高阻隔EVOH在食品包装上的应用

叶俊

近年来，食品安全问题的频繁发生，对人们的身体健康和社会的稳定发展带来了诸多负面影响，已引起社会各界的广泛关注，而食品包装的安全性是人们关注的重点之一。在此背景下，具有高阻隔性能的材料成为环保、安全、卫生食品包装的首选，其中，EVOH凭借优异的高阻隔性能成为了金属、玻璃等传统高阻隔包装材料的理想替代品，同时也成为食品、果蔬类食品包装材料的首选。可喜的是，随着研发人员的努力，目前多款具有特殊功能的EVOH材料已成功面市，比如，具有吸氧功能的EVOH材料、透明耐高温蒸煮EVOH材料等，这些特殊功能的EVOH材料已经在人们的日常生活中发挥了重要作用。下面，笔者结合食品对阻隔包装的需求，介绍EVOH的主要性能及特殊功能的EVOH材料及其应用。

食品对阻隔包装的需求

引起食品变质的因素主要有以下3种：生物因素（微生物繁殖、生物酶反应等）、化学因素（主要是食品成分的氧化）及物理因素（吸湿、干燥等）。这些因素在氧气、光线、温度、水分等环境条件下发挥作用，从而引起食品变质。

防止食品变质是食品包装必不可少的基本功能。所谓防止食品变质，主要是抑制食品中微生物的繁殖，防止氧气对食品成分的氧化，以及防潮和保持食品的原有风味。其中，防止氧气对食品成分的氧化是重中之重，因为氧气是引起食品变质的最显著因素，采用能够阻隔氧气的食品包装，在防止食品成分氧化的同时，还可有效抑制食品中微生物的繁殖。

一般情况下，能够阻隔氧气等气体的阻隔性树脂，通常都具有良好的气味阻隔性能，可起到保香和异味侵入的作用，以保持食品的本来风味。而水分的阻隔通常依靠与EVOH复合的PP或PE层来实现。

EVOH的主要性能

EVOH为白色透明或半透明颗粒，是乙烯和乙烯醇共聚的高分子有机材料，其不仅具有乙烯的优秀加工性能，也保留了乙烯醇优越的气体阻隔性。共聚时通过改变乙烯及乙烯醇的比例，可以制作出不同阻隔性能和加工性能的EVOH材料。当乙烯含量增加时，EVOH的加工性能随之提高，而阻氧性能则随之下降。EVOH的主要性能如下。

1.气体阻隔性

EVOH对于氧气、二氧化碳、氮气、氦气、氨气等气体，拥有极低的气体渗透率。这是因为EVOH本身为结晶性树脂，结晶是完全不透气的，而EVOH的结晶度相对比较高，不透气的部分较多，且EVOH分子链上存在大量羟基，羟基之间形成了很强的氢键，从而使分子链不易运动，增加了致密性，有效限制了各种气体分子的通过。

值得一提的是，EVOH的阻氧性明显高于任何其他材料，大约是聚乙烯的一万倍（当相对湿度为65%时），但由于EVOH分子链中存在大量羟基，使得EVOH表现出一定的亲水和吸湿性，吸湿之后其对氧气的阻隔性会明显降低。

2.加工性能

EVOH拥有出色的挤出成型性能，可满足以下加工方式：共挤薄膜、片材、软管、瓶、复合加工等。

3.耐油耐有机溶剂性能

EVOH适用于包装包含油、有机溶剂的产品。另外，将EVOH复合在壁纸最外层可有效防污。

4.保香性能和增强美观

EVOH拥有卓越的保香性能，能够保持内容物的风味和香味，同时还能阻止其他异味进入。

EVOH光亮透明，可应用在包装最外层，在发挥阻隔性能的同时，增强商品的美观度，提高产品档次。

5.抗静电性能

由于EVOH的表面电阻小，故在生产中不易产生静电。因此，相比其他材料，将EVOH用于包装袋表面，不容易因静电而吸附灰尘。此外，EVOH成膜后的表面张力一般大于50mN/m，非常利于复合、涂布等后道工序的进行。

6.环保性能

由于EVOH具有良好的气体阻隔性和保香性，因而可替代玻璃和金属包装，大大节省资源。同时，EVOH分子中只含C、H、O三种元素，燃烧时不会产生卤化物、氰化物或致癌物二恶英等有害物质。EVOH比一般的聚稀烃材料燃烧热小，可有效减轻焚烧炉的负荷。此外，EVOH生产过程中的边角料还可回收再利用，这一点对于PVDC材料却很难实现。可见，EVOH是一种有利环境和资源保护的材料。

特殊功能的EVOH及其应用

1.具有吸氧功能的EVOH材料

有些食品对氧气高度敏感，比如金枪鱼、番茄酱、蔬菜等，极少量的氧气透入都有可能使其变质。为了满足这些产品的高阻隔包装要求，具有吸氧功能的EVOH材料便应运而生，该材料可在一定时间内保持包装的零透氧。

具有吸氧功能的EVOH材料是通过在普通的EVOH树脂中添加吸氧物质来彻底去除少量透过EVOH阻隔层的氧气，从而达到零透氧，同时其还可以吸收包装内部的氧气，在一定时间内（吸氧物质饱和之前）能够使包装内部维持绝对无氧的环境。对于某些对阻隔性要求更高的食品来说，可以放心用该材料替换金属罐或玻璃瓶等传统包装。目前，该材料已在一些高端食品包装中得以应用，如图1所示，从左到右的内容物分别为蛋黄酱、加工肉、果冻及盒饭，这些产品对氧气极为敏感，需要高阻隔包装的保护，而且包装形态丰富，采用具有吸氧功能的EVOH材料可完全符合包装使用要求。

2.耐高温蒸煮的EVOH材料

传统EVOH在应用于高温蒸煮包装时，会因为水蒸气的进入而使薄膜表面形成白线、纹路、雾化发白，甚至出现复合膜分层等质量问题。对此，我公司开发出了牌号为FR101B的EVOH材料，该材料具有极强的耐高温蒸煮性能。

与传统EVOH相比，FR101B在蒸煮后并没有损失太多的阻氧能力，却大大改善了外观及复合膜分层问题。FR101B与传统EVOH蒸煮后外观对比如图2所示。FR101B在需要蒸煮的加工肉等食品包装上已得到批量采用，发展前景广阔。

3.透明耐高温蒸煮EVOH材料

食品对包装的透明性要求相当高，但为了达到特殊功能的要求，许多包装往往会牺牲透明度，而透明耐高温蒸煮EVOH材料的成功研制则打破了以往的僵局，该材料同时兼备透明、耐高温蒸煮、高阻隔的功能。如图3所示，从左到右的内容物分别为玉米、鲑鱼及咖喱饭，这些产品食用前需要经过高温蒸煮处理，其中的玉米对包装透明度有很高要求，而采用透明耐高温蒸煮EVOH材料可完全符合包装使用要求。

随着终端用户产品越来越丰富，其对于包装的要求更多样化，我公司也在不断丰富EVOH产品类型，力争贴合每位用户的需求。此外，对于食品包装来说，环保、健康、安全是未来追求的方向，我们应充分利用大自然给予我们的礼物，不断通过新技术来研发新的材料。对于我们每一个人来说，在改变自然、享受生活的同时，也应在保护环境的路上永不停息，在满足包装要求的同时，使得人类能与自然和谐共存。