三维塑料

使用的普通塑料的其他聚合物

三维塑料”是指在所使用的普通塑料中“掺入”其他聚合物，使其产生微小的、中空的三维结构，便于其他微小颗粒流动。“三维塑料”将形成包装材料新概念，在其三维的几何结构中人们可以放置活性包装物质，如氧清除剂，防腐剂或气味吸收剂等等。而这些活性剂一般是以小袋{TodayHot}的形式与食品同时放在包装内。

技术原理

“三维塑料”关键的基本原则是，活性包装剂不能附着在塑料的表面，那样可能会产生活性包装剂自行移动并与被包装的食品发生反应，影响食品质量；同时，在理论上，附着在塑料表面上的活性剂数量也不可能达到有实际意义的效果。

而“三维塑料”则是将活性包装剂“植”入基础塑料内部，使活性包装剂与被包装物之间形成屏障，相互不接触。在这种情况下，活性包装剂的移动将会按需要在塑料中进行，达到活性和浓度可控。当然，活性包装剂在塑料中的移动可能是一种的延时状态的。虽然有时这种延时是有益的，但在大多数情况下，为了保持产品质量我们需要快速的反应，使产品周围的环境发生变化。新型材料所要达到的目的就是：带有活性包装剂的塑料可以立即发挥其功能，随后以控{HotTag}制下的模式继续发挥其功效。

通过将有通道结构的物质和活性包装剂与作为基质的塑料结合，“三维塑料”的传输特性可以得到改善。有通道结构的物质改变了基质塑料的特性，这样可以传输气体并使其与活性包装剂发生反应。

三维有通道塑料可由多种聚合物组成，其中次要的聚合物与主要的聚合物不能融合，活性包装剂存在于次要聚合物内或附着在其上。这样组成的有通道的结构好像在塑料中打开了许多“小路”，允许气体在可控的条件下进出塑料。其中所含的活性包装剂能吸附水蒸气、气体和气味等等；释放风味物质、气体和营养成分；或改善塑料对气体的传输特性。这种新型塑料可以挤压或热成型制成薄膜；也可通过注压法或挤压法制成瓶子或罐子。

功能

三维体系的功能包括吸收、吸附、受控的释放和改善传输结构。

吸收吸附功能吸收（或吸附）功能须通过活性包装剂和吸收通道来完成。所吸收（或吸附）的物质包括：水蒸气、氧气、气味物质（如含硫、胺或醛的氧化物）、二氧化碳及乙烯等。所有这些物质都与所包装食品和饮料的腐败变质有关。

受控的释放功能释放功能的完成得益于通道结构的运用。在塑料的通道使气体或蒸汽进入塑料中，这些气体与塑料中的活性剂发生反应（这对于引发释放很有作用）。反应所产生的物质通过“小路”进入周围环境。

结构

两个或多个聚合物相互“混合”形成的微小的三维模式决定了结合体的结构。最终产物的特性取决于一种聚合物在另一种聚合物中的几何形状，是水滴形、柱形、碟形，或是其他形状。同时，当结合体在重新熔化以便注压成型或挤压成型时，它的结构稳定性也至关重要。例如，重新熔化可能会导致聚合物结构的完全改变，即有可能由柱体变成球体。

有关“三维塑料”的技术研究表明：他们已经研制出了一种聚合物（如PE）与另一种聚合物（如PEO）组成的网状结合体。网状结构形成了通道结构，通道结构产生了连续的通路，从PEO聚合物的一个区域通向PEO的另一个区域。这个结合体在熔化和加压成型后依然保持通道结构；活性剂在熔化成型后仍然附着在通道的表面上。

结构决定活性剂的种类当通道用于水分的传输时，如使用PEO或聚氧乙烯，水分经过通道扩散到塑料内部。如果通道内附着的是干燥剂颗粒，它会吸附水分，这样水分就不断地顺通道到达干燥颗粒处，从而达到受控的水分去除。

通过选择活性剂的种类，人们可以让结合体吸附其他气体而非水分。有害气体包括：如生物化学腐败所产生的醛、酮氧化物质；新鲜水果延续生命的呼吸作用所产生的乙烯；同样产生于呼吸作用的二氧化碳。此时所用的活性剂为除氧剂，它可以去除剩余的氧气，从而阻碍在食品及饮料中常发生的有氧反应。很明显，活性剂的分子结构和大小不同，要想使用某个活性剂，就必须有适合的三维结构存在。

结构决定传输方向在释放风味物质和其他挥发物时，像二氧化氯或酒精等抗微生物制剂可经过塑料内部的通道从活性剂中释放或挥发出来，并且散发到包装产品的外部环境中，达到保证产品免受微生物污染的作用。而活性物质中的风味物质可以通过通道释放或挥发到包装内部，增加产品的风味，提高产品的价值。很明显，在以上两种情况下，传输方向是不相同的，自然其结构也是不相同的，不能用反了。

应用

在美国，“三维塑料”已经在药品、诊疗等领域试用，专家们已开始考虑如何将此项技术应用到食品包装中去，为保持食品质量做出贡献，特别是用于像速溶咖啡等低水分食品、饮料、长货架期的糖果、含盐小食品等易受环境变化影响保质期的食品。

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