纳米材料在军用食品包装中独树一帜
2007-05-11 00:00:00.0 来源:互联网 责编:中华印刷包装网
军用食品因其特殊的储存条件和食用环境,对包装材料的要求较高。纳米材料的出现,以其质量轻、强度大、高阻隔性和多功能性等特殊性能,可以很好地满足军用食品对包装材料的要求,在军用食品包装中的应用前景十分广阔。纳米材料是指把组成相或晶粒结构的长度尺寸控制在100纳米(nm)以下的材料,也就是说纳米材料的平均粒径或尺寸在100纳米以下,多为1—100纳米范围内。纳米材料是材料家族中的新成员,是一种性能优异的新型材料,具有一般晶体材料和非晶体材料都不具备的优良性能,具有高强度和高阻隔性、高比热和高热膨胀率、高导性率、磁化率和扩散率、对电磁波具有强吸收性能和杀菌消毒等功能特性。纳米材料在军用食品包装中的应用,可以很好地满足军用食品在储存和食用等方面对包装的性能要求,提高军用食品的品质。
1、纳米材料质地轻、强度大的特点。
可以减轻军用食品包装的重量。进而减轻单兵负荷。由于军用食品多用于部队行军、演习、作战等不便开展热食保障的情况下.故其重量对单兵携带和体力消耗等具有重要影响。现行的军用食品包装材料主要有马口铁、复合软包装材料、塑料等几种。其中马口铁存在着包装物较重和开启不便等缺点,塑料包装材料的稳定性差、抗外界不良环境能力弱,一般不能单独作为包装材料;复合软包装材料是近几年开发出来的新型包装材料,由铝箔、塑料薄膜、纸和玻璃纸等复合而成,但其在重量和强度等方面仍然存在不足,需要进一步改进。
纳米复合包装材料是将无机纳米粒子(硅酸盐、碳酸盐、云母、石英粉等)以纳米级尺寸均匀分散在聚合物中。由于纳米粒子尺寸小和彼此间距离非常近,具有独特的量子尺寸效应、小尺寸效应和超塑性等物理力学性能。利用纳米颗粒小尺寸效应所造成的无位错或低位错密度区域使其达到高硬度、高强度。如含有少量(通常5%左右)蒙脱土的纳米塑料与常规玻璃纤维或矿物增强复合材料的刚性、强度、耐热性相当,但其质量轻,具有较高的比强度、比模量而又不损失其冲击强度,将其用于军用食品包装中能够有效减轻制品的重量,且强度大,方便携带和运输。
2、纳米材料具有高阻隔性、高阻燃性和热稳定性,可以提高军用食品的防护性能。
军用食品一般平时不食用,在部队演习、作战等情况下才食用,故对储存期和防护性能的要求较高。例如美军的军用食品,无论是罐头还是软包装食品,在21℃气温条件下贮存期均超过2年;英军的组合口粮,在温区的贮存期为3年,在温度2℃、相对湿度60%的较凉爽条件下,贮存期可延长至6年:我国的包装技术也能使军用食品在一般情况下储存2年以上。此外,野战条件下,军用食品多贮存在简易的防护工事内或露天堆放,易遭敌核、化、生物武器的污染,因此有些军用食品包装就需要具备”三防”功能,即能防毒剂液滴和蒸汽侵入、易洗消又不影响食用。纳米复合包装材料中的聚合物基体与黏土片层的良好结合及黏土片层的平面取向作用,使纳米材料表现出良好的尺寸稳定性和良好的气体阻隔性,且由于纳米填充材料分子能够扰乱氧分子和水分子的渗透路线,这种扰乱能力越强,纳米包装材料的防护效果越好。
有些纳米材料具有很高的自熄性、很低的热释放速率和较高的抑烟性,是理想的阻燃材料。例如,把聚已内酯一硅酸盐纳米塑料放在火中3O秒种,取出后,纳米材料就立即停止燃烧。将硅酸盐的酎高温性用于纳米塑料,可使其耐热性和热稳定性明显提高。此外,采用防辐射功能的纳米粉体添加到聚合体,可以制成防辐射纳米材料。纳米材料所具有的这些性质,用于军用食品的包装可以大大延长食品的储存期,增强军用食品抗外界不良环境的能力。
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