洪桂香 朱則剛

（湖北武漢市自力化工材料工程公司）

前言

食品/藥品衛(wèi)生的安全性是十分重要，卻又不被重視的問題。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，人民的物質(zhì)生活水平已普遍提高，20年前在發(fā)達國家流行的新產(chǎn)品，現(xiàn)已進入我國的平常百姓家，過去被認為豪華、奢侈、多余、浪費的商品外包裝材料，現(xiàn)在已成為保護商品、流通商品，銷售商品不可缺少的一部分了。食品/藥品工業(yè)的發(fā)展帶動了包裝的發(fā)展，而包裝的發(fā)展不僅依賴于包裝材料的發(fā)展，還和膠粘劑的性能有密切關(guān)系，因此廣受社會大眾的關(guān)注。

1.安全環(huán)保驅(qū)動食品/藥品包裝的聚氨酯膠粘劑快速發(fā)展

在現(xiàn)代社會里，人們把健康看成第一重要，只有健康，生命才是健全的、生活才是快樂的。所以，如果因為包裝材料中的膠粘劑不夠衛(wèi)生安全，含對人體健康有害的成份，滲透到被包裝的內(nèi)容物中去，污染了食品或藥品，就要危害人體健康，這樣的包裝材料就會與維持生命和醫(yī)治疾病的目的背道而弛。包裝材料的衛(wèi)生安全問題，世界上所有國家都有嚴格的規(guī)定和大力的監(jiān)控，相關(guān)部門都有專門的人員從事這一工作。

每個人、每個家庭，每天都要使用和消費不少用外包裝材料保護，包裝的食品、藥品、化妝品、日用品，人們已接受了這一現(xiàn)代化的現(xiàn)實情況。食品、藥品，還有其它商品，都要進行適當(dāng)?shù)陌b。因此，各種包裝材料的生產(chǎn)已成為現(xiàn)代工業(yè)的一個門類，被稱為都市工業(yè)，正在高速穩(wěn)步發(fā)展。

據(jù)行業(yè)協(xié)會不完全統(tǒng)計，目前在我國，僅以塑料薄膜為基礎(chǔ)材料來生產(chǎn)軟性復(fù)合包裝材料的企業(yè)，已超過2500家。這么多的復(fù)合材料制造企業(yè)，都面臨著如何選擇原輔材料才能達到自身產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)價廉的問題。要制造復(fù)合軟包裝材料，其中一個必不可少的原材料是膠粘劑。目前復(fù)合包裝材料的主要用途又是食品、藥品包裝，所以就圍繞食品藥品包裝這個主題來談如何挑選膠粘劑這個問題。

由于膠粘劑在整個包裝產(chǎn)業(yè)中起著不可或缺的幕后推動作用，并對包裝及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步以及產(chǎn)品的研發(fā)和更新有著重大深遠的影響。因此，研究、開發(fā)和生產(chǎn)各類品質(zhì)更有保證，性能更為優(yōu)越的新型膠粘劑成為包裝產(chǎn)業(yè)越來越為關(guān)注的研究領(lǐng)域和科研活動。

食品/藥品包裝用膠粘劑的選擇要考慮多種因素，一般來說復(fù)合膠應(yīng)滿足下列條件：無異味，無毒；包裝食品后無有害萃取物出現(xiàn)；適用食品貯存的溫度要求；耐候性好，不發(fā)黃起泡，不粉化脫層；耐油、香精、醋和酒精；不侵蝕印刷圖案油墨，并對油墨有較高親和力。另外柔軟性、可操作性、粘力持久性、抗介質(zhì)侵蝕性和衛(wèi)生安全性等也是不容忽視的。如就抗介質(zhì)侵蝕性而言，食品中含有鹽、酸、辣、香辛料，醇、水、糖、脂肪酸等，其特性各異，但共性是有可能透過復(fù)合膜內(nèi)層滲入膠層，起腐蝕破壞作用，導(dǎo)致包裝袋脫層、破裂乃致失效。為此，膠粘劑必須具有抵御上述物質(zhì)侵蝕的能力，始終保持足夠的粘接剝離強度。

2.包裝用聚氨酯膠粘劑的功用特點及基本性能

復(fù)合軟包裝材料一定是用各種塑料薄膜，如PE、PP、PET等，用膠粘劑將它們粘接成統(tǒng)一整體的一種功能性材料。不同的基材具有不同的特性，要把不同性能的基材牢牢地粘接起來，不是隨便用什么膠都能達到要求的。當(dāng)然，膠粘劑的品種很多，但能同時將各種不同性能的塑料、金屬、紙張都牢固地粘接起來的卻不多，再加上其它條件(衛(wèi)生安全條件)的限制，目前世界上允許使用又能達到這一目的的膠粘劑只有二大類：一是用馬來酸酐改性的聚丙烯或用丙烯酸或其酯與乙烯共聚的共聚體，它屬于塑料類；二是聚氨酯膠粘劑，它屬于樹脂類，而其它眾多的膠粘劑都沒有被許可。這在美國FDA規(guī)范和我國的GB9683《復(fù)合食品包裝袋衛(wèi)生標(biāo)準》和GB9685《食品容器、包裝材料用助劑使用衛(wèi)生標(biāo)準》中都有明確的規(guī)定。目前世界上幾乎100%采用聚氨酯膠粘劑作為干式復(fù)合用膠粘劑去制造食品、藥品包裝材料。聚氨酯膠粘劑由于具有優(yōu)良的綜合性能，其耐低溫性、耐煮沸性、柔韌性、強度、耐疲勞性和透明性較好，對各種材料又具有優(yōu)良的粘接力，是復(fù)合薄膜生產(chǎn)所需的主要膠種。

膠粘劑必須具有同時能粘合二種不同材料的性能；滿足復(fù)合后柔性運輸與儲存的需求；許多食品包裝在制造加工過程中要經(jīng)受高溫殺菌滅菌處理，這就要求各種基材薄膜所使用的膠粘劑也要經(jīng)受得起高溫的考驗；可滿足食品低溫儲存的要求；膠粘劑的穩(wěn)定性很重要，要能耐受各種介質(zhì)的侵蝕，否則會引起復(fù)合薄膜分層剝離，失去包裝作用；合食品包裝安全衛(wèi)生相關(guān)標(biāo)準要求，對膠粘劑的外觀、透明性、流動性、抗寒性、初粘力、施膠操作性等都有一定要求。聚氨酯膠粘劑經(jīng)過充分交聯(lián)固化后，具有很高的內(nèi)聚力，膠膜堅韌柔軟，又具有很好的耐熱性和抗介質(zhì)侵蝕的性能，用它制成的復(fù)合材料可以包裝各種食品，如酸的、辣的、咸的、甜的、含油的食品都可使用。正因為有這么多優(yōu)異性能，聚氨酯在世界上使用的歷史已有60年之久，用于食品包裝材料復(fù)合的時間也將近50年，在歐、美、日等已占干法復(fù)合薄膜制造用膠量的90%以上。中國1984年才開始生產(chǎn)用于食品復(fù)合包裝的聚氨酯膠粘劑，其中技術(shù)開發(fā)和生產(chǎn)開始較早的單位有北京市化學(xué)工業(yè)研究院、黎明化工研究院等。

聚氨酯膠粘劑中游離異氰酸酯單體具有較大的毒性?？刹捎枚肆u基多元環(huán)氧化合物與端異氰酸酯基聚氨酯預(yù)聚物制得環(huán)氧基聚氨酯，再與多胺化合物配制成聚氨酯膠粘劑，該膠粘劑兼具環(huán)氧樹脂和聚氨酯的優(yōu)異性能，而且?guī)缀醪缓坞x異氰酸酯單體固體份含量高。聚氨酯膠粘劑正朝著水性和無溶劑的環(huán)保綠色膠粘劑方向發(fā)展。聚氨酯膠粘劑在室溫下通常固化較慢，完全固化有時長達數(shù)天。如采用多組分復(fù)配可以明顯縮短室溫固化時間更方便適用。聚氨酯膠粘劑耐高溫性能遠不如其耐低溫性能，如用在食品包裝復(fù)合薄膜中，則需要其具有耐蒸煮性。引入納米粒子可顯著提高其耐熱性、拉伸強度、抗剪強度、剝離強度等，但加入的納米材料要適當(dāng)，過多時可能會破壞部分大分子中的硬段的有序排列而使力學(xué)性能下降。

3.食品/藥品包裝用聚氨酯膠粘劑的分類

食品包裝分為普通包裝及高性能包裝。對應(yīng)的聚氨酯膠粘劑可以分為四類：一般用；蒸沸用；透明蒸煮用；鋁箔蒸煮用。普通包裝用復(fù)合薄膜聚氨酯膠粘劑一般包括干燥食品包裝用膠和耐70～100℃煮沸殺菌用的蒸煮食品包裝用膠。通常，此類膠粘劑為雙組分溶劑型聚氨酯膠粘劑。其主劑是聚醚或聚酯多元醇經(jīng)芳香異氰酸酯改性后含羥基的聚氨酯多元醇(稱甲組分)，固化劑是芳香異氰酸酯與三羥甲基丙烷的加成物(稱乙組分)，使用時將甲組分與乙組分按一定比例混合，再用醋酸乙酯稀釋到一定濃度后施膠涂布。目前，此類膠在國內(nèi)已有生產(chǎn)。主要是以聚己二酸類聚酯多元醇為原料，而國外大多采用環(huán)氧丙烷聚醚為原料，成本較低。透明蒸煮袋用和鋁箔蒸煮袋用復(fù)合薄膜聚氨酯膠粘劑一般包括耐121℃蒸煮殺菌用復(fù)合薄膜膠粘劑和耐135℃高溫蒸煮殺菌用復(fù)合薄膜膠粘劑。

所謂高溫蒸煮是指在121～145℃高溫和0.18～0.40MPa蒸汽壓力下進行食品殺菌的加工工藝。這就不但要求多種基材能經(jīng)受得起高溫考驗，所使用的膠粘劑也要能夠耐高溫。普通包裝用聚氨酯膠粘劑在此高溫下易水解，粘合強度降低，也容易引起薄膜脫落。蒸煮食品包裝用膠粘劑，通常為雙組分溶劑型聚氨酯膠粘劑。其主劑是聚醚或聚酯多元醇經(jīng)芳香異氰酸酯改性后含羥基的聚氨酯多元醇(稱甲組分)，固化劑是芳香異氰酸酯與三羥甲基丙烷的加成物(稱乙組分)，使用時將甲組分與乙組分按一定比例混合，再用醋酸乙酯稀釋到一定濃度后施膠涂布。目前，此類膠在國內(nèi)已有生產(chǎn)，主要是以聚己二酸類聚酯多元醇為原料，國外大多采用環(huán)氧丙烷聚醚為原料，成本較低。透明蒸煮袋用和鋁箔蒸煮袋用復(fù)合薄膜聚氨酯膠粘劑一般包括耐121℃蒸煮殺菌用復(fù)合薄膜膠粘劑和耐135℃高溫蒸煮殺菌用復(fù)合薄膜膠粘劑。

雙組分聚氨酯膠粘劑是聚氨酯膠粘劑中非常重要的一大類型，用途很廣且用量很大。通常由主膠和固化劑兩個組分構(gòu)成，兩個組分各自單獨包裝。使用前按一定比例配制，攪拌均勻后即可，兩個組分混合后發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)而生成固化產(chǎn)物。雙組分聚氨酯膠粘劑具有性能可調(diào)節(jié)、粘接強度大、使用范圍廣等優(yōu)點，已經(jīng)成為聚氨酯膠粘劑中品種最多、產(chǎn)量最大的產(chǎn)品。

4.聚氨酯粘結(jié)技術(shù)在食品/藥品包裝印刷中的應(yīng)用發(fā)展

據(jù)行業(yè)協(xié)會不完全統(tǒng)計，目前在我國，僅以塑料薄膜為基礎(chǔ)材料來生產(chǎn)軟性復(fù)合包裝材料的企業(yè)，已超過2500家。這么多的復(fù)合材料制造企業(yè)，都面臨著如何選擇原輔材料才能達到自身產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)價廉的問題。要制造復(fù)合軟包裝材料，其中一個必不可少的原材料是膠粘劑。目前復(fù)合包裝材料的主要用途又是食品、藥品包裝，所以就圍繞食品藥品包裝這個主題來談如何挑選膠粘劑這個問題。盡管膠粘劑總的發(fā)展趨勢是非有機溶劑化，但聚氨酯溶劑型膠粘劑由于其優(yōu)良的工藝和粘接性能，特別是非有機溶劑型膠粘劑的性能在目前還不能完全達到溶劑型的水平，溶劑型聚氨酯膠粘劑仍將在較長時間內(nèi)存在。

國內(nèi)普通復(fù)合用溶劑型雙組分聚氨酯膠粘劑生產(chǎn)技術(shù)已完全掌握，部分生產(chǎn)廠家工藝成熟質(zhì)量穩(wěn)定，可完全替代進口產(chǎn)品；部分廠家耐蒸煮復(fù)合用溶劑型雙組分聚氨酯膠粘劑生產(chǎn)技術(shù)已過關(guān)，多年推廣應(yīng)用表明產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定價格合理，已可替代進口產(chǎn)品；鍍鋁膜專用膠耐爽滑劑功能膠等產(chǎn)品針對性強，性能突出，應(yīng)大力推廣；我國氣候差異明顯，復(fù)合設(shè)備狀況各異，復(fù)合廠家應(yīng)有針對性地選擇適用的膠粘劑品種；我國已加入WTO，復(fù)合廠家應(yīng)注意提高技術(shù)，更新復(fù)合設(shè)備，配合環(huán)保型膠粘劑推廣，打破環(huán)保技術(shù)壁壘，適應(yīng)全球化發(fā)展要求；膠粘劑研制單位、生產(chǎn)廠家應(yīng)加快環(huán)保替代品的開發(fā)，使產(chǎn)品綜合性能滿足復(fù)合要求；行業(yè)協(xié)會應(yīng)健全產(chǎn)品檢驗手段和方法，加速制訂產(chǎn)品行業(yè)標(biāo)準，以建立技術(shù)屏障，保護民族產(chǎn)業(yè)。復(fù)合軟包裝材料膠粘劑正向無溶劑型方向發(fā)展，無溶劑膠粘劑基本上也是由雙組份的聚氨酯膠粘劑構(gòu)成，其主劑和固化劑在室溫下粘度高，具有流動性，復(fù)合時主劑和固化劑按比例混合，升溫后輥涂到基材上，由于不用有機溶劑，成本下降，不存在有機溶劑揮發(fā)對環(huán)境的污染，省去了設(shè)備龐大的烘干、加熱、鼓風(fēng)、廢氣排放裝置降低了能耗。產(chǎn)品無殘留溶劑損害，生產(chǎn)速度提高，維修費用低廉效益顯著，在藥品軟包裝領(lǐng)域是今后的發(fā)展方向。

5.聚氨酯粘結(jié)技術(shù)在食品/藥品包裝印刷中的未來趨勢

膠粘劑在包裝中的應(yīng)用隨著包裝行業(yè)的發(fā)展，膠粘劑的消費量保持著較高的水平，全球包裝工業(yè)用膠量約占膠粘劑總用量的35%，包裝行業(yè)成為膠粘劑應(yīng)用的最大行業(yè)，它廣泛分布于食品/藥品、紙制品、印刷裝潢、塑料包裝等包裝行業(yè)的各個領(lǐng)域。膠粘劑產(chǎn)業(yè)從一開始形成至今，發(fā)展速度迅速猛烈，整個產(chǎn)業(yè)在市場的嚴格考驗下不斷推陳出新、茁壯成長。同時，在膠粘劑自身發(fā)展和提高的過程中，也促進了相關(guān)產(chǎn)業(yè)眾多領(lǐng)域的革新盡致。

近幾年，國內(nèi)某些企業(yè)和研究單位積極投入人力、物力研究開發(fā)成功數(shù)個品種的耐蒸煮聚氨酯膠粘劑取得可喜成績。該類聚氨酯膠粘劑可耐高溫，抗食品各類調(diào)料、脂肪和油脂的侵蝕，復(fù)合袋經(jīng)分別裝入食品/藥品均為零破裂。這說明所研制的耐蒸煮復(fù)合袋用聚氨酯膠粘劑性能符合耐蒸煮復(fù)合袋的復(fù)合工藝要求，也符合食品/藥品衛(wèi)生標(biāo)準。

現(xiàn)在食品包裝的主要趨勢是使食物更加便利，更加便攜，更加容易或更加快速食用。食品包裝便于準備食用，比如旺季前的肉和家禽的包裝；便于攜帶，有杯子或可以用微波加熱的包裝食品。生鮮市場是一個需要高級薄膜的領(lǐng)域。預(yù)切好的沙拉現(xiàn)在使用的專業(yè)薄膜可以長時間阻止產(chǎn)品變成褐色。自動加熱罐頭可以通過推擠它底部的塑料按鈕來激活。水流入一個主要填裝了氧化鈣的被密封的內(nèi)在錐體?；瘜W(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的熱量在很短的時間內(nèi)加熱了它。湯類和嬰兒食品也適用自動加熱罐頭。罐頭制造者設(shè)法用可再封性的特點來使它的產(chǎn)品與眾不同，并加工出一些用于湯類食品的罐頭，為了更適合于在冰箱門里陳放，這些罐頭已經(jīng)做成長方體狀或正方體狀。你仍然可以看到許多產(chǎn)品從硬性轉(zhuǎn)向軟包裝，人們更愿意用一個袋，因為這是一個更加緊湊的包裝。但應(yīng)該看到那些咸昧小吃正從軟包裝轉(zhuǎn)向硬包裝。在過去幾年內(nèi)，無菌的應(yīng)用更多了，在開啟之前不需要冷藏。并且為了方便，還使用了可再封性蓋。蒸煮包裝在市場上更容易被接受。目前，盡管膠粘劑總的發(fā)展趨勢是非有機溶劑化，但聚氨酯溶劑型膠粘劑由于其優(yōu)良的工藝和粘接性能，特別是非有機溶劑型膠粘劑的性能在目前還不能完全達到溶劑型的水平，溶劑型聚氨酯膠粘劑仍將在較長時間內(nèi)存在。

隨著我國經(jīng)濟的持續(xù)發(fā)展以及人民生活質(zhì)量的不斷提高，對膠粘劑產(chǎn)品的需求和選擇將會越來越嚴格和苛刻，那些性能好、質(zhì)量高、環(huán)保型的產(chǎn)品將會受到人們的青睞。我國膠粘劑生產(chǎn)企業(yè)和科研院所應(yīng)根據(jù)市場的需求，加大科技投入，積極研究開發(fā)高性能、高品質(zhì)的膠粘劑新產(chǎn)品，以應(yīng)對國內(nèi)外市場的競爭。

結(jié)語

總之，隨著膠粘劑行業(yè)發(fā)展，也提高了包裝產(chǎn)品的質(zhì)量和檔次，促進了包裝行業(yè)的發(fā)展。膠粘劑未來的發(fā)展趨勢勢必要以綠色環(huán)保為主題，在生產(chǎn)研發(fā)的過程中倡導(dǎo)綠色和諧。膠粘劑產(chǎn)業(yè)與包裝產(chǎn)業(yè)更為密切的合作，必定能給社會創(chuàng)造出更多的社會經(jīng)濟效益，帶動起更為寬泛的產(chǎn)業(yè)鏈接，開拓出更新的細化領(lǐng)域，給人類生活水平的提高帶來更加貼合實際的便利。

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