塑料食品包装材料的概述及发展对策

陶 强，吴雄杰，齐 敏，胡 伟，高 江，项 杨，李大伟

(安徽省包装印刷产品质量监督检验中心，安徽桐城 231400)

0 前言

据统计，塑料用于食品包装的销量占塑料总产量的四分之一左右，在各个超市及商场很多食品包装材料是用塑料做的，塑料包装产品已成为人们生活中不可或缺的一部分，其发展速度较其他工业领域也相对迅速。目前，我国塑料包装企业的准入门槛低，技术含量低，其中绝大部分为中小企业，生产设备普遍较为落后，产品质量较低。因此，应严格按国家发布的相关标准执行控制相关生产工艺，否则会造成食品污染，危害人类生命健康[1-4]。

近年来，塑料食品包装材料的安全问题也是百姓关心、国家重视的一个热门话题。我国早在很多年前就规定与食品直接接触或间接接触的塑料食品包装材料不得含有对人体有毒、有害的成分，这类材料必须符合《食品包装管理规定》和相应的卫生标准的要求。

如今，用于塑料食品包装的聚合物材料日益增多，这些聚合物包装生产制造时为提高相应的性能往往会加入一些助剂或化学添加剂，如增塑剂、填充剂、润滑剂、抗氧剂、稳定剂等。在日常使用中聚合物包装与食品接触时，材料内的助剂或化学添加剂会向食品中迁移，影响人们的身体健康，如共聚体、游离单体、低聚体、大分子降解产物等。笔者列举了生活中几种常见的用于食品的包装塑料，简要概述了可能产生的有毒、有害物质以及对人体的危害，并对食品包装塑料安全性进行了展望[5-7]。

1 常见的食品包装塑料

1.1 聚乙烯及加工方法

由乙烯单体聚合而成的聚乙烯(PE)是目前最大的通用塑料产品之一，主要分为三大类：低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)、线性低密度聚乙烯(LLDPE)。在食品包装中常用作保鲜膜、背心式塑料袋、塑料食品袋、奶瓶、水壶等。

PE塑料可用不同的加工法制造，添加少量抗氧剂、爽滑剂等塑料助剂后造粒制成。其中阻止PE自动氧化链反应的抗氧剂品种繁多，如抗氧剂1010、抗氧剂168、抗氧剂BHT等。以乙烯为主要原料，己烯、丙烯、1-丁烯为共聚体，在添加催化剂的条件下，采用气相聚合或淤浆聚合工艺，再经过闪蒸、分离、干燥、造粒等工序，制得均匀的成品颗粒，产品最终的成型工艺主要有片材、型材、挤塑、吹塑、注塑、滚塑和薄膜挤出等[8]。PE大多用于薄膜，PE薄膜加工一般用普通平挤加工法或吹膜加工法；通用LDPE或LLDPE都可用平挤加工法或吹膜加工法；HDPE薄膜一般用于要求优越的拉伸性和极好的防渗性的地方，如商品袋、杂货袋和食物包装。

1.2 聚丙烯及加工方法

聚丙烯(PP)主要用于一次性塑料餐盒的制作，是由丙烯聚合而成的一种热塑性树脂。按甲基排列位置分为等规聚丙烯、间规聚丙烯和无规聚丙烯三种。与PE食品包装材料相比，PP有较好的耐热性能和耐油性能，而且健康、环保。虽然PP的耐寒性不及其他塑料包装材料，但是仍成为微波食品包装的原材料之一。

PP生产工艺主要由本体法、气相法和溶液法等组成，其中气相法是一种比较先进的工艺[9-10]。近年来，气相法在塑料包装制造中得到了广泛应用，其生产技术的进步促进了我国塑料产业的发展，目前市面上流通的PP塑料餐盒几乎都是通过气相法生产的。气相法的迅速发展,使其可以与Spheripol技术融合。Spheripol技术由巴塞尔(Basell)聚烯烃公司研发，自1982年成功工业化以来，是迄今为止应用最广泛的PP生产工艺。

随着加工技术的不断改进，PP新品在微波食品包装领域有了更广泛的应用。西班牙塑料技术中心和西班牙Bandesur(Jaen)公司在西班牙国家基金项目的资助下[11]，联合开发出一种新型PP耐热微波炉专用食物托盘用来烘烤食物，该托盘可盛放新鲜的鱼、禽等肉制品，也可以盛放预制烹制的面食、蔬菜等食品。Veriplast International公司采用PP材料注塑生产的Serve and Dine碗[12]，可用于微波加热，也可以用于盛装热汤、炒菜或冷饮。

1.3 聚对苯二甲酸类塑料及加工方法

聚酯是由多元醇和多元酸缩聚而制得的聚合物，是主要以聚对苯二甲酸类材料为代表的热塑性饱和聚酯的总称，包括聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯(PCT)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)及其共聚物。聚酯类塑料主要指聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，通常也包括PBT和聚芳酯等线型热塑性树脂[13]。其中，PET是包装领域20世纪80年代以来应用最广泛的材料之一[14]。

在包装领域中，PET尤以包装容器的发展最为引人注目，我国PET瓶年产量为50亿只以上，且呈逐年上升趋势。PET瓶在碳酸软饮料(CSD)领域应用最为成功，以雪碧、可乐、芬达等为代表，早在2015年，中国建材网在商业资讯栏目中报道CSD用瓶已占PET瓶市场总量的33%。PET塑料容器在常温条件下使用，几乎不会产生有毒、有害物质，所以目前国内市面上的食用调和油大多采用聚酯塑料瓶或桶盛装，各大超市售卖的色拉油、菜籽油、花生油、大豆油等各种食用油几乎都使用聚酯塑料瓶或桶盛装。

PET吹塑瓶的生产按型坯的预成型不同可分为注塑拉伸吹塑和挤出拉伸吹塑，在这两种成型方法中，由于注塑拉伸吹塑工艺易控制、生产效率高、次品率少而较为常用。虽然这类产品厂家不同，但其工艺系统相似，一般由五大部分组成，分别为供坯系统、加热系统、吹瓶系统、控制系统和辅机。PET吹塑瓶可分为有压瓶与无压瓶两类：有压瓶用来装CSD；无压瓶用来充装油、茶、水等。

1.4 聚苯乙烯及加工方法

聚苯乙烯(PS)是一种无色透明的热塑性塑料，具有较强的绝缘性、较好的绝热性以及优越的透明性能，但是在低温情况下质地较脆，容易出现裂纹。另外，PS具有在高于100 ℃的情况下实现玻璃化转变温度，因此经常被用来制作各种需要承受开水温度的一次性容器，以及一次性泡沫饭盒等。

1999年1月，国家经济贸易委员会发布第6号令，一次性PS发泡塑料餐具被禁用，限期在2000年底全面淘汰。多年以来，一次性PS发泡塑料餐具总是与有毒、白色污染等词联系在一起，但是国家发展和改革委员会在2013年2月26日发布了第21号令，在淘汰类产品目录中删除了“一次性发泡塑料餐具”，于是一次性发泡塑料餐具再次在市场上活跃起来[15-17]。

PS主要通过本体聚合、悬浮聚合、溶液聚合、乳液聚合、离子型聚合等方法加工而成，工业上较多采用本体聚合与悬浮聚合。PS在生产时除本身的单体苯乙烯外，还使用多种添加剂，如引发剂、助分散剂、分散剂和发泡剂等。引发剂通常用有机过氧化物或偶氮类化合物，通常是过氧化氢、过氧化二苯甲酰、过氧化二叔丁基以及偶氮二异丁腈等。分散剂常用的有聚乙烯醇、羟乙基纤维素以及磷酸三钙。助分散剂一般使用钠盐，如十二烷基苯磺酸钠、苯乙烯/顺丁烯二酸酐共聚物等。发泡剂有多种，主要分为物理发泡剂和化学发泡剂两大类，我国多使用物理发泡剂，早期多使用氟利昂做发泡剂，现被低沸点的丁烷、液化石油气和二氧化碳替代。

2 食品塑料包装材料的安全性

2.1 单体污染

PE、PP两种单体沸点低、易挥发，通常条件下一般不存在残留问题。PS本身无毒，属于卫生、安全的食品包装塑料，但其前驱体苯乙烯及乙苯、异丙苯、甲苯等挥发性物质具有一定毒性[18]，尤其是苯乙烯单体，它可以引起神经、消化、血液等系统的损害。以成年大鼠为例，当苯乙烯单体质量分数超过0.05，大鼠中枢神经系统就会被抑制而引起心率不整，其生育能力、肝脏及肾脏的平均质量均会下降。聚对苯二甲酸乙二醇酯结构较为稳定，70 ℃以下使用几乎不产生任何有毒、有害物质，当温度达到100 ℃以上时才会发生化学变化，所以通常不会有单体残留。

2.2 塑料助剂污染

2.2.1 增塑剂

增塑剂也叫塑化剂，是塑料工业上广泛使用的助剂，在生产过程中加入增塑剂，可以使塑料柔韧性增强，易于设备加工，是合法的工业生产助剂。生产厂家常用的增塑剂有邻苯二甲酸二异辛酯(DEHP)、邻苯二甲酸二丁酯(DBP)、邻苯二甲酸二乙酯(DEP)、邻苯二甲酸二辛酯(DOP)、二己二酸酯(DEHA) 等 。增塑剂的急性毒性很低，人体摄入后短时间内几乎没有急性中毒的表现，相反，其慢性毒性对人体的危害相当大[19-21]。国外的动物研究结果表明，增塑剂具有致突变性和致癌性，可导致动物存活率降低、血中红细胞减少、肝肾功能下降、体重减轻[22]。日常用的PET食品包装容器和PP塑料一次性餐饮具在制作加工过程中无需添加增塑剂，因此PET瓶和一次性PP饭盒加热后，均不会产生塑化剂的释放和迁移。PE是在200～300 ℃高温和100～200 MPa高压下，将乙烯聚合制成，这样制得的PE密度低、质地柔软，对于化学试剂、阳光、空气以及水分都具有较强的稳定性，所以无需外加增塑剂。在常温下PS的突出特点是性脆，主要是由于PS是线性结构，苯环侧机在主链上是无规则的，造成软化点较高，即脆性较大。所以为提高黏胶剂的质量，必须在PS中加入增塑剂，如DOP与DBP，其中DOP能使啮齿类动物的肝脏产生癌变，DBP对人类的上呼吸道黏膜细胞及淋巴细胞有遗传毒性[23-24]。

2.2.2 稳定剂

稳定剂是除增塑剂外塑料制品中使用较多的添加剂，主要有光稳定剂和热稳定剂等。光稳定剂有阻胺光稳定剂、镍猝灭剂等；热稳定剂有铅稳定剂、有机锡稳定剂、金属皂稳定剂等。当塑料包装材料接触食品后，这些稳定剂中的重金属易迁入食品中，特别是铅、镉等对人体危害较大。诸如PP、PE、PET、PS中均会添加光稳定剂，因为光稳定剂的加入能够抑制或者减缓材料的光老化速度，提高材料的耐光性能，延长使用寿命[25-26]。因此，国家质检总局规定食品接触材料及制品必须满足GB/T 31604.9—2016 《食品安全国家标准 食品接触材料及制品 食品模拟物中重金属的测定》要求。

3 食品包装材料的发展对策

3.1 倡导低碳和环保包装

在整个食品产业链上，低碳、环保已是主流趋势，人们越来越重视包装材料废弃后造成的环境污染与资源浪费等问题。对包装实行低碳化、减量化、无害化、资源化、回收再利用以及安全化势在必行；其次，应加大对食品包装物资金、科研的投入。2015年9月中国首个大型年处理15万t PET再生塑料加工项目正式投产，该项目能生产出应用于汽车食品包装、电子电器、医疗卫生、服装等行业的再生塑料。PE、PS、PP等有较好的稳定性，不易降解，利用甲壳、淀粉、纤维素等天然高分子材料与它们合成，能够生产出生物降解食品包装塑料。2019年全球生物塑料产能有望达到780万t。

3.2 完善食品包装材料的安全体系

提高包装材料企业的准入门槛，将质量安全体系与环境监督评审有机结合，积极开展强制性认证工作。对已获生产许可的企业采取不定期审查，努力打造一道长效的食品包装材料的安全壁垒。学习建立完善的食品包装监管系统：食品包装质量安全认证制度、可溯源的食品包装的安全数据中心以及食品包装的召回准则等，从而有效监控塑料包装材料的全过程[27]。

3.3 加大执法力度

包装行业除了要向低碳化、减量化、无害化、资源化、回收再利用以及安全化六个方向发展外，还应该加大对不法企业的监管和处罚力度。食品包装工业是食品加工的一个重要组成部分，在欧美、日本等国家，食品包装等同于食品，应和食品安全一样，依据国家法律法规，采取定期监督抽查与检验、年审等措施，加大对家庭作坊、小微企业的监管力度和对违规企业的处罚力度。

4 结语

面对塑料食品包装行业存在的问题与挑战，企业应在国家包装产业方针政策的指导下，积极吸纳高层次人才，以发展绿色包装为重点，以节能减排为目标，着力提高生产设备水平，提升企业创新能力，改善经营管理，不断增强软包装领域的竞争能力，努力实现软包装行业又好又快的发展目标。