納米包裝材料創新應用廣
由于納米陶瓷具有良好的耐磨性、較高的強度及較強的韌性,可用于制造刀具、包裝和食品機械的密封環、軸承等以提高其耐磨性和耐蝕性。也可用于制作輸送機械和沸騰干燥床關鍵部件的表面涂層。日本東京已有人在實驗室研制成功自潔玻璃和自潔瓷磚。其表面有一層薄納米TiO2,在光的照射下,任何粘污在表面上的物質,包括油污、細菌,由于納米TiO2的催化作用,使這些碳氫化合物進一步氧化變成氣體或者很容易被擦掉的物質。TiO2可用于制作包裝容器、食品機械的箱體和生產車間等。
德國一研究所以納米硅基陶瓷制成的特種不污染耐磨透明涂料,涂在玻璃、塑料等物體上,具有防污、防塵、耐刮、耐磨、防火等功能。可用于包裝和食品機械上與食品直接接觸的零部件的表面涂層。
納米SiC、Si3N4在較寬的波長范圍內對紅外線有較強的吸收,可用作紅外吸波和透波材料,做成功能性薄膜或纖維。納米Si3N4非晶塊具有從黃光到近紅外光的選擇性吸收,也可用于特殊窗口材料,以納米SiO2做成的光纖對600nm以上波長光的傳輸損耗小于10dB/km,以納米SiO2和納米TiO2制成的微米級厚的多層干涉膜,透光性好而反射紅外線能力強,與傳統的鹵素燈相比,可節省15%的電能。
經研究證明,將30——40nm的TiO2分散到樹脂中制成薄膜,成為對400nm波長以下的光有強烈吸收能力的紫外線吸收材料,可作為食品殺菌袋和保鮮袋最佳原料。
納米SiO2光催化降解有機物水處理技術無二次污染,除凈度高,其優點是:1.具有很大的比表面積,可將有機物最大限度地吸附在其表面;2.具有更強的紫外線吸收能力,因而具有更強的光催化降解能力,可快速將吸附在其表面的有機物分解掉。這對污水處理量較大的食品企業提供了有力的技術支持。
介孔固體和介孔復合體是近年來納米材料科學領域引人注目的研究對象,由于這種材料較高的孔隙率(孔洞尺寸為2——50nm)和較高的比表面,因而在吸附、過濾和催化等方面有良好的應用前景。對純凈水、軟飲料等膜過濾和殺菌設備又提供了一個廣闊的發展空間。
食品機械工作環境惡劣,對潤滑劑要求較高,而通常潤滑劑易損耗、易污染環境。磁性液體中的磁性顆粒尺寸僅為10nm,因此不會損壞軸承,而基液亦可用潤滑油,只要采用合適的磁場就可以將磁性潤滑油約束在所需的部位,保證了機器的正常運轉。
納米磁致冷工質。磁致冷發展的趨勢是由低溫向高溫發展,構成磁性的納米團簇,當溫度大于15K時,其磁熵變高于GGG(Gd3Ga5012),成為15——30K溫區最佳的磁致冷工質。1997年,美國利用自旋系統磁熵變的致冷方式,研制成Cd為磁致冷工質的磁致冷機。它與通常的壓縮氣體式致冷方式相比較,具有效率高、功耗低、噪聲小、體積小、無污染等優點。這為食品冷凍和冷藏設備又開辟了新的途徑
橡膠和塑料是包裝和食品機械應用較多的原材料。但通常的橡膠是靠加入炭黑來提高其強度、耐磨性和抗老化性,制品為黑色,不適宜用在食品機械上。納米材料的問世使這一問題迎刃而解。新的納米改性橡膠各項指標均有大幅度提高,尤其抗老化性能提高3倍,使用壽命長達30年以上,且色彩艷麗,保色效果優異。普通塑料產量大、應用廣、價格低,但性能遜于工程塑料,而工程塑料雖性能優越,但價格高,限制了它在包裝和食品機械上的大范圍應用。用納米材料對普通塑料聚丙烯進行改性,達到工程塑料尼龍-6的性能指標,且工藝性能好、成本低,可大量采用。
缺乏相關標準產業化應用需謹慎
不少食品包裝、容器等食品接觸產品的生產企業開始在產品設計、生產和營銷宣傳中頻頻使用“納米”等新概念和新技術。最近,新澤西一家公司多款塑料食品儲存容器被查出,其材料中含有“納米銀”。美國環境保護署(EPA)也因此責令該公司停止銷售。
例如在塑料產品生產中添加納米級的二氧化鈦,在金屬產品表面噴涂納米級的涂料,在宣傳中強調納米抗菌、防腐等功效。但近日此類食品包裝含納米銀的產品首次在美國遭禁售。雖然該產品宣稱所含的“納米銀”具有抗菌屬性,能夠抑制霉菌、真菌和細菌生長,減少食品腐壞的幾率,但是我們都知道納米銀對我們的身體是有危害的。
據了解,以塑料制品為主的食品接觸產品已經成為特色出口商品之一。僅今年前4月,寧波地區出口的食品接觸產品金額已達2.3億美元,同比大幅增長41.5。但檢驗檢疫部門在檢驗中也曾發現,有企業根據客戶要求在產品中使用各類功能性助劑的現象,且不少企業對相關助劑的具體信息并不了解,存在較大隱患。
EPA指出,此類產品必須先經過EPA登記以核實產品在用于預期用途時不會對人體健康造成威脅。抑制或消滅霉菌、真菌和細菌的產品宣傳,也必須由正規測試提供依據以確保標簽的真實性。EPA同時向亞馬遜、沃爾瑪和其他零售商發出警告,要求他們不得銷售“納米銀”塑料容器等相關產品。
但目前國內外對納米產品的法規和標準尚不健全,此類商品大多沒有正規的檢測結論,其所使用的原輔料的安全性評估也大多缺位,存在極大的貿易和安全隱患。
此外,由于納米技術在食品接觸產品等商品中的應用尚處于起步階段,且已有部分研究表明,納米級的粒子對動物或人體可能存在健康危害,歐盟、美國等發達國家和地區對于在食品接觸產品等敏感商品中使用此類物質和技術一直持謹慎態度。
為此,檢驗檢疫部門提醒我市相關企業,食品接觸產品屬于敏感商品,在開發新產品的過程中,企業應嚴格按照食品安全的要求,對各類添加劑和助劑進行安全性評估,建立使用檔案,規范使用,并建立快速的風險防范機制,對媒體關注或曝光的添加劑等問題及時進行自查自糾,必要時進行第三方檢測。