为其巧克力棒寻找一种品质与当前所用材料一样好的生物基包装材料,郑文革则致力于绿色发泡材料研究

 包装材料     |      2020-03-12 17:46

PE塑料包装膜,是选择薄膜级聚乙烯颗粒,经吹涨或流延的加工方法,加工成厚度0.002-0.3mm的膜状固定形态。随着塑料包装产品的普及,PE塑料包装膜在市场上所占的份额越来越大,广泛地应用于五金机械、汽车零部件、物流快递、家具家电、食品医药、服装化工等各行各业,这些产品都给人们生活带来了极大的便利。

用马铃薯生产废料制成的士力架巧克力棒包装材料赢得了2016年的全球生物塑料大奖。

发泡塑料在人们的日常生活中无处不在,小到快餐店中的一次性饭盒,大到各种汽车座椅上的材料,都离不开它。由于传统生产工艺的限制,发泡塑料在生产加工中往往伴随着污染。中科院宁波材料所高分子事业部研究员郑文革及其团队颠覆了原先的发泡塑料加工技术。“用二氧化碳和空气做发泡剂,能将整个生产过程变得更加绿色环保。”郑文革说。 宁波有做研究的土壤“研究的目的是应用,我的研究紧紧围绕着"聚合物加工"领域。在宁波有像海天这样的大型企业,还有余姚塑料、慈溪小家电、宁海模具等蓬勃发展的产业,具备非常广阔的应用空间。”2007年,郑文革毅然踏上回国的道路,谈及为何选择在宁波落脚,他这样说。 郑文革先后在中国科技大学、中科院化学研究所攻读高分子化学与物理专业硕士和博士。之后,他又到香港科技大学、清华大学、日本原子力研究所、新加坡南洋理工大学、加拿大多伦多大学等高校或研究机构从事高分子材料领域的科研工作。 “传统的工艺会采用烷烃、氟利昂等物质制作发泡材料,这些发泡剂易燃烧且会形成污染。”郑文革则致力于绿色发泡材料研究,如聚丙烯发泡材料、聚酰亚胺/石墨烯微发泡材料、生物降解聚乳酸微发泡材料等,将大大减轻环境的负担。 但是由于聚乳酸树脂熔体强度低,通过商品化的通用聚乳酸树脂来制备性能优异的发泡材料仍存在技术上的难题。 “2010年,我们花了整整一年,突破了通用聚乳酸微发泡的技术难题,成功研发了发泡倍率为20~45倍的聚乳酸微发泡粒子的可控制备。”郑文革介绍说。 值得一提的是,这种发泡材料具有优异的耐温性和压缩性能,有望用于汽车绿色内饰包装材料等领域。事实上,人们常见的诸如泡沫塑料等材质比较脆弱,不适合应用在这类汽车材料中。科研成果被广泛应用 郑文革表示,最初带领团队研究时,就希望能致力于高分子绿色先进加工技术得以落地生根,成功地实现产业化。目前,发泡材料的技术已经非常成熟,并开始了大规模的产业化,众多产品已经面世。 “在将近10年的研究中,汽车材料、低VOC材料制备技术、高端鞋材以及吸油材料等四项技术成功实现了产业化。”郑文革不无欣慰地说,其中一家公司是全球第二家将高端鞋材推到产业化应用的企业。 目前,郑文革已经申请国家发明专利30项,其中20项已获授权。 “一方面,我们要真正做到了解企业的需求,切实找到解决方案并且对症下药,从而真正解决企业的技术需求。”郑文革说,“另一方面,作为研究者本身也应该坚持严把质量关,真正把自己的技术做精、做细、做强,保持产品稳定化生产,让企业得以真正认可我们的技术与产品。” 同时,他也表示研究团队要致力于优化技术路线,降低生产成本,让企业能够真正从技术转型升级中获利,最终实现合作共赢。 “我们将致力于高性能轻量化材料的开发和高分子绿色先进加工技术的研究,深入开展和企业的合作,将新材料和新技术落地生根。”郑文革说,希望实现科学技术转化为生产力,实现科技惠民。

不同品种的塑料包装膜其性能是不同的,选择的时候需要我们按照塑料包装薄膜所具有的一些基本功能,主要是对商品的保护功能、促销功能、对包装机械的适应性以及其他应用上的特殊需求考虑,分以下13条,我们称它为13条参考标准:

11月29日,欧洲生物塑料协会在柏林举行了颁奖典礼。此包装材料击败了另外四种决赛入围材料。

1.保护功能

该材料是多方共同努力的成果。最初,玛氏食品荷兰菲豪厂的产品经理与材料公司RodenburgBiopolymers进行了接触,为其巧克力棒寻找一种品质与当前所用材料一样好的生物基包装材料。玛氏食品还希望原材料要来自于次生原料,不与食品供应产生竞争,同时能够在较高的生产水平上进行生产,且碳足迹要小于当前所用的材料。

作为包装材料,塑料薄膜对商品的保护功能是最为重要、最基本的功能。如果塑料薄膜对所包装的商品没有可靠的保护作用,造成商品损坏或贬值,那么它就失去了作为包装材料的使用价值。塑料薄膜对商品的保护功能是多方面的,不同的商品,不同的包装形式,对于塑料包装薄膜保护功能要求的侧重点亦不尽相同。

"我们告诉他,我们可以达到他的所有要求。"RodenburgBiopolymers公司负责人ThijsRodenburg表示。该公司开发了一种Solanyl品牌化合物,主要是以源自马铃薯切割废料的淀粉为基底,不与粮食作物产生竞争,属于工业废料和次生生物质,包括有部分聚乳酸。

2.机械保护作用

Taghleef工业公司用此化合物在一条现有的双向拉伸聚丙烯生产线上生产薄膜,而Mondi公司则负责包装印刷。在生产出合格的包装薄膜前,总共进行了四次试生产。

防止包装内商品泄漏或者外界物质进入包装对商品的破坏与污染。直接反映塑料薄膜的机械保护功能的性能指标,主要是薄膜力学强度,如拉伸强度、撕裂强度、落体冲击强度以及抗穿刺强度等等。

该包装材料2015年在荷兰、法国和德国市场上进行了试点。

3.良好的焊接强度

奖项组织者《生物塑料》杂志称,"在其全面上市之前还有更多的工作需要完成。尽管如此,这已经是团队精神的一次完美体现,必将获得成功。

焊接强度也是塑料薄膜袋可靠地保护商品的必要条件。如果焊缝强度不足,焊缝将成为塑料薄膜袋的致命弱点,由于焊缝破裂而使塑料袋失去对商品的保护作用。

4.阻隔性能

阻隔性能指塑料薄膜防止氧气、二氧化碳、氮气等气体以及香气、水蒸气等物质透过的性能,在未明确范围时,一般多指对氧气、二氧化碳以及氮气等非极性气体的阻隔。塑料薄膜对商品展示效果的好坏与薄膜本身的透光率、雾度、光泽度、抗静电性、印刷性等关系十分密切,需要引起足透光率与雾度够的重视。