纳米碰上包装又将引发一场变革
- 2013-08-21 16:08:01908
纳米复合包装材料随纳米技术的迅速发展而产业化，由于其耐磨性、硬度、强度、阻透性、可塑性均有明显增强和提高，除了用于食品包装外，还可用于特种包装如防静电、防电磁、防殉爆及隐形、危险品包装等，它促使传统包装材料产生巨大的变革。
北京印刷学院教学实习中心主任齐元胜介绍，目前行业内对于纳米材料的研究只属于应用研究范畴，而且不同机构研究的方向并不相同，有纳米级油墨的研发、纳米包装材料的研发等，甚至有如米粒状大小的纳米机器人的研发。
其中，未来纳米级包装塑料薄膜被认为是包装工业中先突破并有前景的应用领域。“其实纳米材料应用并不像人们想的那么神秘。”齐元胜说，借助外部光照、热化学处理等手段，将纳米材料制成的包装材料改性，以达到更高的阻隔性能、对食物有更长时间的保鲜、更高的耐拉强度和硬度、更高的可塑性等功能，从而实现更广的应用。他举例说，普通塑料薄膜多只能承载几公斤产品的重量，而纳米包装薄膜承载几百公斤的重量都不在话下。然而，该领域的研究尚处于研发阶段，并未实现真正的产业化。
来自苏黎世联邦理工学院的科学家也已经发展了纳米技术，能保护其他分子不被氧化，它不像目前的活性物质，抗氧化剂有较长的保质期限，是工业应用的理想成果。他还补充说：“生厂商可以通过发挥他们的想像来增加包装的趣味性，但是也要学会运用科学，并且经济可行。”
Manly说：“挪威的食物研究院Nofima正在参加欧盟投资的项目，未来的包装是根据虾壳中的原材料来改善和保存食物，在使用之后可以生物降解的包装”。在n-CHITOPACK项目里，研究者很期待看到由虾壳中的壳质和壳聚糖制成的生物降解材料的包装出现，认为这将能改善和保存产品。
目前，已经有所突破的领域即是利用纳米材料的高阻隔性能在食品包装领域内的应用。据日本研发机构研究证明，将30纳米～40纳米的原材料分散到树脂中制成薄膜，成为对400纳米波长以下的光有强烈吸收能力的紫外线吸收材料，可作为食品杀菌袋和保鲜袋佳原料。传统的塑料包装材料已经具有一定的阻隔性能，但在某些特定条件下仍然显得不够。科研人员的不懈努力，发现采用层状无机物经有机插层处理，无机物层状分散后以纳米片状形态分布在塑料包装材料中，可以令塑料包装材料的阻隔性能大幅度提高。同时也能够提高塑料包装材料的稳定性、耐热性。这项纳米复合材料技术的研究结果，使食品级塑料包装材质的应用更加广泛。这正是纳米材料在包装业中为重要的应用领域。目前，国内也已有不少研发机构和企业开始涉足该领域。北京印刷学院作为纳米包装材料的研发机构之一，已有阶段性研发成果。用纳米材料制成的环保薄膜包装水果，与普通薄膜包装多可达到10天的保鲜时间相比，纳米包装薄膜制成的包装袋可以使水果保鲜时间更长，而不变质。
除了材料的阻隔性能之外，人们现在对于包装材料有了越来越多的特种功能。纳米粒子的吸光能力很强，而且强度密度也比一般塑料材质高，所以称为新一代的包装用材料。而在抗菌性方面也同样有着非常出色的表现，能够满足人们对于食品包装材料安全性的高要求，是食品抗菌袋和保鲜袋的佳材料选择。
随着科学技术的飞跃式发展，纳米复合材料技术在短短的几年内得到了很大的发展。通过纳米技术与其他高分子材料复合，形成聚合物纳米复合材料。使材料得到全新的性能，成为适用于食品级包装的复合材料。
如今的纳米复合技术日益成熟。通常情况下，聚合物纳米复合的方式主要有两种方式：其一，直接跟现成的高分子粒料在双螺杆挤出机里共混。其二，与高分子单体一起聚合。这种方式可把无机物的刚性、耐温性、阻隔性和高分子材料的可加工性、柔韧性等优良性能，在纳米的尺度上有机的结合，这样就得到一种新型的高分子材料。
纳米技术被认为是21世纪三大突破性科学技术之一。对塑料进行纳米改性后．便于实现包装的减量化、便于增强材料的可降解性能。根据业内人士的统计，到2017年，聚合物纳米复合材料营业收入可达约10.4亿美元。由纳米材料复合而成的纳米包装材料不仅大大提高了原材料的性能并赋予新的功能，而且拓展了原材料的应用范围，也节省了稀缺资源。
然而市面上也不乏不同声音存在，当下消费者更加追求环保、自然，人们越来越追求可以食用到即时制成的新鲜食物。因此说，可以保存更久的食品包装是否意味着内装食品营养价值流失的时间过长？这种超长保鲜时间的包装袋是否会被消费市场广为接受？实际的市场应用情况并不好预测。
与此同时，纵然纳米包装材料前景广阔，但是纳米材料对包装机械的影响以及昂贵的检测设备都将是其扩大市场应用时巨大的绊脚石。