【编者按：所谓纳米包装材料, 就是用分散相尺寸为1mm- 100mm 的颗粒或晶体与其他包装材料复合或添加制成的具有纳米级结构单元的纳米复合包装材料。纳米抗菌材料是一类具备抑菌性能的新型材料, 由于材料本身赋予抗菌性, 可以使微生物包括细菌、真菌、酵母菌、藻类以及病毒等的生长和繁殖保持较低的水平。】

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       二、纳米抗菌材料在包装行业的应用

       ( 一) 纳米无机抗菌塑料 

       抗菌材料应用于包装行业主要是抗菌塑料, 其使用形式有薄膜、中空容器以及周转箱等。有机抗菌剂因其安全性问题, 使其在包装行业的应用受到了限制, 而天然抗菌剂则以高效安全备受人们的关注。

       1. 抗菌剂应用于塑料制品可以通过以下三种途径: ①将抗菌剂直接与塑料混合, 分散在塑料中制成抗菌塑料;②将抗菌母粒与塑料掺混加工; ③在制品成型工艺中将抗菌剂嵌入塑料表面。抗菌剂直接添加法工艺简单, 但抗菌剂在塑料中分散较差, 抗菌剂颗粒容易团聚, 抗菌效果较差, 抗菌剂利用不充分,使用成本增加。抗菌母粒法的核心技术是抗菌母粒的研制。抗菌母粒是抗菌剂分散在载体树脂中的高度浓缩体, 含抗菌剂量10%～40%。抗菌母粒与塑料一起加工, 或与塑料一起再次共混分散, 有利于抗菌剂的分散和抗菌作用的发挥,是目前已普遍接受和广为应用的技术途径, 合理的抗菌母粒设计和使用, 可大大节约抗菌剂使用成本。在制品成型阶段加工抗菌塑料产品, 主要目的是为了节约抗菌剂的用量, 合理使用抗菌剂, 控制成本。目前了解到的具体实施方案有两种: 一种是将超细的抗菌剂粒子制成喷雾液, 喷涂在塑料模具表面,在塑料注塑成型时抗菌剂就进入到塑料件的表面; 另一种是将抗菌剂与塑料制成薄膜, 然后将薄膜附在模具表面,在塑料成型时将抗菌塑料膜结合到制件表面。使用这种抗菌成型技术, 可以大大节约抗菌剂的用量, 使用抗菌成型技太, 可以大大节约抗菌剂的用量, 但目前应用还不普遍, 主要原因是设备投资较大。

       2. 无机抗菌塑料是将无机抗菌剂添加到树脂中去, 依靠无机抗菌剂在树脂中的迁移, 在树脂表面形成具有抗菌能力的表层, 通过与被包装物的接触进行杀菌。由于无机抗菌剂多为粉末状,颗粒粒径少, 在加工过程中一般需要将这些颗粒均匀的分散到树脂中才能得到理想的抗菌效果。因此, 一般先将抗菌剂制成抗菌母料, 再以所需比例与树脂共混, 另外还需要考虑抗菌剂与树脂的相容性, 所以需要对抗菌剂进行预处理, 添加偶联剂、分散剂等。

       实验表明, 通过将银系抗菌剂和ldpe 树脂的共混吹膜, 对该薄膜进行了基本性能的测试, 结果表明添加银系抗菌剂之后, 该薄膜具有较好的抗菌性, 只是薄膜的拉伸强度、断裂伸长率和透氧率略有下降。但是完全符合生产标准及包装薄膜的性能要求。

        3. 目前制取抗菌材料主要使用添加无机纳米抗菌材料的方法, 即在塑料原料中添加纳米抗菌材料。全新的接触型无机纳米抗菌材料的抗菌原理有别于传统的溶出型有机纳米抗菌材料和光触媒型无机纳米抗菌材料。其灭菌机理是当带正电荷的抗菌成分接触到带负电荷的微生物细胞后, 相互吸附, 即有效地击穿细胞膜, 使细胞蛋白质变性, 无法呼吸、代谢和繁殖, 直至死亡,完成灭菌。此时, 抗菌成分并未做任何消耗, 仍保持原有的抗菌能力, 因此它的抗菌能力可长期有效。


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