食品包装薄膜的研究进展

塑料是一种可塑性很好的高分子材料,将其用于包装领域,与传统的包装材料(纸、金属、玻璃等)相比,塑料包装材料有其独特的性能。由塑料制成的各类包装材料,如塑料膜、塑料袋、塑料桶和箱子,塑料瓶和罐及复合包装材料等,被广泛应用于食品包装领域,而且市场需求量逐年呈上升趋势。塑料包装材料之所以能被广泛使用在食品包装中,是因为塑料包装有其独特的优良特性,如优异的物理力学性能,好的化学稳定性,质轻,加工成型性好,外形美观、容易着色等。但是,某些塑料材料的卫生安全性能较差,同时其包装废弃物又会对环境产生较大的影响,从而影响了塑料包装材料在某些食品包装领域的使用。但随着新型塑料材料的不断推出和迭代更新,塑料包装材料在食品领域中的应用相比其他包装材料仍占主导地位。

1.1聚乙烯(PE)

聚乙烯(PE)薄膜具有优异的透气性能和阻湿性能,良好的拉伸强度、撕裂强度和柔韧性,此外,其拥有比较好的化学稳定性,耐化学腐蚀性强,常温下不溶于任何有机溶剂,耐低温性能好、热封性好,但其印刷性差,需采用电晕处理或化学表面处理以改善其印刷性。PE薄膜是一种安全无害的包装材料。PE可被制成流延薄膜,即CPE薄膜,这种薄膜厚度均幻,与PE薄膜相比,其表面光泽度、透明度、热封性和印刷性均优于PE薄膜,可正反两面印刷,但生产成本高。CPE薄膜主要用于复合袋的内层以及化妆品、酱菜和糕点的包装。

如果被包装物是富含油脂的食品,外界光线会透过透明的塑料薄膜包装,尤其是索外北线选是使被包装物产生变色、筐色以及光氧化变质等问题,这须引起重视。贾兆阳等"制备了可屏蔽紫外线的低密度聚乙烯(LDPE)薄膜,同时研究了其光学性能,并将其用于包装油炸椒盐花生,研究了其用于包装材料时对光的屏蔽作用,希望能设计出适用于富含油脂类食品的透明塑料包装。研究结果表明:要延缓所包装食品的变质速度和减轻变质程度,以及要减缓树脂的光氧老化速度和程度,需加入适量的光稳定剂以屏蔽紫外光线透过,在一定程度上阻止紫外光透过量,减轻所包装食品受到光照以引起变质的程度;同时,光稳定剂的加入可以阻断树脂链式反应的持续进行,从根本上改善包装材料的光氧化性能。东京三浦食品包装材料厂研制开发了一种同时具有抗菌作用和耐氧化性能的新型食品包装薄膜。这种新型的包装薄膜可延长所包装食品的保质期,可延长至原来保质期的4~5倍。

这种包装薄膜采用一种高分子材料与从食盐中分离出的氯化钠聚合物为原料制备而成,然后将2~3层薄膜叠合制成薄膜包装袋。法国某食品包装塑料薄膜生产商研制出一种全新的油脂食品专用包装薄膜。这种塑料薄膜呈紫色,很易辨认,专门用来包装高脂肪食品。这种薄膜是欧洲聚乙烯薄膜制造商协会的特别推荐产品。

1.2聚丙烯(PP)

由聚丙烯(PP)制成的食品包装薄膜具有透明度高、光泽度好且质轻等优点,其具有优良的拉伸

强度、硬度、韧性及耐热性,可在120"C的高温环境下连续使用,且可在开水中蒸煮。PP包装薄膜具有良好的耐化学稳定性和卫生安全性，在一定温度范围内耐酸、碱、盐及多种溶剂,符合食品包装的卫生要求。PP塑料薄膜的印刷性能较差,印刷前必须经过表面处理以改善其印刷性能。PP薄膜被广泛用作食品包装材料,其中，最常见的是CPP薄膜和双向拉伸聚丙烯薄膜(BOPP), CPP薄膜是通过流延挤塑工艺生产的PP薄膜,通常人们都是将其与其他材料进行复合后使用。由于这种薄膜具有较好的物理性能及相对低廉的价格,已然成为广泛使用的食

品包装塑料薄膜基材,可用于包装方便面、饼干、糖果、干果、薯片等。

CPP薄膜与聚酯(PET)薄膜、线型低密度聚乙烯(LLDPE)薄膜、LDPE薄膜等材料相比，其具有

明显的价格优势。CPP薄膜的价格低于LLDPE薄膜价格的5%~10%,密度比LLDPE薄膜的密度低2%,这也是CPP薄膜比较受市场欢迎的主要原因。此外，由于流延薄膜具有内在的快速冷却性能，可获得优异的光洁度和透明度,对于透明度要求较高的食品包装而言，这一特性使CPP薄膜成为食品包装的首选材料。CPP薄膜具有优异的透明性,使被包装物清晰可见,特别适合于软包装市场;其印刷性差,但是可通过电晕处理显著改善其印刷性,便于使用各种工艺进行印花，这一-特性能改善CPP薄膜包装材料的外表美观性。PP的软化点约为140C ,故CPP薄膜具有优良的耐热性能,其可广泛应用于热灌装、蒸煮袋、无菌包装等领域。CPP薄膜还具有优异的耐酸、耐碱、耐油脂性能及良好的食品安全卫生性,这些特性使其成为面包产品的首选包装材料。

1.3聚酯(PET)

聚酯(PET)薄膜具有优异的透明度、光泽性,优良的阻气、阻油和保香性能，还具有优异的力学性能，其拉伸强度是PE薄膜拉伸强度的5~10倍，是聚酰胺(PA)薄膜拉伸强度的3倍。此外，PET薄膜还具有良好的化学稳定性,耐稀酸、碱及普通的有机溶剂。PET薄膜能在较宽的温度范围内保持其优良的物理力学性能，其正常使用温度范围为-70~120C，且能在150"C的环境下短时使用。PET薄膜还具有优良的卫生安全性,因此人们将其.用于肉制品包装,另外以PET为基材的复合薄膜还可用于蒸煮食品的包装。

热收缩型PET薄膜具有以下特点:在常温下性能比较稳定，加热至玻璃化温度以上时开始收缩，并且是在同一个方向.上发生70%以，上的热收缩。热收缩PET薄膜包装的优点是:透明且与包装物紧密贴合,可完全体现包装物的形象;防雨、防潮、防霉变;无复原性,有一定的防伪功能。热收缩PET薄膜常用于包装方便食品和饮料,其中收缩标签是其最主要的应用领域。随着PET饮料瓶的快速发展，如可乐、雪碧、各种果汁等饮料瓶都需要PET热收缩膜与之配套做热封标签,它们同属于聚酯类,是环境友好型材料,易于回收和再生利用。

1.4聚酰胺(PA)

聚酰胺(PA)薄膜的气体透过率低,但其水蒸气的透过率高,吸水性强,且随着吸水量的逐渐增加

而溶胀，使其阻气、阻湿性能急剧下降。另外， PA薄膜的力学强度和包装尺寸的稳定性也会因其吸水溶胀而受到影响。PA薄膜具有良好的力学性能，韧性好且耐磨,有优异的耐高温和耐低温性能，正常使用温度范围为-60~130C,最高的使用温度可达到200C。此外，PA薄膜还具有良好的化学稳定性能、加工性能和印刷性能，但其热封性差。PA薄膜卫生安全性高,符合食品包装关于卫生的安全性的要求。因此，PA薄膜被人们广泛用于冷冻食品和蒸煮食品的包装。双向拉伸PA6薄膜具有优异的耐刺穿强度、冲击强度、摩擦强度和弯曲强度,优于普通的PA薄膜,并且其具有较好的气体阻隔性,但其热封性差,多与热封性良好的基材薄膜复合后使用,复合薄膜主要用于食品包装,比如冷冻食品包装、汤面液体的调料包装及耐蒸煮食品包装等。

1.5聚偏二氯乙烯(PVDC)

聚偏二氯乙烯(PVDC)薄膜由于拥有优异的气体阻隔性和水蒸气阻隔性,对油和异味的阻隔性

也很好，因此人们常常将其作为阻隔复合材料的重要组成部分,还可将其制成乳液涂布于其他基材上，用于改善材料的阻隔性。PVDC薄膜的使用温度范围为-18~135C,可以用于低温冷藏食品包装，又可以用于高温蒸煮食品包装。它常被用来包装芳香及含油脂的食品,可明显延长食品的保鲜期和保香时间。PVDC薄膜主要用于肠膜、保鲜膜、食品包装膜,如用于包装火腿肠、奶酪、汤、零食、饼千及谷类食品、宠物食品.酱料、肉制品等;PVDC薄膜还具有优异的自黏性,故将其用于保鲜膜可以发挥这方面的优势。PVDC热收缩薄膜的结构一般为

PE/EVA/PVDC/EVAVLDPE(Surlyn),通过共挤方式制备。采用真空包装机对冷鲜肉进行包装，利用PVDC热收缩薄膜高收缩率、高阻隔性的特点,所包装的冷鲜肉产品不仅拥有漂亮的外观,同时也可长久保持冷鲜肉的新鲜度。在欧美、澳洲等地, PVDC收缩膜被广泛用于包装新鲜牛肉产品,用这种薄膜包装的新鲜牛肉可使其保质期延长至2个月。

2功能性食品包装薄膜

2.1抗菌包装薄膜

食品在存放过程中由于受到微生物、酶、氧气等因素的影响会发生不良变化,降低食用价值和商品价值,缩短货架期并增加食源性疾病的风险。在食品包装材料中加入一-定量的抗菌剂制成的抗菌包装材料可以解决上述问题。抗菌包装材料可分为抗菌薄膜.抗菌中空容器、抗菌包以及抗菌周转箱等,其中食品抗菌包装薄膜是应用最广泛的。抗菌薄膜又可分为:无机抗菌剂薄膜、有机抗菌剂薄膜、光催化型无机抗菌剂薄膜、天然和高分子抗菌剂薄膜及复合化抗菌剂薄膜等。段华伟等(采用复合结构的薄膜,通过添加一定的抗菌剂,实现了塑料薄膜的高阻隔抗菌效果。乙烯~乙烯醇无规共聚物(EVOH)具有很强的亲水性,将其放置在复合薄膜的内层或外层时，EVOH均无法充分持续发挥其高阻隔性能，因此只能将其放置在复合薄膜的中间层，而抗菌剂则应放置在复合薄膜内层，这样才能充分发挥其抗菌作用。因此，高阻隔性抗菌薄膜的复合结构由外至内应为PE/EVOH/PE/EVOH/抗菌PE,其中, PE薄膜层的厚度为30 μm, EVOH薄膜层的厚度为20μm,抗菌PE薄膜层的厚度为20um,采用双螺杆五层共挤流延法进行生产。研究结果表明: PE/EVOH/PE/EVOH/抗菌PE复合薄膜的大肠杆菌杀灭率可达99.99%,氧气透过率为0.5ml/(m3.24hr0.1MPa),此外，该复合薄膜还具有良好的拉伸强度、撕裂强度及热合强度等。

随着塑料薄膜包装材料的不断推陈出新和加工技术的不断提高,食品塑料包装薄膜已经深入人们的生活,相继而来的是塑料包装的废弃物给环境带来的负面影响和造成的危害越来越大。现如今,随着人们环境保护意识的不断增强,对食品包装也有了越来越高的要求,一-方面对所包装食品保鲜期的要求越来越长，另--方面也期望包装废弃物可以自行降解,不会产生环境污染，因此对绿色包装的需求越来越多。要想获得性能更加优异且环境友好的食品包装薄膜,必须不断地提高其加工技术和选用优质的材料来制备。目前,利用新型材料改性技术获得全新的生物基可降解包装材料,已成为塑料薄膜包装材料的发展方向和研究热点,以从根本上提高塑料包装薄膜的力学性能、阻隔性能、抗菌性能和降解性能，使塑料薄膜包装材料向着超薄、超轻，高性能和多功能等方向发展。

医药包装油墨用w氯醋树脂：对铝箔有优异的附着力，对颜料有一定的分散性。羧基氯醋为主。

罐头内壁涂料用氯醋树脂：用于喷涂在罐头内部的涂料，使其具有良好的耐腐蚀性能和保护功能，防止出现电化学反应。

环保氯醋树脂：符合美泰标准，无三氯乙烯、多环芳烃、领苯二甲酸盐等有害物质，酯溶，不需要酮类溶剂溶解。