摘要：包裝材料學(xué)是材料學(xué)和包裝行業(yè)交叉的一門學(xué)科，同時(shí)也是一門新興的產(chǎn)業(yè),，針對(duì)所屬行業(yè)特點(diǎn),，作者就包裝功能材料作相應(yīng)闡述，從當(dāng)今各種功能材料的分類,，性能,，功能劃分等方面入手，總體介紹包裝功能材料的特點(diǎn),，前景以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)背景,，積極探索其發(fā)展方向，就我國(guó)的包裝材料產(chǎn)業(yè)遇到的問(wèn)題諸如：環(huán)保,，效益,，產(chǎn)業(yè)水平等作一定的探討。

關(guān)鍵詞：包裝功能材料

功能材料是伴隨工業(yè)化革命誕生出來(lái)的一門材料分支,，也可以描述成對(duì)材料的一種分類,，所謂功能材料就是指某種具備特殊性能的材料劃分，既可以依據(jù)所屬材料門類定義,，也可以根據(jù)材料應(yīng)用領(lǐng)域來(lái)劃分,；也就是說(shuō)功能材料是以它的主觀和客觀屬性來(lái)具體定義。舉個(gè)例子：陶瓷在它發(fā)明之初是作為容器材料應(yīng)用的,，它的功能特點(diǎn)限于隔阻性好,，剛度好，穩(wěn)定性好,。但是現(xiàn)在陶瓷應(yīng)用在機(jī)械制造業(yè)中,，更多地利用了它硬度高，耐高溫,，耐磨損的特色功能,，在已經(jīng)投入生產(chǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)中，陶瓷被用于汽缸,，活塞,，軸承等高溫，高磨損的環(huán)境,，并越來(lái)越多的用于其他零件制造,。事實(shí)上對(duì)功能材料的定義源于貝爾實(shí)驗(yàn)室，1965年J.A.Morton博士提出了功能材料的定義即：“具有優(yōu)良的電學(xué),、磁學(xué),、光學(xué),、熱學(xué)、聲學(xué),、力學(xué),、化學(xué)和生物學(xué)功能及其相互轉(zhuǎn)化的功能被用于非結(jié)構(gòu)目的的高技術(shù)材料。”

回到我們的主題上來(lái),，包裝功能材料就是在產(chǎn)品包裝工藝中,，使用的具有特殊功能的材料，具體到包裝實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程,，就分門別類使用了各種功能材料,，例如食品包裝廣泛使用無(wú)毒，遮光,，易降解的材料,；而在航運(yùn)業(yè)中則廣泛采用耐腐蝕，強(qiáng)度高,，剛度高的工程塑料等作為首選材料,。

今天，隨著材料工業(yè)的迅速發(fā)展,，越來(lái)越多的新材料被制造出來(lái),，并具備著以前的材料無(wú)法迄及的優(yōu)異性能，就以包裝材料而言,，就有復(fù)合軟包裝材料,，保鮮包裝材料，阻隔性包裝材料,，分解性包裝材料等等,。近年來(lái)納米技術(shù)的發(fā)展同樣在包裝材料行業(yè)引起巨大革新，我們知道：納米材料(nanomaterial)一般是指尺寸在1-100nm之間的粒子,，是處在原子簇和宏觀物體交界的過(guò)渡區(qū)域,，是一種典型的介觀系統(tǒng)。將普通材料制成納料量級(jí)后,，納米材料具有卓越的光,、力,、聲,、電、熱,、磁,、投射、吸收等敏感的特殊功能,，它就會(huì)出現(xiàn)極其特有的四大效應(yīng)：①小尺寸效應(yīng)或稱體積效應(yīng),；②表面效應(yīng)與界面效應(yīng),；③量子尺寸效應(yīng)；④宏觀量子隧道效應(yīng),。由于以上四個(gè)效應(yīng),，納米材料呈現(xiàn)如下性能：①高強(qiáng)度和高韌性；②高熱膨脹系數(shù),、高比熱和低熔點(diǎn),；③異常的導(dǎo)電率和磁化率；④極強(qiáng)的吸波性,；⑤高擴(kuò)散性,。正是因?yàn)檫@些原因,，使得納米材料在包裝行業(yè)得以迅猛發(fā)展,。

首先，我們來(lái)看納米材料的制備技術(shù)納米材料的制備方法包括：物理法和化學(xué)法,。物理制備方法主要涉及到蒸發(fā),、熔融、凝固,、形變和粒徑縮減等物理變化過(guò)程,，具體包括粉碎法、蒸發(fā)凝聚法,、離子濺射法,、冷凍干澡法、電火花放電法,、爆炸燒結(jié)法等,。化學(xué)制備納米微粒的過(guò)程通常包含著基本的化學(xué)反應(yīng),，在反應(yīng)過(guò)程中物質(zhì)之間的原子進(jìn)行組織排列,，決定著物質(zhì)的存在形態(tài)�,；瘜W(xué)法主要有氣相化學(xué)反應(yīng)法,、沉淀法、水熱合成法,、噴霧熱導(dǎo)法,、溶膠－凝膠法、r射線輻照法,、相轉(zhuǎn)移法等,。在此基礎(chǔ)上，考慮納米復(fù)合材料的制備工藝我們能利用的有五種：

納米復(fù)合材料的制備方法：

（1）高能球磨法；

（2）燃燒合成法,；

（3）化學(xué)氣相沉積法（CVD）,；

（4）熔融共混法；

（5）扦入法（扦層復(fù)合技術(shù)）,。

如此一來(lái)我們就能得到納米復(fù)合材料了,，那么納米復(fù)合材料究竟有什么樣的用途呢？

首先我們來(lái)看納米包裝的定義,。納米包裝的定義：盡管目前尚無(wú)納米包裝的準(zhǔn)確定義,，但從納米科學(xué)的角度出發(fā)，納米包裝是反映使用納料材料,、納米技術(shù)對(duì)包裝產(chǎn)品進(jìn)行納米合成,、納米添加、納米改性,，使其具備納米結(jié)構(gòu),、尺度、特異功能的包裝新物性的總稱,。納米包裝具備四個(gè)要素,、納米包裝材料要素、納米包裝容器要素,、納米包裝技術(shù)要素,、納米包裝信息要素。

納米包裝材料：就是指分散相尺寸為1-100nm納米顆�,；蚓�體與其他包裝材料合成或添加制成的納米復(fù)合包裝材料的體系,。

納米包裝研究的對(duì)象和任務(wù)是：研究納米包裝物在物流過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和規(guī)律，納米包裝物的物性功能變化的規(guī)律與制備技術(shù),；

研究納米包裝與多學(xué)科的關(guān)系,，從而提出全新的包裝概念，改進(jìn)及創(chuàng)造新的包裝技術(shù)和裝潢技術(shù),，縮短現(xiàn)有包裝企業(yè)與納米包裝的工程化,、產(chǎn)業(yè)化和商品化的進(jìn)程。
如此來(lái)看,，納米包裝的前景必將廣闊無(wú)限了,。綜觀現(xiàn)在納米包裝應(yīng)用，不外乎以下幾類,。

1．納米復(fù)合包裝材料

隨著21世紀(jì)包裝對(duì)特種功能需求的增加,，諸如防殉爆包裝、防電磁包裝,、迷彩包裝,、高阻包裝,、隱身包裝,、防雷達(dá)包裝等要求的出現(xiàn),，促進(jìn)了納米包裝技術(shù)的發(fā)展。由納米材料復(fù)合而成的納米包裝材料就成了我們所需要的一類高新材料,。就包裝領(lǐng)域而言,，近幾年來(lái)，國(guó)外研究得最多的納米復(fù)合材料是聚合物基納米復(fù)合材料（PNMC）,。例如在高分子聚合物中加入10％的納米TLCP（熱致液晶聚合物）就會(huì)使材料的拉伸強(qiáng)度提高到470Mpa,，從而大大拓展其用途，亦節(jié)省了稀缺資源,。

2．納米抗菌包裝材料

納米抗菌包裝材料已成為熱門話題,。日本在包裝材料中添加一種新型無(wú)機(jī)抗菌劑，在聚烯烴薄膜中加入抗菌劑和增效劑制成的,。目前應(yīng)用較廣的是抗菌薄膜,。純天然的基礎(chǔ)材料在納米技術(shù)的改造下，能夠發(fā)揮出驚人的殺菌效果,，抗菌,、無(wú)菌包裝，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)的傷力。且吸附能力強(qiáng),、摻透力也很強(qiáng),，多次洗滌后也還有較強(qiáng)的抗菌作用。

3．納米型功能（智能）包裝材料

目前研制的納米型功能,、智能包裝材料,，通常是用光電、溫敏,、濕敏等功能材料與包裝材料復(fù)合制成的,，它可以識(shí)別和指示包裝空間的溫度、濕度,、壓力以及密封的程度,、時(shí)間等一些重要參數(shù)。這是一種很有發(fā)展前景的功能包裝材料,，有防止變色型,、防銹型、防霉型,、保鮮型,，通常制成功能袋或片材。適用于高檔包裝和軍品包裝。

4．納米涂層材料

（1）二元協(xié)同納米界面材料是力求將二元協(xié)同推廣到納米界面,，研討新型界面物性,，超雙疏界面物性材料（或稱超雙親納米材料），其基本原理是在特定的表面上建造納米尺寸幾何形狀互補(bǔ)的（如凸與凹相間）界面結(jié)構(gòu),，其低凹的表面可使吸附氣體原子,、分子穩(wěn)定存在，在宏觀表面上相當(dāng)于有一層穩(wěn)定的氣體薄膜,，使油或水無(wú)法與材料的表面直接接觸,，從而使材料的表面呈現(xiàn)超常的雙疏性。這時(shí)水滴或油滴與界面的接觸角趨于最大值,。在包裝材料領(lǐng)域,，紙張制品、紙箱,、薄膜等也都獲得奇異的超疏水,、超疏效果。

（2）完全的納米涂覆材料現(xiàn)已在軍事上有所應(yīng)用,，借助于傳統(tǒng)的涂覆技術(shù)添加少量的納米鈦與樹脂化合后生成全新涂層,，使其功能得到升級(jí)，耐腐蝕,、耐海水,、耐高溫、抗氧化和抗老化性,。提高硬度,、減少摩擦形成的自潤(rùn)滑性，還可以產(chǎn)生抗菌,、保潔效果,。

5．納米粘合劑和密封膠

粘合劑和密封膠是包裝領(lǐng)域中的重要產(chǎn)品，使用范圍很廣,。國(guó)外已將納米SiO2作為添加劑加入到粘合劑和密封膠中,，使粘合劑的粘結(jié)效果和密封膠的密封性都大大提高，其作用機(jī)理是在納米SiO2的表面包覆一層有機(jī)材料,，使之具有親水性,。

6．納米基板包裝材料

飲料罐所用鐵板已經(jīng)經(jīng)歷了馬口鐵（鍍錫）、無(wú)錫鋼板（TFS）的發(fā)展歷程,，目前已發(fā)展到所謂第三代納米級(jí)材料,，為了改善TES的焊接密封性能，如今研制成功第三代超微米錫TES板材,，納米錫粒直徑為100nm,，鍍錫量100mg/m2,，體積率＜12％，鍍錫體積和用量大為減少,，新板材既安全且性能又好,，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,。例如焊接電流范圍寬達(dá)300-600A,，使其更適于制作飲料包裝容器。

7．納米發(fā)光材料與防偽印刷

（1）新型納米發(fā)光材料,，經(jīng)幾分鐘的光照就能在黑暗中自行發(fā)光12－24小時(shí)以上,，其發(fā)光強(qiáng)度和維持時(shí)間是傳統(tǒng)熒光材料的30倍以上，且材料本身無(wú)毒,、無(wú)害,、不含任何放射性元素，其穩(wěn)定性和耐候性優(yōu)良,。并可無(wú)限次循環(huán)使用,。

（2）采用美國(guó)新型寬幅激光全息防偽及包裝膜材料與制造技術(shù)，研發(fā)及工業(yè)生產(chǎn)適合中國(guó)市場(chǎng)的高性能防偽及包裝膜產(chǎn)品,，市場(chǎng)潛力極大,，設(shè)備成本與投資適中。

8．納米包裝機(jī)械零件與器件

碳納米管還具有高的機(jī)械強(qiáng)度和高的熱導(dǎo)率,，由于具有非常大的長(zhǎng)度－直徑比,，可以制造出任何復(fù)雜形狀的零件，還是復(fù)合包裝材料的增強(qiáng)纖維,。