新型聚乙烯气调包装薄膜的制备及性能研究

耿建成  

摘要：在食品保鲜领域，气调包装技术由于其显著的保鲜效果而备受关注。聚乙烯作为气调包装的常用材料，其性能直接影响到包装的效果。本研究旨在开发新型聚乙烯气调包装薄膜，通过改进材料配方和制备工艺，优化薄膜的透气性和机械强度。研究目的在于提高食品包装的保鲜效果及延长食品的货架寿命，以满足市场对高性能包装材料的需求。

关键词：气调包装薄膜；制备；性能

一、研究意义

传统聚乙烯包装材料虽广泛应用于食品包装领域，但面对现代化的包装需求，其性能表现已显不足。这类材料通常存在透气性较差和可持续性不足的问题，这限制了其在保鲜效果和环保方面的表现。为此，研发新型聚乙烯气调包装薄膜显得尤为重要。新型薄膜通过优化材料配方和加入特定功能性添加剂，能显著提升包装的透气性和选择性透气功能，从而有效延长食品的保质期，同时还可以通过使用可降解材料来降低对环境的影响。因此，新型聚乙烯气调包装薄膜的开发不仅响应了市场对高效保鲜和环境友好包装材料的需求，也推动了包装技术向更高标准的演进，对提升整个食品供应链的质量和效率具有重要意义。

二、应用领域

（一）新型薄膜在蔬菜和水果包装中的应用

新型聚乙烯气调包装薄膜在蔬菜和水果包装中的应用，主要体现在提升这些食品的货架寿命以及改善其在运输和零售阶段的质量控制。由于蔬菜和水果是高度易腐的商品，其新鲜度直接影响消费者的购买决策。使用新型气调包装薄膜能有效调控包装内的气体成分，如降低氧气浓度并适当增加二氧化碳的比例，从而减缓果蔬的呼吸作用和成熟过程，显著延长其新鲜状态。此外，新型薄膜的物理特性如更好的抗穿刺性和撕裂强度，使得在运输过程中对蔬果的保护更为充分，减少因震动和挤压造成的损伤。这对于确保蔬果在到达零售点时仍保持良好的外观和质量尤为关键。更进一步，这种包装技术的改进还有助于降低由于损耗和品质下降导致的经济损失，增强零售商的市场竞争力。

（二）新型薄膜在肉类和家禽产品包装中的应用

新型聚乙烯气调包装薄膜在肉类和家禽产品的包装中发挥着至关重要的作用，尤其体现在增强产品的保鲜效果以及优化其运输和存储条件方面。这种先进的包装材料通过精确控制包装内的气体比例，如降低氧气并适当提高二氧化碳和氮气的含量，有效抑制了微生物生长，延缓了脂肪氧化和色泽变化，从而显著提升了肉类产品的保鲜期。在运输和存储过程中，肉类和家禽产品特别容易受到温度变化和微生物污染的影响，导致品质下降。使用新型聚乙烯气调包装薄膜不仅能创造一个较为稳定的内部环境，保护产品免受外界条件的干扰，而且其优异的机械性能也为产品提供了额外的物理保护。这些包装薄膜具有较强的抗撕裂能力和穿透阻力，确保在物流运输过程中，肉类产品能够在较为恶劣的环境下仍然保持较好的状态。

（三）新型薄膜在海鲜包装中的应用

新型聚乙烯气调包装薄膜在海鲜包装中的应用显著提升了海鲜的新鲜度维护和长途运输的效率。通过优化包装内的气体成分，如适当增加二氧化碳和降低氧气含量，这种高级包装技术能有效延缓海鲜产品的代谢过程，减少微生物活动，从而保持其新鲜度和营养价值。海鲜产品往往需要在全球范围内进行运输，面临着极大的时间和环境挑战，尤其是在维持产品在达到国际市场时的品质方面。新型聚乙烯气调包装薄膜的应用不仅提高了海鲜在运输过程中的稳定性，还增加了其在不同气候和储存条件下的适应性，确保海鲜产品在到达目的地时仍然保持较高的品质和鲜味。这种技术的应用，不仅提升了海鲜产品的市场竞争力，也为消费者提供了更安全、更健康的食品选择[1]。

三、研发策略与方法

（一）设计原理与材料组成

在新型聚乙烯气调包装薄膜的研发中，设计原理与材料组成是至关重要的两个方面，直接影响薄膜的性能和应用效果。首先，薄膜的功能性设计理念基于提供最优的保鲜条件和物理保护。通过精确控制包装内气体的组成比例，可以有效延长食品的保质期并保持其新鲜度。为此，设计时考虑了薄膜的气体透过率，包括氧气和二氧化碳的选择性透过，确保适应不同食品的保存需求。接着，材料选择关注于聚乙烯的不同类型及其特性，如高密度聚乙烯（HDPE）和低密度聚乙烯（LDPE）。这些材料被选用是因为它们具备良好的化学稳定性和加工性能，能够在生产过程中形成均匀且功能性的薄膜。此外，为进一步提升薄膜的功能，研发过程中还涉及到各种添加剂与复合材料的应用。例如，使用抗氧化剂来延缓脂肪氧化，或加入纳米填料以增强薄膜的机械强度和阻隔性。通过这种方式，可以定制薄膜以适应特定的包装需求，如增强其阻隔性或改善其环境适应性。

（二）制备技术

在新型聚乙烯气调包装薄膜的研发中，采用的制备技术至关重要，其中包括吹膜法、层压法以及其他潜在的制备技术。吹膜法是生产塑料薄膜常用的一种技术，特别适用于聚乙烯薄膜的制造。该方法的原理基于将塑料颗粒加热至熔融状态，然后通过挤出机推出，并在挤出头部被吹入空气，形成一个薄膜气泡。随着气泡的上升，薄膜冷却并最终卷绕成卷。这种技术的关键在于控制气体的流速和温度，以确保薄膜具有均匀的厚度和良好的物理性能。层压法则涉及将多层不同材料通过热压或粘合剂结合在一起，形成具有复合功能的薄膜。这种方法可以将具有不同特性的材料结合起来，例如结合具有高阻气性的材料和具有机械强度的材料，从而提高薄膜的整体性能。层压过程中材料的选择、压力、温度和时间的精确控制是确保最终产品质量的关键因素

[2]。此外，其他相关制备技术的探索也在进行中，如采用纳米技术改善薄膜的阻隔性和机械性能，或者使用生物基材料以增强薄膜的生物降解性。这些技术的开发不仅提高了薄膜的性能，也推动了包装行业向更环保和可持续的方向发展[3]。

（三）技术参数与薄膜性能

在新型聚乙烯气调包装薄膜的研发中，技术参数的精确控制和薄膜性能的优化是关键因素，确保产品能够达到预期的应用标准。材料配比的影响是制备过程中首要考虑的因素。不同类型的聚乙烯（如LDPE、HDPE）和添加剂（如抗氧化剂、紫外线吸收剂）的比例直接影响薄膜的机械强度、透气性能和耐化学性。通过调整这些成分的配比，可以制得具有特定功能的薄膜，例如增加添加剂可以改善薄膜的抗紫外线性能或提高其阻隔性。加工条件的优化，包括温度、压力和挤出速度，也是确保薄膜质量的重要环节。例如，挤出温度必须精确控制，以保证聚乙烯的完全熔融和均匀混合，同时避免过高的温度导致聚合物降解。压力和速度的调整则影响薄膜的厚度和表面光滑度，这对最终产品的包装效果和消费者的接受度有直接影响。性能测试指标与评估方法包括测试薄膜的拉伸强度、撕裂阻力、透气性能和阻隔性。这些测试不仅符合行业标准，还需要根据特定应用调整，以确保薄膜能在实际使用中提供最佳的保护和保鲜效果。通过使用标准化的测试方法，可以系统地评估和比较不同配方和加工条件下薄膜的性能，从而指导生产过程的优化。

四、结论

总之，新型聚乙烯气调包装薄膜的开发不仅优化了食品的存储与运输，提高了食品安全水平，还推动了包装行业向更高效、更环保的方向发展。这些成就对行业的影响深远，预示着未来食品包装的新趋势，强调了科技创新在满足现代社会需求中的核心角色。

参考文献：

[1]陆一菲,张慧娟,王思文,等. 不同气调包装对薄荷贮藏品质的影响及薄荷保鲜呼吸速率模型的建立 [J/OL]. 食品工业科技, 1-26[2024-04-25].

[2]连珊珊,路丹丹,李家政. 聚乙烯膜包装对磨盘柿贮藏品质的影响 [J]. 保鲜与加工, 2019, 19 (06): 45-50.

[3]刘勐,徐鹏,吴玉月,等. 气调包装材料对其内装甜樱桃振动损伤特性影响的数值分析 [J]. 包装与食品机械, 2018, 36 (06): 31-36+15.