近年來，功能性包裝材料的研究開發(fā)受到了廣泛的重視，而納米科技的出現(xiàn)，為人們提供了全新的思路和技術(shù)支持。高分子納米復(fù)合材料是由各種納米單元與高分子材料以各種方式復(fù)合成型的一種新型復(fù)合材料，所采用的納米單元按成分分可以是金屬，也可以是陶瓷、高分子等，由零維、一維、二維或三維及中間維數(shù)相構(gòu)成。由于高分子納米復(fù)合材料既有納米粒子自身的特性，又兼有高分子材料本身的優(yōu)點(diǎn)，因此它在催化、力學(xué)、物理性能等方面應(yīng)用前景十分廣闊。如今，納米陶瓷、納米塑料、納米抗菌材料以及納米橡膠等已逐漸在包裝領(lǐng)域得到應(yīng)用。 　　　　　　　　　　　　　　納米陶瓷 　　納米陶瓷具有良好的耐磨性、較高的強(qiáng)度及較強(qiáng)的韌性，可用于制造刀具、食品包裝機(jī)械上的密封環(huán)、軸承等，以提高其耐磨性和耐蝕性；也可用于制作輸送機(jī)械和沸騰干燥床關(guān)鍵部件的表面涂層。 　　目前，日本已經(jīng)研制成功自潔玻璃和自潔瓷磚。其自潔玻璃和自潔瓷磚表面有一層薄納米TiO2，在光的照射下任何沾污在表面上的物質(zhì)（包括油污、細(xì)菌）由于納米TiO2的催化作用，而進(jìn)一步被氧化變成氣體，或者變成很容易被擦掉的物質(zhì)，因而可用于制作包裝容器、食品包裝機(jī)械的箱體等。德國一研究所將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，可獲得防污、防塵、耐刮、耐磨、防火等功能，可用于食品包裝機(jī)械上與食品直接接觸的零部件的表面涂層。 　　 　　　　　　　　　　　　　　納米塑料 　　納米塑料是無機(jī)納米粒子（硅酸鹽、碳酸鈣、SiO2、TiO2、SiC、Al2O3、云母等）以納米級(jí)尺寸（一般為1～100μm）均勻分散在塑料母體樹脂中的復(fù)合材料，也被稱為聚合物基納米復(fù)合材料。根據(jù)母體樹脂不同可分類為納米尼龍、納米聚烯烴、納米聚酯、納米聚甲醛等。由于納米粒子尺寸和彼此間距離非常近，具有獨(dú)特的量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、界面效應(yīng)、體積效應(yīng)、宏觀隧道效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和超塑性，使納米塑料具有良好的熱穩(wěn)定性、高阻隔性、高阻燃窒息性、高強(qiáng)度等物理力學(xué)性能，成為復(fù)合材料發(fā)展的最尖端產(chǎn)品之一。 　　目前，產(chǎn)量最大的納米塑料是納米尼龍，其次是納米聚烯烴，另外還有納米聚酯、納米紫外固化丙烯酸酯樹脂、納米聚酰亞胺、納米聚甲醛等，主要應(yīng)用于包裝、汽車和機(jī)電工業(yè)。利用納米塑料的阻隔性，可用于食品保鮮包裝，延長食品保質(zhì)期；利用其耐熱性和良好的力學(xué)性能可用于包裝物流、包裝機(jī)械、汽車零部件、儲(chǔ)油罐、燃油管道系統(tǒng)、各種電子接插件、導(dǎo)管、電話機(jī)殼體、工具手柄等等。 　　納米SiC、Si3 N4在較寬的波長范圍內(nèi)對(duì)紅外線有較強(qiáng)的吸收作用，可用作紅外吸波和透明材料，做成功能性薄膜或纖維；納米Si3 N4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(duì)波長600nm以上的光的傳輸損耗小于10dB/km，以納米SiO2和納米TiO2做成的微米級(jí)厚的多層干涉膜，透光性好且反射紅外線能力強(qiáng)，與傳統(tǒng)的鹵素?zé)粝啾?，可?jié)省15%的電能。這些特性可用在食品包裝機(jī)械的紅外干燥和紅外殺菌設(shè)備上。經(jīng)研究證明，將30～40nm的TiO2分散到樹脂中制成薄膜，可作為食品殺菌袋和保鮮袋的最佳原料。 　　近年來，介孔固體和介孔復(fù)合體是納米材料科學(xué)領(lǐng)域引人注目的研究對(duì)象，由于這種材料高的孔隙率（孔洞尺寸為2～50nm）和高的比表面，因而在吸附、過濾和催化等方面有重要的應(yīng)用前景，對(duì)純凈水、軟飲料等膜過濾和殺菌設(shè)備又提供了一個(gè)應(yīng)用空間。 　　 　　　　　　　　　　　　　　納米抗菌材料 　　近年來，抗菌包裝材料成為熱門話題，目前應(yīng)用較廣的納米抗菌材料有抗菌塑料、抗菌涂料等?？咕芰鲜怯蔁o機(jī)納米抗菌劑粒子與塑料制成的，能使菌體變性或沉淀，一旦遇到水，便會(huì)對(duì)細(xì)菌發(fā)揮更強(qiáng)的殺傷力，且吸附能力強(qiáng)，滲透力也很強(qiáng)，可用于電冰箱門把手、門襯、空調(diào)器、電話、熱水器、微波爐、電飯鍋等制品，具有一定的抗菌能力。 　　目前，可用于抗菌涂料的納米材料有納米TiO2、ZnO以及納米載銀抗菌材料等。TiO2是基于光催化反應(yīng)使有機(jī)物分解而具有抗菌效果的；超微細(xì)TiO2在水和空氣的體系中，在陽光尤其是在紫外線的照射下，能夠自行分解出自由移動(dòng)的帶負(fù)電的電子和帶正電的空穴，通過發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，從而在短時(shí)間內(nèi)殺死細(xì)菌、消除惡臭和油污。 　　 　　　　　　　　　　　　　　納米橡膠 　　橡膠是包裝和食品機(jī)械應(yīng)用較多的原材料，但通常的橡膠是靠加入炭黑來提高其強(qiáng)度、耐磨性和抗老化性的，制品為黑色，不適宜用在食品機(jī)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(xiàng)指標(biāo)均有大幅度提高，尤其是抗老化性能提高3倍，使用壽命長達(dá)30年以上，且色彩艷麗，保色效果優(yōu)異。 　　膠黏劑和密封膠是包裝領(lǐng)域中的重要產(chǎn)品，使用范圍很廣。納米膠黏劑由于在樹脂中加入了50～70nm的橡膠微粒，不僅提高了封合強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度和其他耐熱老化等物理化學(xué)指標(biāo)，而且極大地拓展了它的應(yīng)用領(lǐng)域，號(hào)稱21世紀(jì)“萬用膠黏劑”。國外已將納米SiO2作為添加劑加入膠黏劑和密封膠中，使膠黏劑的黏結(jié)效果和密封膠的密封性大大提高。 　　 　　　　　　　　　　　　納米基板包裝材料 　　世界上每年消耗的金屬材料罐用去大量的礦產(chǎn)資源，在提高金屬包裝性能的同時(shí)，努力尋求降低材料消耗和減少加工成本，始終是包裝制造業(yè)追求的目標(biāo)。 飲料罐所用鐵板已經(jīng)歷了馬口鐵（鍍錫）、無錫鋼板（TES）的發(fā)展歷程，目前已發(fā)展到第三代納米級(jí)材料。這種新板材納米錫粒直徑為100nm，鍍錫量100mg/m2，體積率小于12%，鍍錫體積和用量大為減少，新板材既安全性能又好，容易加工成型，操作參數(shù)范圍放寬，特別是焊接密封性提高，使其成為高級(jí)金屬罐板材。如焊接電流范圍寬達(dá)300～600A，更適于制作飲料包裝容器。 　　近來日本利用納米技術(shù)制成一種金屬板材，由于在板材的表面覆蓋一層單分子有機(jī)膜而使板材性能大大提高，涂膜的剝離強(qiáng)度提高了100萬倍，有機(jī)涂層與金屬材料“合二為一”，其他的物理、化學(xué)性能亦有大幅度增加。據(jù)稱，這種單分子厚度的膜層還可用于陶瓷、玻璃、塑料等基體，用以增加強(qiáng)度、改善性能，制造包裝容器等。 轉(zhuǎn)自：中外食品和包裝機(jī)械