納米包裝材料創(chuàng)新應(yīng)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(huán)、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(guān)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(zhì),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(zhì)。TiO2可用于制作包裝容器、食品機械的箱體和生產(chǎn)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??捎糜诎b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(nèi)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(tǒng)的鹵素燈相比,可節(jié)省15%的電能。
經(jīng)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(shù)無二次污染,除凈度高,其優(yōu)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(yè)提供了有力的技術(shù)支持。
介孔固體和介孔復(fù)合體是近年來納米材料科學(xué)領(lǐng)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(yīng)用前景。對純凈水、軟飲料等膜過濾和殺菌設(shè)備又提供了一個廣闊的發(fā)展空間。
食品機械工作環(huán)境惡劣,對潤滑劑要求較高,而通常潤滑劑易損耗、易污染環(huán)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(zhuǎn)。
納米磁致冷工質(zhì)。磁致冷發(fā)展的趨勢是由低溫向高溫發(fā)展,構(gòu)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(qū)最佳的磁致冷工質(zhì)。1997年,美國利用自旋系統(tǒng)磁熵變的致冷方式,研制成Cd為磁致冷工質(zhì)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(yōu)點。這為食品冷凍和冷藏設(shè)備又開辟了新的途徑
橡膠和塑料是包裝和食品機械應(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(yōu)異。普通塑料產(chǎn)量大、應(yīng)用廣、價格低,但性能遜于工程塑料,而工程塑料雖性能優(yōu)越,但價格高,限制了它在包裝和食品機械上的大范圍應(yīng)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(guān)標準產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用需謹慎
不少食品包裝、容器等食品接觸產(chǎn)品的生產(chǎn)企業(yè)開始在產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)和營銷宣傳中頻頻使用“納米”等新概念和新技術(shù)。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(huán)境保護署(EPA)也因此責令該公司停止銷售。
例如在塑料產(chǎn)品生產(chǎn)中添加納米級的二氧化鈦,在金屬產(chǎn)品表面噴涂納米級的涂料,在宣傳中強調(diào)納米抗菌、防腐等功效。但近日此類食品包裝含納米銀的產(chǎn)品首次在美國遭禁售。雖然該產(chǎn)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(jù)了解,以塑料制品為主的食品接觸產(chǎn)品已經(jīng)成為特色出口商品之一。僅今年前4月,寧波地區(qū)出口的食品接觸產(chǎn)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(fā)現(xiàn),有企業(yè)根據(jù)客戶要求在產(chǎn)品中使用各類功能性助劑的現(xiàn)象,且不少企業(yè)對相關(guān)助劑的具體信息并不了解,存在較大隱患。
EPA指出,此類產(chǎn)品必須先經(jīng)過EPA登記以核實產(chǎn)品在用于預(yù)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(chǎn)品宣傳,也必須由正規(guī)測試提供依據(jù)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(fā)出警告,要求他們不得銷售“納米銀”塑料容器等相關(guān)產(chǎn)品。
但目前國內(nèi)外對納米產(chǎn)品的法規(guī)和標準尚不健全,此類商品大多沒有正規(guī)的檢測結(jié)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(mào)易和安全隱患。
此外,由于納米技術(shù)在食品接觸產(chǎn)品等商品中的應(yīng)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(fā)達國家和地區(qū)對于在食品接觸產(chǎn)品等敏感商品中使用此類物質(zhì)和技術(shù)一直持謹慎態(tài)度。
為此,檢驗檢疫部門提醒我市相關(guān)企業(yè),食品接觸產(chǎn)品屬于敏感商品,在開發(fā)新產(chǎn)品的過程中,企業(yè)應(yīng)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(guī)范使用,并建立快速的風(fēng)險防范機制,對媒體關(guān)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。