的初級階段。無機(jī)物鍍膜類包裝材料主要是將無機(jī)氧化物附著在材料表面，形成一層緊密的薄膜，進(jìn)而提升無機(jī)物鍍膜類包裝材料在實(shí)際應(yīng)用中的阻隔作用。

結(jié)語

在食品包裝設(shè)計(jì)中，阻隔性是包裝材料具有的最重要特性，特別是食品的保質(zhì)期對包裝材料的阻隔性的依存度很大。食品塑料薄膜的阻隔性大致分為氣體透過性和水蒸氣透過性，其中氧氣透過性是最常見的氣體阻隔性能，包括壓差法和庫侖法，水蒸氣透過性包括稱重法、電解法、紅外法、濕度法四種測試方法，以上阻隔性測試方法都有相應(yīng)的國家檢測標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。對檢測者而言，不僅要掌握方法原理的不同之處，還要通過掌握不同方法標(biāo)準(zhǔn)所得結(jié)果參數(shù)的單位和意義，以便于在實(shí)際應(yīng)用中進(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)比對，有助于加強(qiáng)對食品塑料薄膜包裝阻隔性的監(jiān)控。

參考文獻(xiàn)

[1]李同兵，劉向東，高秀梅，等.PVDF/多巴胺改性二氧化鈦復(fù)合膜光阻隔性研究[J].工程塑料應(yīng)用，2016，44（6）：26-31.

（作者單位：中包包裝研究院有限公司）