“三維塑料”是指在日前所使用的普通塑料中“摻入”其它聚合物，使其產(chǎn)生微小的、中空的三維結構，便于其它微小顆粒流動(dòng)。“三維塑料”將形成包裝材料新概念，在其三維的幾何結構中人們可以放置活性包裝物質(zhì)，如氧清除劑、防腐劑或氣味吸收劑等等。而這些活性劑目前一般是以小袋的形式與食品同時(shí)放在包裝內。

    在美國，“三維塑料”已經(jīng)在藥品、診療等領(lǐng)域試用，專(zhuān)家們已開(kāi)始考慮如何將此項技術(shù)應用到食品包裝中去，為保持食品質(zhì)量做出貢獻，特別是用于像速溶咖啡等低水分食品、飲料、長(cháng)貨架期的糖果、含鹽小食品等易受環(huán)境變化影響保質(zhì)期的食品。

    一、 三維塑料”的技術(shù)原理

    “三維塑料”關(guān)鍵的基本原則是，活性包裝劑不能附著(zhù)在塑料的表面，那樣可能會(huì )產(chǎn)生活性包裝劑自行移動(dòng)并與被包裝的食品發(fā)生反應，影響食品質(zhì)量；同時(shí)，在理論上，附著(zhù)在塑料表面上的活性劑數量也不可能達到有實(shí)際意義的效果。

    而“三維塑料”則是將活性包裝劑“植”人基礎塑料內部，使活性包裝劑與被包裝物之間形成屏障，相互不接觸。在這種情況下，活性包裝劑的移動(dòng)將會(huì )按需要在塑料中，達到活性和濃度可控。當然，活性包裝劑在塑料中的移動(dòng)可能是一種延時(shí)狀態(tài)的。雖然有時(shí)這種延時(shí)是有益的，但在大多數情況下，為了保持產(chǎn)品質(zhì)量，我們需要快速的反應，使產(chǎn)品周?chē)�的環(huán)境發(fā)生變化。新型材料所要達到的目的就是：帶有活性包裝劑的塑料可以立即發(fā)揮其功能，隨后以控制下的模式繼續發(fā)揮其功效。

    通過(guò)將有通道結構的物質(zhì)和活性包裝劑與作為基質(zhì)的塑料結合，“三維塑料”的傳輸特性可以得到改善。有通道結構的物質(zhì)改變了基質(zhì)塑料的特性，這樣可以傳輸氣體并使其與活性包裝劑發(fā)生反應。

    三維有通道塑料可由多種聚合物組成，其中次要的聚合物與主要的聚合物不能融合�；钚园�裝劑存在于次要聚合物內或附著(zhù)在其上。這樣的有通道的結構好像在塑料中打開(kāi)了許多“小路”，允許氣體在可控的條件下進(jìn)’出塑料。其中所含的活性包裝劑能吸附水蒸氣、氣體和氣味等等；釋放風(fēng)味物質(zhì)、氣體和營(yíng)養成分；或改善塑料對氣體的傳輸特性。這種新型塑料可以擠壓或熱成型制成薄膜；也可通過(guò)注壓法或擠壓法制成瓶子或罐子。

    總之，三維體系的功能包括吸收、吸附、受控的釋放和改善傳輸結構。

    1．吸收吸附功能 吸收(或吸附)功能須通過(guò)活性包裝劑和吸收通道來(lái)完成。所吸收(或吸附)的物質(zhì)包括：水蒸汽、氧氣、氣味物質(zhì)(如含硫、胺或醛的氧化物)、二氧化碳及乙烯等。所有這些物質(zhì)都與所包裝食品和飲料的腐敗變質(zhì)有關(guān)。

    2．受控的釋放功能 釋放功能的完成得益于通道結構的運用。在塑料的通道使氣體或蒸汽進(jìn)入塑料中，這些氣體與塑料中的活性劑發(fā)生反應(這對于引發(fā)釋放很有作用)。反應所產(chǎn)生的物質(zhì)通過(guò)“小路”進(jìn)入周?chē)�環(huán)境。

    二、“三維塑料”的結構

    兩個(gè)或多個(gè)聚合物相互“混合”形成的微小的三維模式?jīng)Q定了結合體的結構。最終產(chǎn)物的特性取決予一種聚合物在另一種聚合物中的幾何形狀，是水滴形、柱形、碟形，或是其它形狀。同時(shí)，當結合體在重新熔化以便注壓成型或擠壓成型時(shí)，它的結構穩定性也至關(guān)重要。例如，重新熔化可能會(huì )導致聚合物結構的完全改變，即有可能由柱體變成球體。

    有關(guān)“三維塑料”的技術(shù)研究表明；他們已經(jīng)研制出了一種聚合物(如PE)與另一種聚合物(如PEO)組成的網(wǎng)狀結合體。網(wǎng)狀結構形成了通道結構，通道結構產(chǎn)生了連續的通路，從PEO聚合物的一個(gè)區域通向PEO的另一個(gè)區域。這個(gè)結合體在熔化和加壓成型后依然保持通道結構；活性劑在熔化成型后仍然附著(zhù)在通道的表面上。

    1.結構決定活性劑的種類(lèi) 當通道用于水分的傳輸時(shí)，如使用PEO或聚氧乙烯，水分經(jīng)過(guò)通道擴散到塑料內部。如果通道內附著(zhù)的是干燥劑顆粒，它會(huì )吸附水分，這樣水分就不斷地順通道到達干燥顆粒的，從而達到受控的水分去除。

    通過(guò)選擇活性劑的種類(lèi)，人們可以讓結合體吸附其它氣體麗非水分。有害氣體包括；如生物化學(xué)腐敗所產(chǎn)生的醛、酮氧化物質(zhì)；新鮮水果延續生命的呼吸作用所產(chǎn)生的乙烯；同樣產(chǎn)生予呼吸作用的二氧化碳。此時(shí)所用的活性劑為除氧劑，它可以去除剩余的氧氣，從而阻礙在食品及飲料中常發(fā)生的有氧反應。

    很明顯，活性劑的分子結構和大小不同，要想使用某個(gè)活性劑，就必須有適合的三維結構存在。

    2．結構決定傳輸方向 在釋放風(fēng)味物質(zhì)和其它揮發(fā)物時(shí)，像二氧化氯或酒精等抗微生物翩劑可經(jīng)過(guò)塑料內部的通道從活性劑中釋放或揮發(fā)出來(lái)。并且散發(fā)到包裝產(chǎn)品的外部環(huán)境中，達到保證產(chǎn)品免受微生物污染的作用。而活性物質(zhì)中的風(fēng)味物質(zhì)可以通過(guò)通道釋放或揮發(fā)到包裝內部，增加產(chǎn)品的風(fēng)味，提高產(chǎn)品的價(jià)值。

    很明顯，在以上兩種情況下，傳輸方向是不相同的，自然其結構也是不相同的，不能用反了。

    三、使食品防護達到新水平

    專(zhuān)家認為，內部連接通道材料(“三維塑料”)技術(shù)在包裝領(lǐng)域是一個(gè)突破，它使多種小分子在聚合物中進(jìn)行可控的傳輸成為可能，從而使無(wú)數的吸收和釋放活性分子應用于包裝材料中得以實(shí)現。這項技術(shù)將可廣泛應用于醫藥、農業(yè)，當然還包括食品等多個(gè)領(lǐng)域的包裝。這個(gè)活性包裝劑應用的媒介，展現了一個(gè)在食品包裝中的范例，那就是，通過(guò)揭示包裝與產(chǎn)品的相互作用，打開(kāi)了活性包裝劑的應用空問(wèn)，這項技術(shù)蘊藏著(zhù)一種潛能，這種潛能可以從包裝方面改變世界食品防護狀況。(peter)