三維塑料

       目前，塑料在食品包裝中起著重要的作用，廣泛用于食品及其他產品的包裝。不論是從生產者還是消費者的角度，塑料聚合技術的發展將不可避免地對食品或飲料的防護產生重大影響。下面向大家介紹的是一種新型聚合塑料——“三維塑料”，這種包裝材料可能會給該行業帶來一場革命。
　　“三維塑料”是指在目前所使用的普通塑料中“摻入”其他聚合物，使其產生微小的、中空的三維結構，便于其他微小顆粒流動。“三維塑料”將形成包裝材料新概念，在其三維的幾何結構中人們可以放置活性包裝物質，如氧清除劑，防腐劑或氣味吸收劑等等。而這些活性劑目前一般是以小袋{TodayHot}的形式與食品同時放在包裝內。
　　在美國，“三維塑料”已經在藥品、診療等領域試用，專家們已開始考慮如何將此項技術應用到食品包裝中去，為保持食品質量做出貢獻，特別是用于像速溶咖啡等低水分食品、飲料、長貨架期的糖果、含鹽小食品等易受環境變化影響保質期的食品。
　　“三維塑料”的技術原理
　　“三維塑料”關鍵的基本原則是，活性包裝劑不能附著在塑料的表面，那樣可能會產生活性包裝劑自行移動并與被包裝的食品發生反應，影響食品質量；同時，在理論上，附著在塑料表面上的活性劑數量也不可能達到有實際意義的效果。
　　而“三維塑料”則是將活性包裝劑“植”入基礎塑料內部，使活性包裝劑與被包裝物之間形成屏障，相互不接觸。在這種情況下，活性包裝劑的移動將會按需要在塑料中進行，達到活性和濃度可控。當然，活性包裝劑在塑料中的移動可能是一種的延時狀態的。雖然有時這種延時是有益的，但在大多數情況下，為了保持產品質量我們需要快速的反應，使產品周圍的環境發生變化。新型材料所要達到的目的就是：帶有活性包裝劑的塑料可以立即發揮其功能，隨后以控{HotTag}制下的模式繼續發揮其功效。
　　通過將有通道結構的物質和活性包裝劑與作為基質的塑料結合，“三維塑料”的傳輸特性可以得到改善。有通道結構的物質改變了基質塑料的特性，這樣可以傳輸氣體并使其與活性包裝劑發生反應。
　　三維有通道塑料可由多種聚合物組成，其中次要的聚合物與主要的聚合物不能融合，活性包裝劑存在于次要聚合物內或附著在其上。這樣組成的有通道的結構好像在塑料中打開了許多“小路”，允許氣體在可控的條件下進出塑料。其中所含的活性包裝劑能吸附水蒸氣、氣體和氣味等等；釋放風味物質、氣體和營養成分；或改善塑料對氣體的傳輸特性。這種新型塑料可以擠壓或熱成型制成薄膜；也可通過注壓法或擠壓法制成瓶子或罐子。
　　總之，三維體系的功能包括吸收、吸附、受控的釋放和改善傳輸結構。
　　吸收吸附功能 吸收（或吸附）功能須通過活性包裝劑和吸收通道來完成。所吸收（或吸附）的物質包括：水蒸氣、氧氣、氣味物質（如含硫、胺或醛的氧化物）、二氧化碳及乙烯等。所有這些物質都與所包裝食品和飲料的腐敗變質有關。
　　受控的釋放功能 釋放功能的完成得益于通道結構的運用。在塑料的通道使氣體或蒸汽進入塑料中，這些氣體與塑料中的活性劑發生反應（這對于引發釋放很有作用）。反應所產生的物質通過“小路”進入周圍環境。
　　“三維塑料”的結構
　　兩個或多個聚合物相互“混合”形成的微小的三維模式決定了結 合體的結構。最終產物的特性取決于一種聚合物在另一種聚合物中的 幾何形狀，是水滴形、柱形、碟形，或是其他形狀。同時，當結合體在重新熔化以便注壓成型或擠壓成型時，它的結構穩定性也至關重要。例如，重新熔化可能會導致聚合物結構的完全改變，即有可能由柱體變成球體。
　　有關“三維塑料”的技術研究表明：他們已經研制出了一種聚合物（如PE）與另一種聚合物（如PEO）組成的網狀結合體。網狀結構形成了通道結構，通道結構產生了連續的通路，從PEO聚合物的一個區域通向PEO的另一個區域。這個結合體在熔化和加壓成型后依然保持通道結構；活性劑在熔化成型后仍然附著在通道的表面上。
　　結構決定活性劑的種類 當通道用于水分的傳輸時，如使用PEO或聚氧乙烯，水分經過通道擴散到塑料內部。如果通道內附著的是干燥劑顆粒，它會吸附水分，這樣水分就不斷地順通道到達干燥顆粒處，從而達到受控的水分去除。
　　通過選擇活性劑的種類，人們可以讓結合體吸附其他氣體而非水分。有害氣體包括：如生物化學腐敗所產生的醛、酮氧化物質；新鮮水果延續生命的呼吸作用所產生的乙烯；同樣產生于呼吸作用的二氧化碳。此時所用的活性劑為除氧劑，它可以去除剩余的氧氣，從而阻礙在食品及飲料中常發生的有氧反應。
　　很明顯，活性劑的分子結構和大小不同，要想使用某個活性劑，就必須有適合的三維結構存在。
　　結構決定傳輸方向 在釋放風味物質和其他揮發物時，像二氧化氯或酒精等抗微生物制劑可經過塑料內部的通道從活性劑中釋放或揮發出來，并且散發到包裝產品的外部環境中，達到保證產品免受微生物污染的作用。而活性物質中的風味物質可以通過通道釋放或揮發到包裝內部，增加產品的風味，提高產品的價值。
　　很明顯，在以上兩種情況下，傳輸方向是不相同的，自然其結構也是不相同的，不能用反了。
　　使食品防護達到新水平
　　專家認為，內部連接通道材料（“三維塑料”）技術在包裝領域是一個突破，它使多種小分子在聚合物中進行可控的傳輸成為可能，從而使無數的吸收和釋放活性分子應用于包裝材料中得以實現。這項技術將可廣泛應用于醫藥、農業，當然還包括食品等多個領域的包裝。
　　這個活性包裝劑應用的媒介展現了一個在食品包裝中的范例，那就是，通過揭示包裝與產品的相互作用打開了活性包裝劑的應用空間。這項技術蘊藏著一種潛能，這種潛能可以從包裝方面改變世界食品防護狀況。