天(tiān)然生物包裝材料將環保堅(jiān)持到底
未來,天然生物包裝材料(liào)將在科學技(jì)術的支持下不斷地改進與創新,在(zài)不成熟中漸漸完善,或將在包裝行業(yè)內占有相當可(kě)觀(guān)的市場份額。
近 年(nián)來(lái),降解(jiě)塑(sù)料、生物(wù)材料的(de)研發(fā),極大地推動了全(quán)球包(bāo)裝材料業的發展,成為包裝商頗為青睞(lài)的選擇。然而(ér),降解塑料自身存在的(de)在土壤中降解的速度較慢,不能 被及時回收利用;不能被徹底地降解,會存在視覺上的汙點等應用弊端,使其應用前景出現了局限。於是,天然生物包裝材料憑借完全環保的優勢,成為了當下(xià)最具 開發潛力的包裝材料之一。
澱粉類包裝材料
澱 粉是一種十分常見的(de)多糖,是植(zhí)物進行光合作用的產物,其包括穀類澱(diàn)粉、薯類澱粉、豆(dòu)類澱粉以及其他類澱粉100多種。作為一款天然生物包裝材料(liào),澱粉類包 裝材料具有(yǒu)多個應用優勢,包括:①不(bú)會汙(wū)染環(huán)境;②由(yóu)於其是可再生資源,因此不會(huì)麵對能源資源缺失的威脅;③可以取(qǔ)代部分聚合包裝(zhuāng)材料(liào),尤(yóu)其在可食性(xìng)包裝 材料的應(yīng)用(yòng)方麵取得了一定的成績。當然,為了更好地滿(mǎn)足(zú)工業生產的(de)需要,我們還要使用化學(xué)或者物理方法對天然澱粉進行處理(lǐ),以克服(fú)其不具(jù)冷水溶解性、凍融 穩定性較(jiào)差等性質上的缺陷,進而改良其(qí)原有性能甚至增加新性能。近年來,研究者將澱粉與聚烴基丁酸酯(PHB)、聚乳酸(PLA)等可(kě)完全降解的高分子(zǐ)材 料混合,組(zǔ)成的(de)複合(hé)包裝材料大大降低了包裝材料的應用成本(běn)。
時 下,行業內主要應用的澱粉類包裝材料包括變性澱粉類包裝材料、變構類澱粉材(cái)料、複合(hé)型澱粉包裝材料等。而澱(diàn)粉基生物塑料也已得到了廣泛的應用,據不完全(quán)估 計,其每年的產量已經超過25000噸,其中75%以上應用於包裝(zhuāng)業,主要產品有包裝塑料、包裝袋、包裝薄膜等。可以說(shuō),澱粉基的生物塑(sù)料已經成(chéng)為傳統包 裝塑料(liào)的主要替代品。
植物纖維包裝材料
植物纖維包(bāo)裝材料的天然(rán)成分達80%以上,由其製成的物(wù)品在使(shǐ)用後即使被棄於(yú)自然環境亦可自然降解,此外,植物纖維包裝材料還具有(yǒu)強度高(gāo)、密度小(xiǎo)、表麵紋理天然、質感新穎等特點,因而在包裝領域中受到格外的關注。
植 物纖維(wéi)在包裝材料中(zhōng)的(de)應用(yòng)主要包括兩種複合材料,即植物纖維(wéi)與澱粉結合的(de)複合材料、植物(wù)纖維與高聚物材料結合的(de)複合材料。植物纖維與澱粉的化學結構相似, 兩者具有較好的相容性,將兩者經過化學改性,並(bìng)在特定工藝條件下進行交(jiāo)聯等化學反應以(yǐ)複(fù)合後,澱(diàn)粉的力學能(néng)力(lì)、耐水(shuǐ)性和熱穩定性(xìng)都會得到明顯的提高(gāo)和改 善。在塑料等高聚物中添加適當量(liàng)的(de)植物纖維可以使材料的降解(jiě)性(xìng)和環境友好性得到(dào)很大(dà)程度的提高。但是(shì)植物纖(xiān)維和高聚物在性(xìng)質上存在較大的差別,所以通常(cháng)要 把植物纖維通過物理或者化學方法進行改性處理後,再與高聚物分子進行結合。
鑒 於植物纖維包裝材料的各種優勢,國內外有關這方麵的(de)研究亦不在少數。荷蘭瓦赫寧(níng)根農業大學使(shǐ)用小(xiǎo)麥、玉(yù)米、馬鈴薯澱粉研製出不含石化產品的可降解生物塑 料,並添加大麻纖維以提高其(qí)強度,該塑料可在包裝塗層、食物(wù)儲藏箱、垃圾箱襯裏、購物袋以及農(nóng)用薄膜等領域進行使用。使用稻(dào)草加工而(ér)成的稻草板,具有良好 的保溫、隔熱、節能等功能,透氣性好(hǎo),抗(kàng)衝擊強度較高,且與傳(chuán)統材料製品相(xiàng)比,具有較強的防水和抗震功能(néng)。此外,將稻(dào)草板用作(zuò)包裝材料,其單位質量(liàng)僅(jǐn)為同 體積紙(zhǐ)板材料的1/10。近年來,國內研究者以草漿為主原料開發出一次性餐具專用紙(zhǐ)板,具有抗熱水(shuǐ)、不滲漏、不分層、抗油及熱封(fēng)等功(gōng)能,而且回收後,可以 用於(yú)生產書寫(xiě)紙等。用艾蒿(hāo)粉和添加(jiā)物混合加工而成的薄膜保(bǎo)鮮袋,具有抗菌、防黴、防蟲和(hé)藥用等功能,其(qí)還(hái)可以被清(qīng)洗並反複使用。
植物纖維的(de)來(lái)源廣泛,價格低廉,在天然(rán)生物包裝材料的開發研究中占有十分重要的地位。根據植物纖維(wéi)自身的特點,未(wèi)來的開發與應用或可主要體現在以下三個方麵。
1.進一步改善植物纖維的耐水性。植物(wù)纖維含有大量的羥基,具有很強的親水性,為了增強植物纖維複合材(cái)料的耐水性,需(xū)對其進行適當(dāng)的改性處理。
2.進(jìn) 一步提(tí)高生產過程的(de)無汙染化。用堿液處理植物纖(xiān)維是提(tí)高其(qí)與其他材料結合強度的最傳統的改性方法,但是由於大多數工藝需要(yào)對(duì)處理過的(de)植物纖維(wéi)進行水洗,因 此難(nán)免會造成工藝過程的汙染。現(xiàn)在(zài)最新的植物纖維處理法(fǎ)--蒸汽爆破處理,是(shì)一種無汙染的植物纖維改性方法,有(yǒu)良(liáng)好的應用前景。
3.降低植物纖維素與其他材料複合的生產(chǎn)成本(běn),這樣才能(néng)提(tí)高植物纖維複合材料在市場中的競爭(zhēng)力。
近 些年(nián),由於人類的生產和生活活動而遺棄的不能自然降解的塑料製品,導致了嚴重的白色汙染,給全(quán)球環境造成了極大的壓力,加之世界範圍內(nèi)石油(yóu)資源的日益枯 竭,為生物可降解材料的開發及使用提供了很好的機遇。未來,天然生(shēng)物包裝材(cái)料將(jiāng)在科學技術(shù)的支持下不斷地改進與創新,在不成熟中漸漸完善,或將在包裝行業 內占有相當可觀的市場份額。
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