高阻隔EVOH在食品包裝上的應用

葉俊

近年來，食品安全問題的頻繁發生，對人們的身體健康和社會的穩定發展帶來了諸多負面影響，已引起社會各界的廣泛關注，而食品包裝的安全性是人們關注的重點之一。在此背景下，具有高阻隔性能的材料成為環保、安全、衛生食品包裝的首選，其中，EVOH憑借優異的高阻隔性能成為了金屬、玻璃等傳統高阻隔包裝材料的理想替代品，同時也成為食品、果蔬類食品包裝材料的首選。可喜的是，隨著研發人員的努力，目前多款具有特殊功能的EVOH材料已成功面市，比如，具有吸氧功能的EVOH材料、透明耐高溫蒸煮EVOH材料等，這些特殊功能的EVOH材料已經在人們的日常生活中發揮了重要作用。下面，筆者結合食品對阻隔包裝的需求，介紹EVOH的主要性能及特殊功能的EVOH材料及其應用。

食品對阻隔包裝的需求

引起食品變質的因素主要有以下3種：生物因素（微生物繁殖、生物酶反應等）、化學因素（主要是食品成分的氧化）及物理因素（吸濕、干燥等）。這些因素在氧氣、光線、溫度、水分等環境條件下發揮作用，從而引起食品變質。

防止食品變質是食品包裝必不可少的基本功能。所謂防止食品變質，主要是抑制食品中微生物的繁殖，防止氧氣對食品成分的氧化，以及防潮和保持食品的原有風味。其中，防止氧氣對食品成分的氧化是重中之重，因為氧氣是引起食品變質的最顯著因素，采用能夠阻隔氧氣的食品包裝，在防止食品成分氧化的同時，還可有效抑制食品中微生物的繁殖。

一般情況下，能夠阻隔氧氣等氣體的阻隔性樹脂，通常都具有良好的氣味阻隔性能，可起到保香和異味侵入的作用，以保持食品的本來風味。而水分的阻隔通常依靠與EVOH復合的PP或PE層來實現。

EVOH的主要性能

EVOH為白色透明或半透明顆粒，是乙烯和乙烯醇共聚的高分子有機材料，其不僅具有乙烯的優秀加工性能，也保留了乙烯醇優越的氣體阻隔性。共聚時通過改變乙烯及乙烯醇的比例，可以制作出不同阻隔性能和加工性能的EVOH材料。當乙烯含量增加時，EVOH的加工性能隨之提高，而阻氧性能則隨之下降。EVOH的主要性能如下。

1.氣體阻隔性

EVOH對于氧氣、二氧化碳、氮氣、氦氣、氨氣等氣體，擁有極低的氣體滲透率。這是因為EVOH本身為結晶性樹脂，結晶是完全不透氣的，而EVOH的結晶度相對比較高，不透氣的部分較多，且EVOH分子鏈上存在大量羥基，羥基之間形成了很強的氫鍵，從而使分子鏈不易運動，增加了致密性，有效限制了各種氣體分子的通過。

值得一提的是，EVOH的阻氧性明顯高于任何其他材料，大約是聚乙烯的一萬倍（當相對濕度為65%時），但由于EVOH分子鏈中存在大量羥基，使得EVOH表現出一定的親水和吸濕性，吸濕之后其對氧氣的阻隔性會明顯降低。

2.加工性能

EVOH擁有出色的擠出成型性能，可滿足以下加工方式：共擠薄膜、片材、軟管、瓶、復合加工等。

3.耐油耐有機溶劑性能

EVOH適用于包裝包含油、有機溶劑的產品。另外，將EVOH復合在壁紙最外層可有效防污。

4.保香性能和增強美觀

EVOH擁有卓越的保香性能，能夠保持內容物的風味和香味，同時還能阻止其他異味進入。

EVOH光亮透明，可應用在包裝最外層，在發揮阻隔性能的同時，增強商品的美觀度，提高產品檔次。

5.抗靜電性能

由于EVOH的表面電阻小，故在生產中不易產生靜電。因此，相比其他材料，將EVOH用于包裝袋表面，不容易因靜電而吸附灰塵。此外，EVOH成膜后的表面張力一般大于50mN/m，非常利于復合、涂布等后道工序的進行。

6.環保性能

由于EVOH具有良好的氣體阻隔性和保香性，因而可替代玻璃和金屬包裝，大大節省資源。同時，EVOH分子中只含C、H、O三種元素，燃燒時不會產生鹵化物、氰化物或致癌物二惡英等有害物質。EVOH比一般的聚稀烴材料燃燒熱小，可有效減輕焚燒爐的負荷。此外，EVOH生產過程中的邊角料還可回收再利用，這一點對于PVDC材料卻很難實現。可見，EVOH是一種有利環境和資源保護的材料。

特殊功能的EVOH及其應用

1.具有吸氧功能的EVOH材料

有些食品對氧氣高度敏感，比如金槍魚、番茄醬、蔬菜等，極少量的氧氣透入都有可能使其變質。為了滿足這些產品的高阻隔包裝要求，具有吸氧功能的EVOH材料便應運而生，該材料可在一定時間內保持包裝的零透氧。

具有吸氧功能的EVOH材料是通過在普通的EVOH樹脂中添加吸氧物質來徹底去除少量透過EVOH阻隔層的氧氣，從而達到零透氧，同時其還可以吸收包裝內部的氧氣，在一定時間內（吸氧物質飽和之前）能夠使包裝內部維持絕對無氧的環境。對于某些對阻隔性要求更高的食品來說，可以放心用該材料替換金屬罐或玻璃瓶等傳統包裝。目前，該材料已在一些高端食品包裝中得以應用，如圖1所示，從左到右的內容物分別為蛋黃醬、加工肉、果凍及盒飯，這些產品對氧氣極為敏感，需要高阻隔包裝的保護，而且包裝形態豐富，采用具有吸氧功能的EVOH材料可完全符合包裝使用要求。

2.耐高溫蒸煮的EVOH材料

傳統EVOH在應用于高溫蒸煮包裝時，會因為水蒸氣的進入而使薄膜表面形成白線、紋路、霧化發白，甚至出現復合膜分層等質量問題。對此，我公司開發出了牌號為FR101B的EVOH材料，該材料具有極強的耐高溫蒸煮性能。

與傳統EVOH相比，FR101B在蒸煮后并沒有損失太多的阻氧能力，卻大大改善了外觀及復合膜分層問題。FR101B與傳統EVOH蒸煮后外觀對比如圖2所示。FR101B在需要蒸煮的加工肉等食品包裝上已得到批量采用，發展前景廣闊。

3.透明耐高溫蒸煮EVOH材料

食品對包裝的透明性要求相當高，但為了達到特殊功能的要求，許多包裝往往會犧牲透明度，而透明耐高溫蒸煮EVOH材料的成功研制則打破了以往的僵局，該材料同時兼備透明、耐高溫蒸煮、高阻隔的功能。如圖3所示，從左到右的內容物分別為玉米、鮭魚及咖喱飯，這些產品食用前需要經過高溫蒸煮處理，其中的玉米對包裝透明度有很高要求，而采用透明耐高溫蒸煮EVOH材料可完全符合包裝使用要求。

隨著終端用戶產品越來越豐富，其對于包裝的要求更多樣化，我公司也在不斷豐富EVOH產品類型，力爭貼合每位用戶的需求。此外，對于食品包裝來說，環保、健康、安全是未來追求的方向，我們應充分利用大自然給予我們的禮物，不斷通過新技術來研發新的材料。對于我們每一個人來說，在改變自然、享受生活的同時，也應在保護環境的路上永不停息，在滿足包裝要求的同時，使得人類能與自然和諧共存。