塑料食品包装材料及发展趋势

塑料食品包装材料及发展趋摘要：本文简要介绍塑料食品包装材料的特性，主要概述了我国食品包装发展现状，以及几种在国内应用的食品塑料包装材料，总结了近几年新型塑料食品包装材料在国内外的发展趋势和前景。关键词：特性塑料包装新型发展趋势PlasticfoodpackagingmaterialsanddevelopmenttrendAbstract:Thispaperbrieflyintroducestheplasticfoodpackagingmaterials,mainlysummarizesthedevelopmentoffoodpackaginginChinathestatusquo,andseveraldomesticapplicationofplasticfoodpackagingmaterials,summarizedinrecentyears,newplasticfoodpackagingmaterialsinthedomesticandforeigndevelopmenttrendsandprospects.Keywords:characteristicsofplasticpackagingnewtrend引言21世纪是环保世纪，环境问题日显重要，资源、能源更趋紧张，塑料包装材料将迎来新的机遇，也将经受严峻的挑战。为适应新时代的要求，塑料包装材料除要求能满足市场包装质量和效益等日益提高的要求外，还进一步要求其节省能源、节省资源，用后易回收利用或易被环境降解为技术开发的出发点。为此塑料包装材料正向高机能、多功能性、环保适应性、采用新型原材料、新工艺、新设备及拓宽应用领域等方向发展。高机能、多功能性塑料包装材料成为许多国家热点开发的包装材料，并已有部分产品投入了工业生产。这类材料包括高阻渗性、多功能保鲜性，选择透过性、耐热性、无菌(抗茵)性以及防锈，除臭、形状记忆、能再封、易开封性等塑料包装材料，其中以高阻渗性多功能保鲜、无菌包装材料等发展更为迅速。另外，近年来正在研究开发的纳米复合包装材料将受到关注。被喻为明日塑料之星的塑料共混物、塑料合金、无机材料填充增强的复合材料(ABC)，在20世纪发展的基础上，生产和加工技术将获得进一步提高和完善，产品性能改进和系列化、功能化方面也将取得更大的进展，对提高塑料包装质量、附加值和环保适应性以及开发新产品将产生更大的影响。一、食品塑料包装材料简介1．1、塑料包装材料发展趋势塑料包装主要是改进没计，提供更多的方便；改善复合材料的结构，满足更为严格的要求。今后发展趋势是多层复合不透气性塑料、功能性塑料，并以生物可降解塑料的发展较为迅速。如美国将乳酸进一步聚合制成生物可降解塑料；意大利利用玉米淀粉生产：生物可降解塑料。目前，美、法、意等国已垄断数十亿美元的生物可降解市场。我国生物可降解塑料发展也很快，如以薯类、玉米等淀粉制成的食品容器，“光——生物双降解”塑料等，但市场占有率还不高。1．2、食品塑料包装特性塑料是一种高分子聚合物——树脂为基本成分，再加入一些用来改善其性能的各种添加剂制成的高分子材料，分子量通常在104—106以上，其大分子具有特殊结构，使其具有一系列特殊性能，如化学惰性、难溶、强韧性等。塑料用作包装材料是现代包装技术发展的重要标志，因其原料来源丰富、成本低廉、性能优良，成为近40年来世界上发展最快、用量巨大的包装材料。塑料包装材料广泛应用于食品包装，逐步取代了玻璃、金属、纸类等传统包装材料，使食品包装的面貌发生了巨大的改变，体现了现代食品包装形式的丰富多样、流通使用方便的特点，成为食品包装销售包装中最主要的包装材料。其缺点是对某些品种的食品还存在着某些卫生安全方面的问题，及包装废弃物的回收处理对环境的污染等问题。二、我国食品包装发展现状食品包装在我国包装行业中占有非常重要的地位，是包装业的支柱产业。根据世界包装组织(WPO)提供的信息，全球包装业营业额已逾5000亿美元，而其构成情况为：纸和纸板32％，塑料28％，金属24％，玻璃6％，包装机械5％．其它5％，占前四位的是四大包装材料——纸、塑料、金属与玻璃，其总和占食品包装业营业额的90％左右。在日本，各种包装材料总消费量年均增长率为2．8％，其中纸和纸张占4．7％，金属4．9％，玻璃3．3％，而塑料则达到7．1％，这说明包装材料的发展仍以塑料材料发展最快。2．1、OPP的发展受国际上包装潮流的影响，国内啤酒、饮料生产企业开始在产品组合包装过程中使用塑膜包装，逐步取代传统的纸箱包装和塑料周转箱。在目前众多的塑料薄膜中，定向聚丙烯(OPP)薄膜异军突起，需求量正呈现快速上涨趋势。定向聚丙烯薄膜可用作标签和各种消费品，如快餐食品、糖果、软饮料及烤制食品的包装材料，可满足各种不同要求，印刷性能、机械加工性能以及防潮避光性能均十分优异。一种有着更多科技含量，更高工艺制作水平的OPP膜已经面市，给包装业带来新的亮点，给市场增添了新的活力。新型OPP由三层膜合制而成，其底层采用先进的蒸汽熏蒸工艺，使其呈银色，表面光泽鲜亮；中间层为印刷提供基础面，经特殊工艺加工后，可为直接在OPP膜上印刷提供可靠的保证；最上层是印刷面，目前能直接套印十六种色彩。新型的OPP膜具有密封性好、防伪性强和无害等优点。据PCI薄膜公司预计，2007年之前，全球OPP市场需求量将以7．7％的平均速度增长，这在膜类产品中属于增速较快的品种。现在OPP薄膜在软包装领域的使用越来越广，并有可能替代纸张、喷镀金属薄膜及铝箔等材料的使用，其市场需求量将不断增长。东南亚地区的包装市场发展将推动这一地区OPP需求增长速度高于世界平均增长速度，达到10％。西欧定向聚丙烯薄膜需求量将以年均约5％的速度增长，到2007年达到110万吨；东欧增长前景良好，2007年需求量将达到12．4万吨，产能将达到15．7万吨／年。定向聚丙烯薄膜工业将加强合理化改组，欧洲公司极有可能收购或参股亚洲公司。中国定向聚丙烯薄膜生产能力将大幅度增长，到2007年将占世界总生产能力的29％，对世界市场的影响日益显著，中国将增加对东南亚国家和北美的出口，供需平衡局面将有可能被打破，价格将呈下降之势。2。2、PVDC对于食品包装而言，除了必须考虑和解决里层印刷、粘接、热封等问题，对氧、水分和香味的阻隔性是最为主要的指标。PE和PP对水的阻隔性优良，但对氧的阻隔性差；PET和尼龙对氧有较高的隔离性，但对水较差。聚偏二氯乙烯(PVDC)是当今世界上塑料包装中综合阻隔性能最好的一种包装材料。它既不同于聚乙烯醇，随着吸湿增加而使阻气性急剧下降，也不同于尼龙膜由于吸水性使阻湿性能变差，而是一种阻湿、阻气皆优的高阻隔性能材料。用这种材料包装食品，对食品的色、香、味均有优良的保护作用。同时，对于食品的防潮十分有效，可成倍地延长食品保存期，大大减少食品因季节变化等多种因素造成的变质在美国，PVDC制品属于无毒安全的塑料材料，已广泛用于食品包装。在美国，PVDC产品的应用方向，主要是两大领域，一是保鲜膜，几乎家庭常备易耗品。二是纸上涂布，其用量占PVDC总耗量的40％。在德国、该包装材料拥有绿色标志；而日本、韩国市场上流通的小包装食品、药品、化工产品、电子产品中，有60％左右采用PVDC包装。随着这种新型包装材料的风行，近几年，西方国家PVDC树脂的产量逐年上升，美国的年增长率约为2％，日本则将近10％。目前国内食品包装企业使用PVDC在实际包装应用中的比例很小，而生产这种材料的成本并不高，所以，这种材料在食品包装中的应用很有前途。我国目前肉制品种类中，火腿肠产品由于其货架期长，携带方便，占有很大部分的市场，其中火腿肠肠衣功不可没。目前火腿肠所用的肠衣包装大多为塑料薄膜，其中应用比较广泛的就是PVDC薄膜。在今后10年，我国PVDC软包装的市场吸纳量，将以数倍至十数倍骤增。特别是广阔的农村市场的开发，由于分散、远途，高阻隔的食品包装更显得突出。根据我国的经济现状以及人们的认知水平，成本低、阻隔性高、用料量省的PVDC涂布膜在食品软包装领域更具竞争力。使用PVDC的复合包装比普通的PE膜、纸、铝箔等包装，用料量要减少很多，从而达到了减量化包装及减少废物源的目的。PVDC涂布膜所用的原料PVDC共聚胶乳是一种高分子水分散体，涂布过程无溶剂挥发，不污染环境，而其主要阻隔成分VDC(偏二氯乙烯)占90-92％，因此，其透湿、透氧率极低。2．3、茂金属聚烯烃茂金属是过渡金属与环二烯相连所形成的有机金属配位化合物(METAL-LOCENE)。茂金属化聚烯烃即是以茂金属配位化合物为催化剂，进行烯烃聚合反应所制得的聚合物。与传统材料热塑性塑料和弹性体、玻璃、纸和纸板、金属比，茂金属和单中心聚合物在加工性和性能方面具有明显的优势。茂金属聚合物具有诸多优点，如加工性能好，强度高、高刚性及透明性好等，因而受到人们的关注，也因此推出了许多新品种。茂金属塑料光泽好、熔体强度高及薄膜稳定性好，适用于食品包装领域。茂金属塑料将直接冲击PP、MKPE、LLKPE、弹性体等塑料市场。2．4、三维塑料“三维塑料”被称为未来的食品包装之星，将引领食品包装新潮流。“三维塑料”是指在目前所使用的普通塑料中“掺入”其他聚合物，使其产生微小的、中空的三维结构，便于其他微小颗粒流动。“三维塑料”将形成包装材料新概念，在其三维的几何结构中人们可以放置活性包装物质，如氧清除剂，防腐剂或气味吸收剂等等。而这些活性剂目前一般是以小袋的形式与食品同时放在包装内。“三维塑料”关键的基本原则是，活性包装剂不能附着在塑料的表面，那样可能会产生活性包装剂自行移动并与被包装的食品发生反应，影响食品质量；同时，在理论上，附着在塑料表面上的活性剂数量也不可能达到有实际意义的效果。而“三维塑料”则是将活性包装剂“植”入基础塑料内部，使活性包装剂与被包装物之间形成屏障，相互不接触。三维有通道塑料可由多种聚合物组成，其中次要的聚合物与主要的聚合物不能融合，活性包装剂存在于次要聚合物内或附着在其上。这样组成的有通道的结构好像在塑料中打开了许多“小路”，允许气体在可控的条件下进出塑料。其中所含的活性包装剂能吸附水蒸气、气体和气味等等；释放风味物质、气体和营养成分；或改善塑料对气体的传输特性。这种新型塑料可以挤压或热成型制成薄膜；也可通过注压法或挤压法制成瓶子或罐子。三、国内外塑料食品包装新型材料发展趋势3．1、多层共挤技术的发展随着环保呼声日益高涨，在满足包装功能性前提下，应尽量减少垃圾的产生量，从而呈现包装薄膜、包装容器向轻量化、薄壁化方向发展，以干法复合为主的高阻隔性薄膜，在生产过程用粘合剂、溶剂的排放易污染环境，而发展共挤包装薄膜，其工艺设备投资省、成本低、适应性强、操作方便。当前，我们的共挤技术有新的长进。目前除了大连辽南东方机械公司的叠加机头技术得到推广和应用，国产的共挤吹塑技术设备已经通过产品鉴定，开始批量生产。广东金明塑胶设备公司开发的五层共挤高阻隔薄膜吹塑机组通过了新产品鉴定。共挤包装薄膜的发展，将改变多功能性薄膜的产品结构，它适应于液体食品、牛奶、鲜肉等食品包装。3．2、新型高阻隔性塑料在国外已广泛应用国内也已引进这项技术。使用高强度高阻隔性塑料不仅可以提高对食品的保护而且包装相同量的食品可以减少塑料的用量甚至可以重复使用。对于要求高阻隔性保护的加工食品以及真空包装、充气包装等情况一般都要用复合材料包装。而在多层复合材料中必须有一层以上的高阻隔性材料。现在国内常用的高阻隔性材料有铝箔、尼龙、聚酯、聚偏二氯乙烯等。随着食品对保护要求的提高阻隔性更好的乙烯、乙烯醇共聚物、聚乙烯醇等也开始应用。目前发达国家开发并少量应用的PEN聚萘二甲酸乙二醇酯将会给新世纪的食品包装带来巨大变化。PEN的化学结构与PET聚对苯二甲酸乙二醇酯相似但刚性大大提高阻氧性、阻水性比PET提高数倍而且紫外线吸收性好、耐水解性好、气体吸咐性低装过食品不留残味可重复使用。3．3、活性包装技术的应用也将成为趋势。活性技术包装包括包装与包装内部的气体及食品之间的相互作用。活性包装能够有效地保持食品的营养和风味。由