多糖聚合物涂层对纸基包装材料水蒸气阻隔性能的研究进展

刘晓菲 张雪 程芸 张红杰

摘要：纸基包装材料在一定湿度环境中具有较高的水蒸气渗透性，这极大地限制了其在食品包装领域的广泛应用。多糖聚合物涂层的纸基包装材料充分利用多糖聚合物良好的成膜性能和生物相容性及木质纤维材料优异的强度性能，在水蒸气高阻隔材料领域具有一定的应用潜力。本文介绍了4种常用多糖聚合物（纤维素、淀粉、壳聚糖和海藻酸盐）的理化性质，从传质小分子性质（极性和非极性）考虑，分析了多糖聚合物本身的结构特点及其在水蒸气阻隔方面存在的问题;重点探讨了通过化学改性（酯化、醚化、接枝和交联等）和使用有机/无机纳米填料（纤维素纳米晶、纳米黏土和纳米金属氧化物等）提高多糖聚合物涂层水蒸气阻隔性能的研究进展;最后，提出了多糖聚合物涂层纸基包装材料的未来研究方向及发展趋势。

关键词：纸基包装材料;多糖聚合物;水蒸气阻隔;化学改性;纳米填料

中图分类号：TS721文献标识码：A DOI：10.11981/j. issn.1000?6842.2021.04.76

过去数十年中，石油基聚合物在食品包装中的生产和应用得到迅速发展，食品包装中塑料的消耗量超过塑料生产总量的20%。根据 FICCI （Federation of In? dian Chambers of Commerce & Industry）調查，常用包装材料依次是塑料 （42%）、纸板（ 31%）、金属（15%）、玻璃（7%）和其他材料（5%）[1-2]。塑料包装由于具有良好的阻隔性、力学性能和成本效益，被用于加工、储存、运输和食物包装[3]。然而这些塑料制品在自然环境中难以降解，一旦被丢弃在自然环境中，将引起严重的环境污染。此外，由于技术和经济原因，塑料的回收受到了限制，据不完全统计，全球塑料的回收量不足3%[4]。……