食品用塑料包装材料阻隔性检测标准概述

岳青青 窦鹏展

摘要：近几年，食品包装材料种类越来越多。阻隔性塑料包装目前在我国的应用范围正逐渐扩大，其在实际应用过程中具有较强便捷性，因此经常作为食品包装材料。基于此，本文介绍了阻隔性食品塑料包装材料的影响因素，以及阻隔性食品塑料包装的类型，并研究了各种阻隔性食品塑料包装材料的应用。

关键词：食品塑料包装;阻隔性;标准

引言

随着人们生活水平和消费水平的日益提高，对食物的要求越来越高，相应地对食品包装材料的要求也越来越高。食品包装材料被要求具备较高的阻隔性，能有效地防止氧气、水蒸气、虫害、微生物及酸碱腐蚀液等通过包装壁进入到包装内，避免食品因受外界因素的干扰而发生变质;能有效防止食品中有机蒸汽的渗出，保持食品包装内部条件的持续稳定，从而达到保护食品的效果，维持食品的新鲜度，延长食品的使用期。塑料包装材料由于具有良好的阻隔性、保鲜性、抗菌性等，被广泛应用于食品、药品的包装。常见的阻隔性塑料包装材料主要有乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）、聚偏二氯乙烯（PVDC）、丙烯腈共聚树脂（PAN）、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂（PET）、聚2，6-萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、尼龙（PA）等聚合物。

1阻隔性食品塑料包装材料的影响因素

阻隔性食品塑料包装材料在实际应用的过程中，主要的影响因素包括以下5点：①化学结构。阻隔性食品塑料包装材料属于聚合物，具备取代基团，不同基团会对阻隔性食品塑料包装材料产生不同的影响。其中主要对材料聚合链结构以及自由体积大小产生影响。②内聚能密度。内聚能密度指的是阻隔性食品塑料包装材料中分子之间相互作用力的大小。通常情况下，内聚能密度越大，聚合物分子链之间连接的紧密程度就越强，材料自身的渗透性能也就越低。③自由体积。自由体积指的是聚合物分子之间的空间空隙，如果阻隔性食品塑料包装材料中的自由体积减少，则材料的阻隔性能将会上升，反之则下降。在材料加工过程中如果加入增塑剂，则能够提升材料中自由体积，进而降低阻隔性食品塑料包装材料的阻隔性能。④结晶度。结晶度主要指的是化合物链结构的规范性和柔韧性，同时还能够表示出阻隔性食品塑料包装材料中取代基的对称性。如果材料中的结晶度提升，则材料在实际应用中的透水性及透氧性都会降低。⑤取向。阻隔性食品塑料包装材料取向指的是材料在实际加工的过程中，受到剪切力以及拉伸力的影响，材料中的分子链会出现取向反应。取向反应完成之后，阻隔性食品塑料包装材料中的自由体积、溶解性、扩散性及渗透性都会出现下降的情况。

2阻隔性食品塑料包装的类型

2.1乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）

EVOH是乙烯-乙烯醇的无规共聚物，是一种链状结构的结晶性聚合物，是目前较好的阻隔性材料，可有效阻隔O₂、CO₂及其他气体的渗透，由于其含有大量的羟基，因而对水分比较敏感，透湿性比较大。但乙烯含量为25%～45%的乙烯醇与乙烯共聚物减少了材料中的羟基，对湿度的阻隔性能得到大大的提升。

2.2聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂（PET）

PET是聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂，有良好的力学性能，薄膜冲击强度是其他薄膜的3-5倍，耐折性好;耐油、耐脂肪、耐酸碱;具有优良的耐高、低温性能，可在120℃温度范围内长期使用，短期使用可耐150℃高温、-70℃低温，且高、低温时对其机械性能影响很小;气体和水蒸气渗透率低，既有优良的阻隔气体、水分、油及异味性能;透明度高，可阻挡紫外线，光泽性好;无毒、无味，卫生安全性好。

2.3聚酰胺类

聚酰胺类材料俗称为尼龙材料，是目前在包装市场中应用范围较广的一种材料，该材料薄膜的机械强度较高，具备较强的耐磨性、耐油性、耐温性，应用温度范围在-40～150℃，由此可以看出尼龙的应用温度范围较广。在气密性方面，尼龙也具备较高的性能，该材料针对氧气的阻隔性是其他聚酯材料的2～3倍，是聚烯烃材料的70～140倍。但尼龙材料的透湿率和吸水性较高，因此在湿度较高的环境中，尼龙材料会吸收大量空气中的水分，其气密性也会下降。

2.4尼龙（PA）

PA是分子主链上含有重复酰胺基团的热塑性树脂总称。包括脂肪族PA、芳香族PA和脂肪-芳香族PA。PA具有优良的力学性能及热稳定性，同时其对气体、气味及油脂的阻隔性都很好，但由于其极性较强，对水分的阻隔性能一般。PA6和PA66是PA的两个主要品种，两者相比较，PA66比PA6硬度更硬，更具有耐高温性。

3阻隔性食品塑料包装材料的应用

3.1聚酰胺类包装材料的应用

目前，日本在尼龙材料的基础上制作了MXD6材料，该材料在实际应用中的耐热性較强、吸水率低、透明度高，与PA-6、PA-66材料相比，具备较强的阻隔性，另外在实际应用中不会受到外界环境湿度的影响。该材料虽然出现的时间较短，但其发展速度非常快，目前在欧洲已经作为PVDC材料的替代品。MXD6材料经常被应用在蒸煮食品包装、液体食品包装中，在我国的应用范围也在不断提升。

3.2聚偏二氯乙烯类包装材料的应用

聚偏二氯乙烯类包装材料目前被应用在食品包装行业、医药包装行业、轻工业包装以及军工业产品包装中，但聚偏二氯乙烯类包装材料在实际应用的过程中，价格较高，废弃处理中会产生HCl有害气体，进而对环境产生一定的影响。目前，PVDC材料主要用于制作复合膜，这种方式能够降低PVDC材料的使用数量，进而降低制作成本。通过与其他材料复合的方式，能够提升PVDC材料在实际应用中的综合性能。

3.3EVOH类包装材料的应用

EVOH材料在实际应用的过程中，由于极易与空气中的水相互结合，不能在高度潮湿的环境中使用，因此需要对其展开复合处理，将其作为复合材料中的中间层。利用其他阻湿性能较高的材料，将EVOH自身的阻气性能充分发挥出来。通常情况下，EVOH材料应用在奶制品包装、肉类包装、调味品包装及化学包装中，目前在市场中的应用范围逐渐扩大。但在我国，EVOH材料的生产并没有完全实现独立，仍然需要进口，因此EVOH材料在未来发展的主要方向就是实现自主生产。

3.4无机物镀膜类包装材料的应用

无机物镀膜类包装材料是一种复合材料，其具有较强的阻隔性，在饮料包装以及食品包装中得到广泛应用。目前，无机物镀膜类包装材料在日本的发展速度较快，已经实现了现代化生产，美国和欧洲部分国家已经开始对无机物镀膜类包装材料展开研究，我国处于无机物镀膜类包装材料研究的初级阶段。无机物镀膜类包装材料主要是将无机氧化物附着在材料表面，形成一层紧密的薄膜，进而提升无机物镀膜类包装材料在实际应用中的阻隔作用。

结语

在食品包装设计中，阻隔性是包装材料具有的最重要特性，特别是食品的保质期对包装材料的阻隔性的依存度很大。食品塑料薄膜的阻隔性大致分为气体透过性和水蒸气透过性，其中氧气透过性是最常见的气体阻隔性能，包括压差法和库仑法，水蒸气透过性包括称重法、电解法、红外法、湿度法四种测试方法，以上阻隔性测试方法都有相应的国家检测标准规定。对检测者而言，不仅要掌握方法原理的不同之处，还要通过掌握不同方法标准所得结果参数的单位和意义，以便于在实际应用中进行准确的数据比对，有助于加强对食品塑料薄膜包装阻隔性的监控。

参考文献

[1]李同兵，刘向东，高秀梅，等.PVDF/多巴胺改性二氧化钛复合膜光阻隔性研究[J].工程塑料应用，2016，44（6）：26-31.

（作者单位：中包包装研究院有限公司）