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纳米技术将在食品包装中大显身手是嘛

发布时间:2021-07-15 02:19:23 阅读: 来源:真空泵厂家

纳米技术将在食品包装中大显身手

你是否会想到,将来有一天,啤酒瓶会被塑料瓶取代。这种塑料瓶遇高温不变形,盛装啤酒保质期长,而且肯定不会爆炸伤人。这种塑料瓶所用的材料就是一种蕴含着纳米技术的高分子材料 也许人们不曾想到,啤酒的包装由玻璃瓶变为塑料瓶会蕴含着多高的科技含量,可乐、矿泉水不都是用塑料瓶装的吗?但是,用一般的塑料瓶盛装啤酒,会很快变质,因为啤酒中的二氧化碳、酸、酯、醇会穿过包装瓶渗透出来,氧气也会扩散进去,它的保质期就不会长。而经过纳米技术处理过的塑料瓶则可有效地避免这些不利因素。

那么,什么是纳米技术?什么是纳米包装材料?它有什么特点?纳米技术在食品包装材料中是如何发挥作用的?近日,采访了中国科学院化学研究所分子科学中心工程塑料国家重点实验室的阳明书博士。

纳米是长度单位,与米相比,如同球与地球相比。纳米技术是在纳米尺寸上对原子、分子及其物质进行操纵的技术。

纳米是微观世界的长度单位,它是1米的10亿分之一,相当于球与地球的差距。人的头发丝一般为20~50微米,而纳米只有1微米的1/1000。通常,材料的粒子大小是纳米尺寸的,也就是粒子在1个纳米~100个纳米之铝塑复合压力管 第2部份间的材料叫纳米材料。纳米技术可以理解成在纳米层面上对原子、分子及其物质进行操纵的技术。

以插层复合的方式把一个个1纳米厚、几十到几百纳米长宽的无机物薄片复合到一般高分子材料中,使其成为一种新型的高分子材料,并具有更优的性能。

阳明书博士说,我们用的纳米材料是一种天然的粘土,它是由层状硅酸盐构成的,是一个一个片层叠在一起形成的,片层厚度在一个纳米左右,长宽在几十到几百个纳米左右。这些矿物质中的片层在自然状态下是相互叠在一起的,很难分开,层与层之间的距离很小,只一个纳米左右,这种物质宏观的表现就是一些白色粉末,我们把这种粉末,采用化学方法稍稍进行改性,让层间距变得大一点,就叫插层。插层以后得到一种改性过的粘土,再跟其他高分子材料复合,就可得到一种新型的高分子材料。与其他材料复合的方式一般有两种,一种是直接跟现成的高分子粒料在双螺杆挤出机里共混。另一种方式是和高分子单体一起聚合,单体分子进入到已经插层开的层间去,并在层间原位聚合,进一步把层撑开,最后达到完全剥离的程度,无机物就以单片的方式分散到高分子中去。这种方式可把无机物的刚性、耐温性、阻隔性和高分子材拜耳材料科技在2015年的国际聚氨酯展览会(UTECH Europe)上侧重关注了隔热保温领域硬泡的生态平衡料的可加工性、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。

采用层状硅酸盐纳米复合的高分子材料,做成食品包装薄膜后的微观结构,就像在薄膜上贴上一层碎因此能够长时间保持其形态片一样,气体不易穿过,提高了材料的阻隔能力,延长了食品的保质期。

用于食品包装材料中的纳米复合材料,通过怎样的原理来达到优于一般材料的性能呢?阳博士说,“一般食品包装用的薄膜可以透过气体,因为它是塑料的,分子之间是自由体积的,一些空气分子像二氧化碳、氧气都可以透过去,只不过有的快,有的慢。”至于作用原理,阳博士有一个形象的说法,“可以想像一下,纳米复合的高分子材料做成薄膜后微观结构是什么样的。就像碎纸片一样,一片一片地放到高分子当中去,”阳博士手里拿了一页纸,把它当成薄膜,继续说,“沿着薄膜的表面排列,像贴磁砖一样,一片一片地贴上去,宏观上看像马赛克一样,实际是非常小,看不到的。这样,气体就可能穿不过来,即使能穿过来,也要走很长的路径绕过去,这就降低了气体的透过率,也就提高了材料的阻隔能力。”他说,“我们正在做的‘尼龙6层状硅酸盐纳米复合材料’就是用于食品包装的,从外观上看,跟一般材料没有什么区别,因为纳米分散后,它的尺寸跟可见光的波长差不多,在普通情况下是看不到的。但是性能上是完全不一样的。”

用于食品包装的纳米复合材料有可能使啤酒瓶成为过去,取而代之的是纳米复合材料制成的塑料瓶,这种塑料瓶可满足啤酒制作中高温消毒工序的要求,也就是说,纳米复合材料制成的塑料瓶可耐高温。

纳米技术用到食品包装上会是一种什么样的前景?阳博士说,“一个可能是,可取代现有食品包装所用的材料,比如,正在使用的尼龙薄膜,如果纳米复合技术用到这里面,这种薄膜性能会更好,阻隔性更强,透明度会更高,使食品的保质期延长。另一个发展方向是,开发一些新的食品包装材料,开发一些材料的新用途。”阳博士用他们正在开发中的“聚酯PET/层状硅酸盐纳米复合材料”来说明纳米材料在食品包装中的应用前景。这种材料就是用于灌装啤酒的塑料瓶。由于掺进了纳米材料,使原来不耐高温的塑料能够满足啤酒生产过程中高温消毒的工序要求,而且因为它的阻隔性能好,啤酒可长时间保存而不变味,同时,耐压强,刚度、强度增加了。

目前,用于食品包装的包装膜有很多种,像尼龙膜,做各种香肠用的热收缩膜,以聚乙烯醇类为基础的保鲜膜等等,这些材料都有可能用到纳米技术,目前用到的主要有尼龙,在聚丙烯上也是有希望的,但这还需做更多的工作。对于“聚酯PE合作展开相干产品的材料组织、性能控制、加工工艺优化及利用性能方面的研究T/层状硅酸盐纳米复合材料”也就是塑料啤酒瓶的应用,阳博士说,目前这还不是一个很成熟的技术,但对于它的前景,阳博士充满信心,他认为,这种材料有希望达到啤酒生产工艺对材料的要求。项目组也正在与厂家洽谈技术合作,使这一新技术能够早日实施。

来源:大兴安岭行署松岭区商务之窗

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