近年來(lái)，功能性包裝材料的研究開(kāi)發(fā)受到了廣泛的重視，而納米科技的出現(xiàn)，為人們提供了全新的思路和技術(shù)支持。高分子納米復(fù)合材料是由各種納米單元與高分子材料以各種方式復(fù)合成型的一種新型復(fù)合材料，所采用的納米單元按成分分可以是金屬，也可以是陶瓷、高分子等，由零維、一維、二維或三維及中間維數(shù)相構(gòu)成。由于高分子納米復(fù)合材料既有納米粒子自身的特性，又兼有高分子材料本身的優(yōu)點(diǎn)，因此它在催化、力學(xué)、物理性能等方面應(yīng)用前景十分廣闊。如今，納米陶瓷、納米塑料、納米抗菌材料以及納米橡膠等已逐漸在包裝領(lǐng)域得到應(yīng)用。 　　　　　　　　　　　　　　納米陶瓷 　　納米陶瓷具有良好的耐磨性、較高的強(qiáng)度及較強(qiáng)的韌性，可用于制造刀具、食品包裝機(jī)械上的密封環(huán)、軸承等，以提高其耐磨性和耐蝕性；也可用于制作輸送機(jī)械和沸騰干燥床關(guān)鍵部件的表面涂層。 　　目前，日本已經(jīng)研制成功自潔玻璃和自潔瓷磚。其自潔玻璃和自潔瓷磚表面有一層薄納米TiO2，在光的照射下任何沾污在表面上的物質(zhì)（包括油污、細(xì)菌）由于納米TiO2的催化作用，而進(jìn)一步被氧化變成氣體，或者變成很容易被擦掉的物質(zhì)，因而可用于制作包裝容器、食品包裝機(jī)械的箱體等。德國(guó)一研究所將納米硅基陶瓷制成的特種不污染耐磨透明涂料涂在玻璃、塑料等物體上，可獲得防污、防塵、耐刮、耐磨、防火等功能，可用于食品包裝機(jī)械上與食品直接接觸的零部件的表面涂層。 　　 　　　　　　　　　　　　　　納米塑料 　　納米塑料是無(wú)機(jī)納米粒子（硅酸鹽、碳酸鈣、SiO2、TiO2、SiC、Al2O3、云母等）以納米級(jí)尺寸（一般為1～100μm）均勻分散在塑料母體樹(shù)脂中的復(fù)合材料，也被稱(chēng)為聚合物基納米復(fù)合材料。根據(jù)母體樹(shù)脂不同可分類(lèi)為納米尼龍、納米聚烯烴、納米聚酯、納米聚甲醛等。由于納米粒子尺寸和彼此間距離非常近，具有獨(dú)特的量子尺寸效應(yīng)、表面效應(yīng)、界面效應(yīng)、體積效應(yīng)、宏觀隧道效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)和超塑性，使納米塑料具有良好的熱穩(wěn)定性、高阻隔性、高阻燃窒息性、高強(qiáng)度等物理力學(xué)性能，成為復(fù)合材料發(fā)展的最尖端產(chǎn)品之一。 　　目前，產(chǎn)量最大的納米塑料是納米尼龍，其次是納米聚烯烴，另外還有納米聚酯、納米紫外固化丙烯酸酯樹(shù)脂、納米聚酰亞胺、納米聚甲醛等，主要應(yīng)用于包裝、汽車(chē)和機(jī)電工業(yè)。利用納米塑料的阻隔性，可用于食品保鮮包裝，延長(zhǎng)食品保質(zhì)期；利用其耐熱性和良好的力學(xué)性能可用于包裝物流、包裝機(jī)械、汽車(chē)零部件、儲(chǔ)油罐、燃油管道系統(tǒng)、各種電子接插件、導(dǎo)管、電話(huà)機(jī)殼體、工具手柄等等。 　　納米SiC、Si3 N4在較寬的波長(zhǎng)范圍內(nèi)對(duì)紅外線(xiàn)有較強(qiáng)的吸收作用，可用作紅外吸波和透明材料，做成功能性薄膜或纖維；納米Si3 N4非晶塊具有從黃光到近紅外光的選擇性吸收，也可用于特殊窗口材料。以納米SiO2做成的光纖對(duì)波長(zhǎng)600nm以上的光的傳輸損耗小于10dB/km，以納米SiO2和納米TiO2做成的微米級(jí)厚的多層干涉膜，透光性好且反射紅外線(xiàn)能力強(qiáng)，與傳統(tǒng)的鹵素?zé)粝啾�，可�?jié)省15%的電能。這些特性可用在食品包裝機(jī)械的紅外干燥和紅外殺菌設(shè)備上。經(jīng)研究證明，將30～40nm的TiO2分散到樹(shù)脂中制成薄膜，可作為食品殺菌袋和保鮮袋的最佳原料。 　　近年來(lái)，介孔固體和介孔復(fù)合體是納米材料科學(xué)領(lǐng)域引人注目的研究對(duì)象，由于這種材料高的孔隙率（孔洞尺寸為2～50nm）和高的比表面，因而在吸附、過(guò)濾和催化等方面有重要的應(yīng)用前景，對(duì)純凈水、軟飲料等膜過(guò)濾和殺菌設(shè)備又提供了一個(gè)應(yīng)用空間。 　　 　　　　　　　　　　　　　　納米抗菌材料 　　近年來(lái)，抗菌包裝材料成為熱門(mén)話(huà)題，目前應(yīng)用較廣的納米抗菌材料有抗菌塑料、抗菌涂料等。抗菌塑料是由無(wú)機(jī)納米抗菌劑粒子與塑料制成的，能使菌體變性或沉淀，一旦遇到水，便會(huì)對(duì)細(xì)菌發(fā)揮更強(qiáng)的殺傷力，且吸附能力強(qiáng)，滲透力也很強(qiáng)，可用于電冰箱門(mén)把手、門(mén)襯、空調(diào)器、電話(huà)、熱水器、微波爐、電飯鍋等制品，具有一定的抗菌能力。 　　目前，可用于抗菌涂料的納米材料有納米TiO2、ZnO以及納米載銀抗菌材料等。TiO2是基于光催化反應(yīng)使有機(jī)物分解而具有抗菌效果的；超微細(xì)TiO2在水和空氣的體系中，在陽(yáng)光尤其是在紫外線(xiàn)的照射下，能夠自行分解出自由移動(dòng)的帶負(fù)電的電子和帶正電的空穴，通過(guò)發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，從而在短時(shí)間內(nèi)殺死細(xì)菌、消除惡臭和油污。 　　 　　　　　　　　　　　　　　納米橡膠 　　橡膠是包裝和食品機(jī)械應(yīng)用較多的原材料，但通常的橡膠是靠加入炭黑來(lái)提高其強(qiáng)度、耐磨性和抗老化性的，制品為黑色，不適宜用在食品機(jī)械上。納米材料的問(wèn)世使這一問(wèn)題迎刃而解。新的納米改性橡膠各項(xiàng)指標(biāo)均有大幅度提高，尤其是抗老化性能提高3倍，使用壽命長(zhǎng)達(dá)30年以上，且色彩艷麗，保色效果優(yōu)異。 　　膠黏劑和密封膠是包裝領(lǐng)域中的重要產(chǎn)品，使用范圍很廣。納米膠黏劑由于在樹(shù)脂中加入了50～70nm的橡膠微粒，不僅提高了封合強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度和其他耐熱老化等物理化學(xué)指標(biāo)，而且極大地拓展了它的應(yīng)用領(lǐng)域，號(hào)稱(chēng)21世紀(jì)“萬(wàn)用膠黏劑”。國(guó)外已將納米SiO2作為添加劑加入膠黏劑和密封膠中，使膠黏劑的黏結(jié)效果和密封膠的密封性大大提高。 　　 　　　　　　　　　　　　納米基板包裝材料 　　世界上每年消耗的金屬材料罐用去大量的礦產(chǎn)資源，在提高金屬包裝性能的同時(shí)，努力尋求降低材料消耗和減少加工成本，始終是包裝制造業(yè)追求的目標(biāo)。 飲料罐所用鐵板已經(jīng)歷了馬口鐵（鍍錫）、無(wú)錫鋼板（TES）的發(fā)展歷程，目前已發(fā)展到第三代納米級(jí)材料。這種新板材納米錫粒直徑為100nm，鍍錫量100mg/m2，體積率小于12%，鍍錫體積和用量大為減少，新板材既安全性能又好，容易加工成型，操作參數(shù)范圍放寬，特別是焊接密封性提高，使其成為高級(jí)金屬罐板材。如焊接電流范圍寬達(dá)300～600A，更適于制作飲料包裝容器。 　　近來(lái)日本利用納米技術(shù)制成一種金屬板材，由于在板材的表面覆蓋一層單分子有機(jī)膜而使板材性能大大提高，涂膜的剝離強(qiáng)度提高了100萬(wàn)倍，有機(jī)涂層與金屬材料“合二為一”，其他的物理、化學(xué)性能亦有大幅度增加。據(jù)稱(chēng)，這種單分子厚度的膜層還可用于陶瓷、玻璃、塑料等基體，用以增加強(qiáng)度、改善性能，制造包裝容器等。 轉(zhuǎn)自：中外食品和包裝機(jī)械