納米包裝材料.ppt

納米包裝材料 納米技術(shù)令產(chǎn)品包裝煥然一新 納米包裝材料的概念 納米包裝材料的特點(diǎn) 納米包裝材料的分類及應(yīng)用 納米包裝材料的安全性 納米材料的展望 納米包裝 所謂 納米包裝 就是應(yīng)用納米技術(shù) 采用納米包裝材料 從而使包裝具有特殊功能或特性的一類包裝總匯 納米包裝材料 是指用晶粒尺寸在納米量級 1nm 100nm 的單晶體或多晶體材料與其他包裝材料制成的納米復(fù)合包裝材料 納米技術(shù)包裝的特點(diǎn)與優(yōu)勢 1 提高包裝品質(zhì) 延長產(chǎn)品貨架期 如在包裝材料 如塑料及復(fù)合材料 中加入納米微粒 使其鏟除異味 殺菌消毒的作用 2 提升傳統(tǒng)包裝材料的加工性能 如將納米微粒加入陶瓷或玻璃中 可得到富有韌性的陶瓷或玻璃材料 在制罐金屬材料中加入納米微粒 可使其韌性及延展性大大提高 3 使包裝效果更佳 簡化工藝步驟 如在果蔬保鮮包裝材料中加入納米Ag粉 便可將果蔬食品釋放出的乙烯加速氧化 減少乙烯含量 從而達(dá)到良好的保鮮效果 4 有利于生產(chǎn)成本的降低 如新型抗菌材料尼龍66中摻加了一種特殊的納米粘土復(fù)合材料 將納米氧化鋅用于包裝材料的生產(chǎn)等 均可大幅度降低成本 5 具有良好的生態(tài)性 能滿足環(huán)保的要求 納米材料可回收可生物降解等特性 減輕環(huán)境污染 迄今為止 在食品包裝領(lǐng)域研究最多 應(yīng)用最多的生物可降解納米復(fù)合材料PLA PBS PHB和PCL 納米包裝材料的分類 按結(jié)構(gòu)分 按納米材質(zhì)分 納米金屬材料 納米陶瓷材料 納米半導(dǎo)體材料 納米復(fù)合材料 納米聚合材料等等 零維納米材料 納米包裝材料應(yīng)用 1 納米抗菌材料2 納米保鮮材料3 納米高阻隔性材料4 抗紫外線包裝5 納米防偽包裝材料6 納米防靜電包裝材料7 智能型納米包裝材料 1 納米抗菌材料 納米抗菌材料是一類具備抑菌性能的新型材料 由于材料本身賦予了抗菌性 可以使微生物 包括細(xì)菌 真菌 酵母菌 藻類以及病毒等 的生長和繁殖保持在一個(gè)較低的水平 抗菌材料可分為有機(jī)抗菌材料和無機(jī)抗菌材料 有機(jī)抗菌材料因其安全性問題 在食品包裝行業(yè)上的應(yīng)用受到了限制 因此 目前制取抗菌材料主要是添加無機(jī)納米材料的方法 如廣譜抗菌劑的活性成分就是納米銀 如MOD系列納米高性能無機(jī)抗菌劑就是以MOD活性基因及無機(jī)納米銀化合物為主要抗菌成分 以各種無機(jī)材料為載體而制成的無機(jī)抗菌粉體 添加納米TiO2制成的包裝材料可以防止紫外線引起的食品的自動(dòng)氧化變質(zhì) 保護(hù)維生素和芳香化合物不受破壞 使食品保持新鮮 例如 將表面共價(jià)接有殺菌活性官能團(tuán)的納米SiOx配制保鮮涂膜劑 對芒果進(jìn)行常溫保鮮試驗(yàn) 結(jié)果表明 經(jīng)21d的常溫儲(chǔ)藏 芒果發(fā)病率下降90 38 商品果率達(dá)92 31 在保鮮包裝材料中加入納米銀粉 可加速氧化果蔬食品釋放出的乙烯 減少包裝中乙烯含量 從而達(dá)到良好的保鮮效果 用作氧化催化劑的納米微粒主要有Fe3O4 Fe2O3 Co3O4 NiO2以及Pt Rh Ag Pd等 2 納米保鮮材料 納米保鮮絮 納米保鮮膜 3 納米高阻隔性材料 高阻隔性是食品包裝的基本功能要素之一 食品包裝阻隔性主要是指對氧氣 二氧化碳等的氣體及水蒸氣阻隔性等 用于啤酒包裝的PET是飲料包裝的首選材料 表面涂覆技術(shù)是提高PET氣體阻隔性的主要手段 其中 目前具有市場潛力的是等離子納米涂覆技術(shù) 它不僅能使材料界面物理性得到顯著的改善 還能確保材料不會(huì)受到不良影響 同時(shí)也具有操作簡便 高效 安全無污染等優(yōu)點(diǎn) 滿足環(huán)保的要求 如法國SIDEL公司開發(fā)的無定形納米碳涂覆技術(shù) ACTIS 較普通PET瓶的隔氧化性能 CO的阻透性 防乙醛的滲入性等均有較大提高此外 還有鉆石型納米碳涂復(fù)工藝 DLC 氧化硅納米處理技術(shù)等 都具有較高的阻隔性 有效地延長了PET瓶裝啤酒的貨架期 4 抗紫外線包裝 采用添加有0 1 0 5 的納米TiO2制成的塑料薄膜來包裝產(chǎn)品 既可以防止紫外線對產(chǎn)品的破壞 又可以使產(chǎn)品保質(zhì)期更長 有些物質(zhì)在納米級時(shí) 不同物質(zhì)可呈現(xiàn)出不同顏色 不同的粒度顏色也不同 納米防偽包裝技術(shù)的原理 是選擇適當(dāng)體積的納米材料來呈現(xiàn)不同的顏色 如TiO2 SiO2納米粒子呈現(xiàn)白色 Cr2O3呈綠色 Fe2O3呈褐色 這些物質(zhì)對周圍環(huán)境 溫度 光 濕度等 敏感 當(dāng)把具有這些特性的納米粒子加入包裝材料中 人們在選擇商品時(shí)便可利用溫度 光線等加以鑒別 從而達(dá)到防偽的目的 5 納米防偽包裝材料 由于包裝材料在運(yùn)輸過程中很容易因摩擦而產(chǎn)生靜電 對產(chǎn)品也會(huì)造成嚴(yán)重的后果 因此 金屬納米 納米摻銻二氧化錫微粒等材料的使用將賦予包裝物具有消除靜電的特殊功能 涂層的導(dǎo)電性能會(huì)得到明顯地改善 可以使得包裝物表面不再吸附灰塵 消除因摩擦而產(chǎn)生的靜電現(xiàn)象 6 納米防靜電包裝材料 8 智能型納米包裝材料 利用納米技術(shù)可以制成指示食品品質(zhì)的感應(yīng)器 能檢測出萬億分之幾的物質(zhì) 并且能激發(fā)包裝物產(chǎn)生顏色反應(yīng) 從而在食品開始受到污染或者變質(zhì)時(shí)警告消費(fèi)者 預(yù)防變質(zhì)食品對人體的危害 納米包裝材料的安全性評價(jià) 隨著納米材料在包裝中的廣泛應(yīng)用 人們對納米材料接觸越來越多 但目前納米包裝食品的潛在安全性尚不清楚 納米食品的安全性主要集中在 游離的納米顆粒和納米管可能會(huì)穿透細(xì)胞 產(chǎn)生毒性 磁性納米顆粒在血管內(nèi)團(tuán)聚 會(huì)導(dǎo)致心血管疾病的發(fā)生 研究發(fā)現(xiàn)納米粒子可以很容易的擴(kuò)散到地下蓄水層 給地下水帶來嚴(yán)重的污染 并且極難予以凈化 這些性質(zhì)在給食品包裝材料帶來某些特定性能的同時(shí) 也很可能對生物安全帶來較大的負(fù)面影響 納米食品的安全性目前還沒有一個(gè)統(tǒng)一的判別標(biāo)準(zhǔn) 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還很不完全 但作為食品必須保證其安全 世界大部分國家成立了納米食品安全研究機(jī)構(gòu) 調(diào)查納米食品的安全性問題 制定納米食品的安全標(biāo)準(zhǔn) 使納米食品最終為人類服務(wù) 展望 納米食品的安全性雖受到質(zhì)疑 但這并不影響納米食品的研究與開發(fā) 隨著新技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用 納米污染的治理對策將不斷出現(xiàn) 納米科技的發(fā)展將給人類帶來很多恩惠 食品納米包裝材料的開發(fā)也大大推動(dòng)了食品工業(yè)的發(fā)展 但是在迅猛發(fā)展的納米浪潮中 我們不能忽視任何事物都具有的兩重性質(zhì) 科學(xué)史上 我們?nèi)祟惏l(fā)現(xiàn)放射性物質(zhì)后 在很長的一段時(shí)期內(nèi) 由于只重視了它的功能開發(fā)和使用 忽視了研究它可能對人體產(chǎn)生的潛在性危害作用 未采取必要的