“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,。“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,，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放在包裝內(nèi),。

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

    一,、 三維塑料”的技術原理

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

    而“三維塑料”則是將活性包裝劑“植”人基礎塑料內(nèi)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,，活性包裝劑的移動將會按需要在塑料中，達到活性和濃度可控,。當然,，活性包裝劑在塑料中的移動可能是一種延時狀態(tài)的。雖然有時這種延時是有益的,，但在大多數(shù)情況下,，為了保持產(chǎn)品質量,，我們需要快速的反應，使產(chǎn)品周圍的環(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(xù)發(fā)揮其功效。

    通過將有通道結構的物質和活性包裝劑與作為基質的塑料結合,，“三維塑料”的傳輸特性可以得到改善,。有通道結構的物質改變了基質塑料的特性，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(nèi)或附著在其上,。這樣的有通道的結構好像在塑料中打開了許多“小路”,，允許氣體在可控的條件下進’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；釋放風味物質,、氣體和營養(yǎng)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)功能須通過活性包裝劑和吸收通道來完成,。所吸收(或吸附)的物質包括：水蒸汽,、氧氣、氣味物質(如含硫,、胺或醛的氧化物),、二氧化碳及乙烯等。所有這些物質都與所包裝食品和飲料的腐敗變質有關,。

    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)生的物質通過“小路”進入周圍環(huán)境。

    二,、“三維塑料”的結構

    兩個或多個聚合物相互“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，當結合體在重新熔化以便注壓成型或擠壓成型時,，它的結構穩(wěn)定性也至關重要,。例如，重新熔化可能會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“三維塑料”的技術研究表明；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(xù)的通路,，從PEO聚合物的一個區(qū)域通向PEO的另一個區(qū)域,。這個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在通道的表面上,。

    1.結構決定活性劑的種類 當通道用于水分的傳輸時,，如使用PEO或聚氧乙烯，水分經(jīng)過通道擴散到塑料內(nèi)部,。如果通道內(nèi)附著的是干燥劑顆粒,，它會吸附水分,，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,。

    通過選擇活性劑的種類,，人們可以讓結合體吸附其它氣體麗非水分,。有害氣體包括；如生物化學腐敗所產(chǎn)生的醛,、酮氧化物質,；新鮮水果延續(xù)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 在釋放風味物質和其它揮發(fā)物時,，像二氧化氯或酒精等抗微生物翩劑可經(jīng)過塑料內(nèi)部的通道從活性劑中釋放或揮發(fā)出來。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。而活性物質中的風味物質可以通過通道釋放或揮發(fā)到包裝內(nèi)部,，增加產(chǎn)品的風味,，提高產(chǎn)品的價值。

    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

    專家認為,，內(nèi)部連接通道材料(“三維塑料”)技術在包裝領域是一個突破,，它使多種小分子在聚合物中進行可控的傳輸成為可能，從而使無數(shù)的吸收和釋放活性分子應用于包裝材料中得以實現(xiàn),。這項技術將可廣泛應用于醫(yī)藥,、農(nóng)業(yè)，當然還包括食品等多個領域的包裝,。這個活性包裝劑應用的媒介，展現(xiàn)了一個在食品包裝中的范例,，那就是,，通過揭示包裝與產(chǎn)品的相互作用，打開了活性包裝劑的應用空問,，這項技術蘊藏著一種潛能,，這種潛能可以從包裝方面改變世界食品防護狀況。(peter)