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    绿色包装材料

    发布日期:2012-07-04 点击数:304

     

      大自然是我们的母亲,只有爱护母亲,人类才能生存和发展。当前,人口膨胀、资源短缺、环境恶化已成为阻碍社会发展的主要障碍。

      随着经济的发展,人口的增加,人们生活水平的提高,废弃物越来越多,据统计,当物体消耗100份时,就会产生垃圾42份。近年来随着商品经济的发展,商品的包装废弃物特别是塑料类包装废弃物对于环境所造成的公害日益严重。众所周知,包装对保护商品、美化商品、宣传商品以及商品的储运、销售和使用都起着重要的作用。但是,随着商品到达目的地和产品的消耗,包装将失去其功能,多数将成为包装废物,有些包装废弃物无法回收、利用和再循环,成为对环境的污染源。包装废弃物在西方工业发达国家在重量上约占城市固体废弃物的三分之一,而体积上约旧二分之一。我国包装废弃物在重量上约占城市固体废弃物的十分之一。

      人们已越来越意识到包装废弃物对土壤、农作物、动物和人体的危害,绿色商品和绿色包装逐渐兴起。许多国家已制定了发展绿色包装的各种法律法规,国际上有关组织已提出“使用绿色包装,保护生态环境”。1996年6月,我国环境保护白皮书指出:“我国政府将在九五期间实施《中国跨世纪绿色工程计划》”,为创造绿色产品、绿色包装指明了方向。

     

      所谓绿色包装有人称它为环境之友包装或生态包装,即对生态环境和人体健康无害,能循环复用和再生利用的包装。包装产品要从原材料的选择、产品的制造、使用、回收和废弃的整个过程全面衡量,使其符合生态环境保护的要求,并能在自然生态系统保持良性循环。目前世界工业发达国家要求包装做到“3R”(Redue减量化,Reuse重复使用,Recycle再循环)和“ID”(Degradation可降解)原则。

      21世纪是环保的世纪,在今后的市场竞争中,有利于环境的包装就能生存和发展,有害于环境的包装就会受到抵制以至被淘汰。

      绿色包装材料的种类

      重复再用和再生的包装材料

      包装的重复再用如推行啤酒、饮料、酱油、醋等包装采用玻璃瓶,反复使用。瑞典等国家实行聚酯PET饮料瓶和PC奶瓶的重复再用达20次以上,荷兰Wellman公司与美国Hohnson公司对PET容器进行100%的回收。

      再生利用例如聚酯瓶在回收之后,可用两种方法再生,物理方法是指直接彻底净化粉碎,无任何污染物残留,经处理后的塑料再直接用于再生包装容器;化学方法是指将回收的PET粉碎洗涤之后,用解聚剂甲醇水,乙二醇或二甘醇等在碱性催化剂作用下使PET全部解聚成单体或部分解聚成低聚物,纯化后再将单体或低聚物重新聚合成再生PET树脂包装材料。

      包装材料的重复利用和再生,仅仅延长了塑料等高分子材料作为包装材料的使用寿命,当达到其使用寿命后,仍要面临对废弃物的处理和环境污染问题。

      可食性包装材料

      可食性包装膜

      几十年来,大家熟知的糖果包装上使用的糯米纸及包装冰激淋的玉米烘烤包装杯都是典型的可食性包装。

      人工合成可食性包装膜中比较成熟的是70年代已工业化的普鲁兰树脂,它是无味、无臭、非结晶、无定形的白色粉末。是一种非离子性,非还原性的稳定多糖,由于它是由α—葡萄糖甙构成的多聚葡萄糖,因而在水中容易溶解,可作粘性、中性、非离性的不胶化水溶液。其5%—10%的水溶液,经干燥或热压能制成厚度为0.01mm的薄膜,这种薄膜透明、无色、无臭、无毒,具有韧性、高抗油性,能食用,可做食品包装。其光泽、强度、耐折性能都比高链淀粉制得的薄膜好。

    最近,武汉市的科研人员研制成一新型的内包装材料可食性包装膜。

      该产品是由苕干、土豆、碎米等原料经发酵转化成多糖,然后将多糖流延成薄膜。该膜是由葡萄糖连接而成的高分子物质,具可食性、可降解性、无色透明、隔氧性好。作为食品包装膜,其直角撕裂强度、机械强度、透光性等均可达到塑料包装优等膜标准。该膜制成袋后,装奶粉和色拉油不漏粉不漏油,可以与奶粉共溶于水一起食用。

      可食用保鲜膜

      我国早在12—13世纪就已用蜡来涂复桔子、柠檬来延缓它们的脱水失重,延长果蔬货物架寿命。

    现在一般采用的可食性保鲜膜,已发展成具有多种功能性质的,由多种生物大分子(蛋白质与多糖)和脂类制成的多组分食用膜。此种复合膜主要是通过不同分子间相互作用,形成的一种稳定的乳状液,然后干燥使溶剂挥发而形成的多孔、透明或半透明的三维网络结构的薄膜,这种多孔的网络结构使薄膜具明显的防水性及一定的可选择透气性,因而在食品工业,尤其在果蔬保鲜方面,具有广阔的应用前景。

      可食用膜的制造方法很多,可采用玉米醇溶蛋白,小麦面蘸蛋白,大豆分离蛋白,也可用海藻酸钠、琼脂等。例如:成膜剂3%—4.2%,海藻酸钠,增塑剂5%—10%甘油或乙二醇,交联剂3%—10%氯化钙,溶剂可选用75%的乙醇,其制备工艺如下:

      成膜溶液的调配→成形模具成型→钙剂交联处理→乙醇挥发处理→干燥→成品。

    该膜适合加工人造肠衣。

      国内外已上市的还有大豆蛋白包装膜,用壳聚糖与月桂酸结合包装水果、蔬菜的包装膜,用豆渣为原料包装快餐面,调味料的包装等。

      可降解材料

      可降解材料是指在特定时间内造成性能损失的特定环境下,其化学结构发生变化的一种塑料。可降解塑料包装材料既具有传统塑料的功能和特性,又可以在完成使用寿命之后,通过阳光中紫外光的作用或土壤和水中的微生物作用,在自然环境中分裂降解和还原,最终以无毒形式重新进入生态环境中,回归大自然。

      可降解塑料主要分为合成光降解塑料、添加光敏剂的光降解塑料和生物降解塑料,以及多种降解塑料复合在一起的多功能降解塑料。也有按降解塑料的环境条件分为光降解塑料、生物降解塑料(完全生物降解塑料、部分生物降解塑料)、化学降解塑料(氧化降解塑料、水降解塑料),以及上述三种降解塑料组合成的复合降解材料。

      在合成光降解塑料中,以聚羟基丁酸酯(PHB)及聚羟基戊酸酯(PHV)研究最多,英国Zeneca公司年产量已达1000t,它们的性能与聚乙烯和聚丙烯相似,价格为聚乙烯的10倍左右,其降解原理是聚合物吸收紫外光发生光引发作用,使键能减弱,长链分裂成较低分子量的碎气,物理性能下降。较低分子量的碎气在空气中进一步发生氧化作用,产生自由基断链,进一步降解为二氧化碳和水。

      在塑料加工过程中加入少量的光敏剂可使一般塑料变为光降解塑料。由于光敏剂的光引发作用及光化学反应而产生自由基引发源,因此可加快聚合物的光降解过程。这一方法比共聚合成方法简单,成本也较低。光降解塑料在国外主要用作饮料瓶、购物袋、垃圾袋、地膜等,国内主要研究开发用于地膜,近年来开发用于一次性新型快餐盒。由于光降解塑料只有在太阳光辐照条件下才能降解,受地理环境、气候制约性很大,要达到准确的时控性难度较大,埋地部分不能降解,因此大面积推广应用受到一定的限制。

      以石油为基本原料合成的聚合物,它们在自然条件下,很难被普通的微生物所分解。而含有易发生水解的基因所合成的聚合物和天然聚合物都具有较高的生物降解性能。我国研究较多的是以淀粉与聚烯烃塑料相混的不完全生物降解型。这类塑料的降解机理是淀粉颗粒先被真菌和细菌侵袭、消耗,从而削弱了塑料的强度,同时经过塑料与土壤中存在的某些盐类接触,自氧化作用而形成过氧化物,促使塑料中聚合物的分子链断裂,它们互相促进,相辅相成,细菌消耗淀粉,使塑料表面积增大而有利于自氧化降解。周而复始,高分子链逐渐断裂、缩短,使塑料强度降低,直至聚合物的分子量降低到能被微生物代谢的程度。

      完全型生物降解型主要采用天然高分子材料如淀粉、废蜜糖和具有生物降解性的合成高分子材料或水溶性高分子材料为主要原料。目前国外已有几种商品问世,如英国的  “Biopol”,美国的“Noven”,日本的“Benolle”等,我国尚处研究阶段。

      低材料

      废纸的原料主要是天然植物纤维,在自然界会很快腐烂,不会造成污染环境,也可回收重新造纸,还有纸浆注型制件,复合材料、建筑材料等多种用途。

      纸浆模塑制品除具有质轻、价廉、防震等优点外,它还具有透气性好,有利于生鲜物品的保鲜,在国际商品流通上,被广泛用于蛋品、水果、玻璃制品等易碎、易破、怕挤压物品的周转包装上。

      将无杂物的废纸浆通过真空造型、液压造型、空气压缩造型等方法,将其快速均匀地沉积到网状模型上,再压缩烘干即制得纸质碗、盒、盘、杯等多种包装容器,经过一定添加剂的纸浆模塑包装容器,具有良好的防震、防冲击、防静电等性能。例如利用生产豆腐的下脚料豆腐渣,把豆腐渣、纸和氢氧化铵以100:10:5比例进行混合,在水溶中50℃—80℃加热2h,然后过滤,模压后在干燥炉中干燥,该产品具有重量轻、强度高、不透水的特点,制品埋入地下三个月后即可分解完全。