纳米纤维素增强生物基食品包装材料的研究进展

刘双双，李玉磊，王玉峰

(天津科技大学轻工科学与工程学院，天津 300457)

开发多功能、环境友好的食品包装材料是当今社会的迫切需要。一方面，延长被包装食品的保质期可以应对全球食品需求的指数级增长；另一方面，原油价格和储量的不确定性也迫使我们必须要寻找合适的原材料来替代石油衍生聚合物[1]。此外，整个社会也越来越重视环境保护，绿色包装已经成为现代包装行业发展的大趋势，研究绿色包装材料和技术、开发绿色包装产品成为了整个包装产业甚至经济建设的重要内容。因此，许多生物基聚合物被开发以取代石油基合成聚合物作为包装原材料。但是，由于生物基聚合物在机械、热稳定和阻隔等性能方面与传统材料相比较差，使其应用受到限制。近年的研究发现，通过向生物基材料内添加纳米纤维组分进而形成纳米复合材料，是解决上述问题的有效方法。

纳米纤维素是由植物纤维原料通过化学、物理等方法制备而成的纤维素晶体，其结晶度高、密度低、质量轻，具有较高的比表面积和良好的力学性能。纤维素纳米结构主要有两种类型，即纤维素纳米晶体（CNCs）和纳米纤维（CNFs）。其中，CNCs是针状晶体，直径为4～25 nm，长度为100～1000 nm，通常通过漂白和酸水解工艺生产（尤其是富含木质素的材料），以去除离开结晶区域的非纤维素和大多数无定形纤维素；CNFs也称为纤维素微纤维，是直径为10～100 nm、长度为微米级的基本原纤维集合体，通常通过高压均质、研磨和精炼等机械过程进行分离；……