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天然生物包装材料将环保坚持到底
发布时间:2015-02-27       关键字:天然生物包装材料,包装材料             来源:机经网

  未来,天然生物包装材料将在科学技术的支持下不断地改进与创新,在不成熟中渐渐完善,或将在包装行业内占有相当可观的市场份额。
  
  近年来,降解塑料、生物材料的研发,极大地推动了全球包装材料业的发展,成为包装商颇为青睐的选择。然而,降解塑料自身存在的在土壤中降解的速度较慢,不能被及时回收利用;不能被彻底地降解,会存在视觉上的污点等应用弊端,使其应用前景出现了局限。于是,天然生物包装材料凭借完全环保的优势,成为了当下最具开发潜力的包装材料之一。
  
  植物纤维包装材料
  
  植物纤维包装材料的天然成分达80%以上,由其制成的物品在使用后即使被弃于自然环境亦可自然降解,此外,植物纤维包装材料还具有强度高、密度小、表面纹理天然、质感新颖等特点,因而在包装领域中受到格外的关注。
  
  植物纤维在包装材料中的应用主要包括两种复合材料,即植物纤维与淀粉结合的复合材料、植物纤维与高聚物材料结合的复合材料。植物纤维与淀粉的化学结构相似,两者具有较好的相容性,将两者经过化学改性,并在特定工艺条件下进行交联等化学反应以复合后,淀粉的力学能力、耐水性和热稳定性都会得到明显的提高和改善。在塑料等高聚物中添加适当量的植物纤维可以使材料的降解性和环境友好性得到很大程度的提高。但是植物纤维和高聚物在性质上存在较大的差别,所以通常要把植物纤维通过物理或者化学方法进行改性处理后,再与高聚物分子进行结合。
  
  鉴于植物纤维包装材料的各种优势,国内外有关这方面的研究亦不在少数。荷兰瓦赫宁根农业大学使用小麦、玉米、马铃薯淀粉研制出不含石化产品的可降解生物塑料,并添加大麻纤维以提高其强度,该塑料可在包装涂层、食物储藏箱、垃圾箱衬里、购物袋以及农用薄膜等领域进行使用。使用稻草加工而成的稻草板,具有良好的保温、隔热、节能等功能,透气性好,抗冲击强度较高,且与传统材料制品相比,具有较强的防水和抗震功能。此外,将稻草板用作包装材料,其单位质量仅为同体积纸板材料的1/10。近年来,国内研究者以草浆为主原料开发出一次性餐具专用纸板,具有抗热水、不渗漏、不分层、抗油及热封等功能,而且回收后,可以用于生产书写纸等。用艾蒿粉和添加物混合加工而成的薄膜保鲜袋,具有抗菌、防霉、防虫和药用等功能,其还可以被清洗并反复使用。
  
  植物纤维的来源广泛,价格低廉,在天然生物包装材料的开发研究中占有十分重要的地位。根据植物纤维自身的特点,未来的开发与应用或可主要体现在以下三个方面。
  
  1.进一步改善植物纤维的耐水性。植物纤维含有大量的羟基,具有很强的亲水性,为了增强植物纤维复合材料的耐水性,需对其进行适当的改性处理。
  
  2.进一步提高生产过程的无污染化。用碱液处理植物纤维是提高其与其他材料结合强度的最传统的改性方法,但是由于大多数工艺需要对处理过的植物纤维进行水洗,因此难免会造成工艺过程的污染。现在最新的植物纤维处理法——蒸汽爆破处理,是一种无污染的植物纤维改性方法,有良好的应用前景。
  
  3.降低植物纤维素与其他材料复合的生产成本,这样才能提高植物纤维复合材料在市场中的竞争力。
  
  近些年,由于人类的生产和生活活动而遗弃的不能自然降解的塑料制品,导致了严重的白色污染,给全球环境造成了极大的压力,加之世界范围内石油资源的日益枯竭,为生物可降解材料的开发及使用提供了很好的机遇。未来,天然生物包装材料将在科学技术的支持下不断地改进与创新,在不成熟中渐渐完善,或将在包装行业内占有相当可观的市场份额。
  
  淀粉类包装材料
  
  淀粉是一种十分常见的多糖,是植物进行光合作用的产物,其包括谷类淀粉、薯类淀粉、豆类淀粉以及其他类淀粉100多种。作为一款天然生物包装材料,淀粉类包装材料具有多个应用优势,包括:①不会污染环境;②由于其是可再生资源,因此不会面对能源资源缺失的威胁;③可以取代部分聚合包装材料,尤其在可食性包装材料的应用方面取得了一定的成绩。当然,为了更好地满足工业生产的需要,我们还要使用化学或者物理方法对天然淀粉进行处理,以克服其不具冷水溶解性、冻融稳定性较差等性质上的缺陷,进而改良其原有性能甚至增加新性能。近年来,研究者将淀粉与聚烃基丁酸酯(PHB)、聚乳酸(PLA)等可完全降解的高分子材料混合,组成的复合包装材料大大降低了包装材料的应用成本。
  
  时下,行业内主要应用的淀粉类包装材料包括变性淀粉类包装材料、变构类淀粉材料、复合型淀粉包装材料等。而淀粉基生物塑料也已得到了广泛的应用,据不完全估计,其每年的产量已经超过25000吨,其中75%以上应用于包装业,主要产品有包装塑料、包装袋、包装薄膜等。可以说,淀粉基的生物塑料已经成为传统包装塑料的主要替代品。

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