吸氧型阻隔性包装

吸氧型阻隔性包装

本文详细介绍了吸氧型阻隔性包装薄膜及其组成、吸氧机理、结构以及主要功效，并给出了该薄膜在食品包装领域的几个具体应用实例。

目前，防止O2对食品危害而使用的方法非常多，最常用的是真空包装技术和充气包装（换气包装）技术。然而，即使采用这两种技术，仍然会有2％~3％的O2残留在包装中，使得食品等商品由于氧化作用而导致出现食品腐败、异味，或造成食品部分营养成分损失和颜色发生变化等诸多问题。

为了消减这些不利影响，人们成功开发出了脱氧包装技术。常见的脱氧技术是，在普通的阻隔性包装内放置脱氧剂（亦称为吸氧剂或除氧剂），如还原铁粉等，并通过脱氧剂与氧发生反应来降低氧的浓度，从而有效提高包装阻隔O2对食品危害的能力，达到延长食品货架期的目的。目前，该技术已经在月饼等常见的食品包装中得到了成功应用。但是，这种传统的脱氧包装技术需要在包装中放置脱氧剂，而这不仅会使包装工艺复杂化，提升包装的成本，而且还可能发生消费者误食脱氧剂的问题。此外，某些特定的商品也不适于使用脱氧包装。以饮料包装为例，除了灌装时瓶子顶隙会进入的O2，以及O2会在存储的过程中通过包装材料进入之外，饮料本身也会溶解氧，因此，这类商品并不适合采用这种包装技术。

由此看来，想要解决常规脱氧包装存在的种种问题，开发出一种既具有阻隔性能又具有吸氧活性的塑料包装材料已成为塑料包装工作者面临的一项迫切任务。作为一种新型的包装材料，吸氧型阻隔性包装薄膜也因此应运而生。

何谓吸氧型阻隔性包装薄膜

吸氧型阻隔性包装薄膜，也称脱氧型阻隔性包装薄膜或除氧型阻隔性包装薄膜，或者活性阻隔性包装薄膜，是吸氧阻隔性包装材料的一个重要品种。除此之外，吸氧阻隔性包装材料还包括吸氧阻隔性瓶和瓶盖衬里等。

与前面几章所介绍的阻隔性薄膜不同，这种薄膜除了具有普通阻隔性包装薄膜的阻隔性之外，还对O2具有“活性”，即当O2进入和通过该薄膜时，薄膜中的易氧化成分会与氧进行化学反应，从而消耗通过薄膜的O2。

实际上，吸氧型阻隔性包装薄膜是吸氧塑料和阻隔性塑料的巧妙组合，虽然目前的应用量并不多，但不失为塑料包装材料领域中一种富有巨大诱惑力的前瞻性产品，而且具有很大的潜在市场，值得我们高度关注。

吸氧型阻隔性包装薄膜的组成、吸氧机理及结构

1. 吸氧型阻隔性包装薄膜的“吸氧层”

“吸氧层”也称活性层，即含有易氧化物的塑料薄膜层。“活性层”是吸氧型阻隔性包装薄膜不可或缺的一部分，而易氧化物质则是该吸氧层最核心的组分。通常，易氧化物质由

“吸氧物质”（即可氧化物-还原性物质）和反应促进剂（催化剂）组成，比如还原铁/氯化钠、亚硫酸钠和抗败血酸等，或者MXD6/钴盐、双键聚合物/钴盐、双键聚合物/MXD6/钴盐、PE/PS/钴盐，以及含环己烯侧链的聚合物/钴盐等的树脂掺合物等。

易氧化物质的“吸氧剂”既可以是无机物，也可以是有机物；既可以是低分子物质，也可以是高分子物质。通常，添加低分子吸氧剂来制备吸氧包装材料的方法，不仅工艺简单、成本低廉，且吸氧效果好，能够达到食品和饮料的包装要求。例如，将乙二胺四乙酸亚铁盐均匀地分散于聚氯乙烯(PVC)或聚对苯二甲酸乙二酯(PET)等基体树脂中,该材料与从基体渗透的水蒸气接触后会引发吸氧行为。同时，还可添加抗坏血酸等作为辅助吸氧剂。实验证明,当乙二胺四乙酸亚铁盐和抗坏血酸钠的添加配比为1:1时, 该材料的吸氧量最大, 可达30.4μmol/d。

但是, 添加低分子吸氧剂会降低制品的透明性和力学性能（尤其是撕裂强度），同时还可能产生低分子物迁移等问题。因此，近年来，高分子类吸氧剂备受关注。目前，国外制备高分子类吸氧剂的工艺也达到了产业化水平，其中具有代表性的是美国Chevron Phillips Chemical公司。该公司成功开发了商品名为“OSPTM”的吸氧共混物体系。该体系的主要成分为乙烯/丙烯酸甲酯/丙烯酸环己烯基三元共聚物(EMCM),这种物质在包装前用紫外线照射可产生自由基,而该自由基可与O2结合，达到吸氧的目的。该体系的显著优点是，引发前可在空气中稳定存在，而引发后不会产生降解副产物，且外观透明。下图为该共混物被引入包装中的结构示意图。从图中可以看到，由于阻隔层的存在,只有很少量的氧会达到OSPTM层。另外，OSPTM一般也不会快速消耗，而且具有很长的使用寿命。

当与其他聚合物共混时，OSPTM仍具有很好的吸氧性能。室温下, (LLDPE)/OSPTM (混合比例为70:30)共混物在约10天后，可达到近70mL/g的最大吸氧量。