VTT與Arla食品、Paulig和Wipak合作，測(cè)試由纖維素和脂肪酸制成的Thermocell塑料薄膜在食品包裝生產(chǎn)中的應(yīng)用。由可再生成分制成的Thermocell塑料材料將以與化石塑料相同的方式使用。由于開(kāi)發(fā)工作的開(kāi)展，該薄膜的許多功能已經(jīng)符合食品工業(yè)的要求，合作已經(jīng)推進(jìn)到工業(yè)化生產(chǎn)的測(cè)試階段。

包裝材料的可再生來(lái)源和可回收性越來(lái)越受到消費(fèi)者和包裝商的關(guān)注。人們正在為油基或化石基塑料尋找生物基選擇，這些塑料可以像傳統(tǒng)塑料一樣被加工、使用和回收。一種新興的解決方案是纖維素，它是植物的結(jié)構(gòu)成分，與塑料一樣，由大的聚合物分子組成。當(dāng)纖維素從木材中提取時(shí)，它不會(huì)像許多其他生物材料那樣與糧食生產(chǎn)競(jìng)爭(zhēng)。此外，在纖維素的生產(chǎn)方面，已經(jīng)建立了高效的生產(chǎn)方法。然而，纖維素作為包裝塑料一直缺乏一個(gè)重要的特征：熱塑性。

VTT開(kāi)發(fā)的方法能夠利用纖維素和生物基脂肪酸生產(chǎn)Thermocell塑料，這是一種熱塑性物質(zhì)，適用于注塑、紙和紙板涂層以及3D打印等應(yīng)用。目前薄膜制造的發(fā)展重點(diǎn)是擠出技術(shù)。

“我們已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室轉(zhuǎn)移到更大的機(jī)器上，同時(shí)提高了薄膜的質(zhì)量。我們的目標(biāo)是證明Thermocell薄膜可以在工業(yè)規(guī)模上使用與傳統(tǒng)塑料薄膜相同的設(shè)備生產(chǎn)，并具有滿(mǎn)足食品工業(yè)需要的特性。因此，Arla食品、Paulig和Wipak也參與了這項(xiàng)研究。”VTT的研究團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人Jarmo Ropponen說(shuō)。

“我們未來(lái)幾年包裝發(fā)展的重點(diǎn)是可回收性。發(fā)展可再生的生物基材料支持我們的長(zhǎng)期目標(biāo)。Thermocell的發(fā)展仍然需要努力，以確保它可以與機(jī)械配合使用，并具有較長(zhǎng)的保質(zhì)期等特點(diǎn)，”Paulig的Kati Randell說(shuō)，“我們希望支持材料開(kāi)發(fā)，以便在開(kāi)發(fā)的早期階段就能考慮到我們產(chǎn)品的要求。”

薄的、耐用的、保護(hù)性強(qiáng)的、安全的薄膜

食品包裝青睞于盡可能薄而耐用，但又能安全保護(hù)食品的薄膜。Thermocell已經(jīng)被證明可以很好地保護(hù)食品免受水蒸氣的影響，而且其成分都不會(huì)遷移到食品中。Thermocell薄膜還可以使用制造商的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備進(jìn)行熱封。

Thermocell發(fā)展的一個(gè)重要成就是薄膜的厚度更小。隨著生產(chǎn)機(jī)械的進(jìn)步，薄膜變得更加均勻，其厚度已降至100微米。如果這種材料要與塑料薄膜競(jìng)爭(zhēng)，厚度就需要進(jìn)一步減小。其目的還在于確定薄膜的發(fā)展方向，從而提高其強(qiáng)度和保護(hù)質(zhì)量。

“來(lái)自合作伙伴公司的反饋也讓我們看到了市場(chǎng)上需要的其他重要功能。這種薄膜的摩擦特性就是一個(gè)例子，這樣它就可以更容易被用于工業(yè)包裝線(xiàn)。”Ropponen說(shuō)。

事實(shí)證明，Thermocell的可回收性幾乎等同于最常見(jiàn)的熱塑性塑料。它可以被熔化并再次擠出至少五次，而其特性不會(huì)明顯惡化。但回收時(shí)仍需將其單獨(dú)分類(lèi)。

不含添加劑的熱塑性生物塑料

在有人想到使用石油作為原料之前，第一批纖維素基塑料就已經(jīng)被開(kāi)發(fā)出來(lái)了?，F(xiàn)在仍在廣泛使用的醋酸纖維素可以追溯到那個(gè)時(shí)候，但其熱塑性能需要大量的添加劑。而以纖維素和脂肪酸為原料生產(chǎn)的Thermocell，完全不需要額外的物質(zhì)，就能表現(xiàn)出熱塑性能。

在VTT開(kāi)發(fā)的方法中，纖維素聚合物在加入脂肪酸之前被分解成較短的鏈，提高了纖維素的反應(yīng)性，使得到的材料更具熱塑性。同時(shí)，它能提供更好的防水保護(hù)，并且可以更容易地進(jìn)行熱封。

“在最近的測(cè)試中，我們使用了少量的傳統(tǒng)塑料添加劑，因?yàn)樗鼈兪贡∧じ菀妆恢圃欤⒏纳屏似湫阅堋?rdquo;Ropponen說(shuō)。

一旦研究團(tuán)隊(duì)完成了對(duì)傳統(tǒng)塑料薄膜應(yīng)用的微調(diào)，以滿(mǎn)足包裝商的需求，開(kāi)發(fā)工作的重點(diǎn)就可以轉(zhuǎn)移到實(shí)際的回收概念上。目的是使薄膜能適應(yīng)世界主要市場(chǎng)上使用的收集和回收系統(tǒng)。

資料來(lái)源：中塑在線(xiàn)

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