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做和可生物降解包装材料的优化及应用

发布时间:2021-09-22 03:14:18 阅读: 来源:切带机厂家

可生物降解包装材料的优化及应用

过去几年,可生物降解的以生物为原料的包装材料以不断加快的速度被优化。下一代产品具有更好的性能和更有吸引力的价格。增长速度大大加快。尽管这种产品向消费者提出诉求,但是可生物降解包装材料仍是一个持续成长的特殊市场。

最近在几个国家进行的研究显示,消费者对生物科技包装材料非常感兴趣,更有趣的是,消费者原因为此支付更多的钱。美国市场研究机构Grapentine公司最近的一项研究发现,41%的美国消费者和59%的欧洲消费者非常渴望购买以天然材料制成的环保材料包装的食品。其中大约77%的欧洲消费者愿意为此多付5欧分,而74%的美国消费者愿意多付10美分。

这些方向印证了国际可生物降解聚合物协会及工作组(IBAW)2001年在德国进行的一项研究,通过调查卡赛尔的600位市民发现,三分之一的消费者愿意以0.15欧元购买购物袋,电器保护装置和新型的医疗分娩装置而对于一个可生物降解的酸奶盒,他们原因额外支付0.05欧元。

然而,值得留意的是,市民和消费者这两个角色在同一个人身上的表现可能有天壤之别。作为市民,人们可能为了环保而愿意为可生物降解包装材料多付一些钱,但是在超市里,大部分的消费者都是精打细算的。

可再生的资源

生物聚合物根据来源和加工方法分为不同的种类,第一类就是直接从天然材料中提取的包装材料;第二类是以可再生的生物化学单体合成的材料;第三类是以微生物或转基因细菌生产的包装材料。

天然可生物降解的包装材料一般包含以土豆、玉米、小麦、糠麸、大米等的淀粉和纤维素制成的多聚糖和乳清、酪蛋白、麦麸、大豆、胶原质等蛋白质,甚至可以使用食品工业的残渣。

这个市场广泛采用淀粉为原料是因为其价格便宜,而且,但淀粉被制成热塑性塑料后,其二氧化碳和氧气隔绝性能优异,而且加工性良好。

更好的防水性能

以淀粉为原料的主要问题是其容易吸水。为了达到更好的防水效果,需要与其它天然或是合成的可降解聚合物混合,或者添加不同来源的添加剂。

通过改性和添加剂的作用,这些混合物质具有更高或是更低的水汽敏感度和气密性。热塑性淀粉含有70%-90%的淀粉,但是其中40%-60%的淀粉却是许多混合物,添加剂的使用提高了原料的成本。因而,这方面的研究主要是减少添加剂的用量,例如使用新的纳完成加油米组分而不是淀粉或是改性粘土颗粒。

例如纸张或是卡纸等未经改性的纤维素材料具有较差的气密性和防潮性能,因而除非是干货,一般很少用来作为外包装材料。改性的纤维素和纤维素衍生物材料,主要是聚碳酸酯等聚合物用于这一方面还是有些昂贵。

产品多样

聚乳酸(PLA)是人工合成的可生物降解包装材料的范例。PLA由乳酸单体聚合而成,在不同的食品包装领域提供不同的性能。

PLA可以制成结晶或是透明的形态,可以吹膜、注塑以及涂层,既可以单独使用也可以与其它天然原料制成的聚合物混合使用。例如,PLA经常与淀粉混合以提高降解性能、降低成本。

第三类的可生物降解包装材料用微生物制成,包括多羟基链烷酸酯(PHAs),而聚羟基丁酸酯(PHB)最为普遍。PHAs目前的价格仍比较高,但是从技术角度来看,用途会非常广泛,吹塑、注塑、拉膜、涂层都可以。也可以与热塑性淀粉等可生物降解材料混合。PHAs用于食品包装有个有趣的特性那就是水汽透过率非常低,与低密度聚乙烯接近。

生物聚合物的市场

根据IBAW的统计,可生物降解包装材料是个特殊的小市场,2001年的数字显示欧盟可生物降解产品的消费量为2.万吨,而传统聚合物的用量高达3500万吨。塑料包装协会预计2010年传统聚合物的用量将达到5500万吨,IBAW预计可生物降解产品的用量届时会达到万吨。可生物降解材料最终可能会占据10%的市场份额。

这一乐观的估计是基于可生物降解产品不断改善性能 做出的,其中包括防水性、气密性、透明度、印刷性能、加工性能等。

尽管与传统聚合物相比,可生物降解产品的价格依然偏高,但是未来会逐步降低,首先是以淀粉为原料的聚合物然后波及其它材料。最终,不断增长的消费需求将驱动可生物降解包装材料的材料增长。

改善的形象

欧洲一些主要的零售商采取的行动推广可生物降解包装材料映衬出消费者需求的增加。

意大利一家连锁超市IPER的销售总监Mario

Spezia表示,客户对以环保方式生产和包装的食品比较感兴趣,他们知道以可再生资源生产的包装材料的好处。IPER在2002年推出可生物降解包装材料以来,用量增加了一倍以上。

目前,可生物降解包装材料在熟食、奶酪等新鲜食品包装方面的用量还非常有限,在包装黄瓜用的收缩膜、装橙子的袋、包装蔬菜用的保鲜膜以及装方便食品用的热成形盒子等也是如此。较高的水汽隔绝性能可以让水果、蔬菜保持新鲜,而聚乳酸的气密几近所有产品的外包装都是纸制品性能够使产品更加新鲜脆嫩。

总而言之,可生物降解包装材料作为传统聚合物的环保型替代物将不断获得进展,特别是零售商比食品生产商更加有兴趣推动这方面的发展,因为他们控制着生鲜食品市场。

生物聚合物的优点

毫无疑问,与传统聚合物相比可生物降解材料较高的价格在对比两者的优点 时必须要考虑,除了环保之外,可生物降解材料的优点还在于:

营销优势:这种包装材料有利于宣传环保食品的概念;

功能优势:延长保质期、气密性、可食用、纺静电、方便、卫生、可生物降解等;

法律/成本优势:根据欧洲包装废物处理规定,集中堆放是包装材料回收和再18、净重:1900Kg利用的方式之一。一些国家对可生物降解材料征收较低的税收。

产品识别标签

可生物降解包装材料必须满足欧洲标准13432的要求,合格的产品可以贴上可生物降解的标签,保证该产品具有这一性能。

德国、瑞士、荷兰、英国和波兰已经接收这一标签,对于以特殊处理系统处理的可降解包装材料会加上一个六边形的标识,

这一标识已经在德国开始使用,很快将引入英国。

IBAW希望在全球范围内协调可生物降解材料的认证和标识工作。美国和日本的可生物降解聚合物协会也持类似观点。美国的可生物降解聚合物研究所和日本的可生物降解聚合物公会已经就产品认证的推广和协调达成协议。

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