張媛媛

（鄭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河南 鄭州 450121）

包裝行業(yè)的發(fā)展需要立足環(huán)保的大環(huán)境，選擇更加科學(xué)、有效的包裝材料尤為重要。隨著科技發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)納米纖維素在包裝材料中發(fā)揮著重要作用，可以提高包裝質(zhì)量，并且能夠滿足環(huán)保的需求。納米纖維素可以改變材料多種性能，越來(lái)越多的研究者積極深入地發(fā)掘納米纖維素的更多優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)包裝材料的改進(jìn)和發(fā)展。納米纖維素運(yùn)用于包裝材料中，可以實(shí)現(xiàn)真正的自然降解，提高了包裝的安全性，也不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

一、納米纖維素簡(jiǎn)述

納米纖維是指直徑為納米尺度而長(zhǎng)度較大的具有一定長(zhǎng)徑比的線狀材料，它的制造方法很多且用途廣泛，尤其在包裝材料的發(fā)展中具有重要的應(yīng)用價(jià)值。纖維素的來(lái)源渠道很豐富，是由植物經(jīng)過(guò)光合作用而產(chǎn)生的，具有非常高的應(yīng)用價(jià)值。纖維素在光合作用下每年都可以產(chǎn)生億萬(wàn)噸，可供人們使用，它的作用豐富而價(jià)位低廉，受到越來(lái)越多人的青睞。納米纖維素顧名思義就是對(duì)纖維素采用了多種技術(shù)手段，主要包括物理技術(shù)、化學(xué)技術(shù)等對(duì)纖維素進(jìn)行解離，最后形成了納米纖維素這一生物質(zhì)材料。物理技術(shù)可以進(jìn)行納米纖維素的制備，這個(gè)過(guò)程通常要消耗較大量的能源，不會(huì)產(chǎn)生廢液。化學(xué)技術(shù)主要用于纖維素的制取，容易對(duì)整個(gè)環(huán)境產(chǎn)生一些不良的影響，會(huì)在制備中產(chǎn)生較多廢液。目前應(yīng)用較多的方法就是合成法，能夠在納米纖維素制備過(guò)程中盡可能地減少?gòu)U液，達(dá)到綠色環(huán)保的目的，促進(jìn)工業(yè)化生產(chǎn)的實(shí)現(xiàn)。

二、納米纖維素應(yīng)用于包裝材料對(duì)其性能的影響

探究納米纖維素在包裝材料中應(yīng)用的性能影響，發(fā)揮更多納米纖維素的應(yīng)用潛能，為我國(guó)包裝材料行業(yè)的發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

（一）納米纖維素對(duì)包裝材料力學(xué)性能的影響

納米纖維素可以很好地提升符合材料的力學(xué)性能，比麻纖維的機(jī)械性能要高，具有增強(qiáng)劑的作用。納米晶體纖維素能夠與其他材料混合，形成滲透網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)而提高復(fù)合材料的機(jī)械性能。有研究發(fā)現(xiàn)，納米晶體纖維素加入殼聚糖中比其他材料的抗張強(qiáng)度要高，能夠達(dá)到最佳力學(xué)性能，斷裂伸長(zhǎng)率有所下降。因此，將納米纖維素運(yùn)用于包裝材料中，可以很好地提高材料的受力程度。還有一種新興的環(huán)?？山到獠牧暇褪蔷廴樗幔≒LA），有研究發(fā)現(xiàn)，聚乳酸可以影響棒狀納米微晶纖維素（CW）的表面粗糙度，能夠提高復(fù)合材料的撓曲強(qiáng)度。棒狀納米微晶纖維素加入乙烯一醋酸乙烯共聚物中，可以發(fā)現(xiàn)其能夠使彈性模量升高，且可以提高復(fù)合材料的機(jī)械性能。此外，聚乙烯醇（PVA）與棒狀納米微晶纖維素混合，可以做成膜劑的功效，能夠增強(qiáng)復(fù)合膜的拉伸強(qiáng)度。

（二）納米纖維素對(duì)包裝材料阻隔性能的影響

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我們將納米纖維素運(yùn)用在包裝材料中，由于納米纖維素的長(zhǎng)徑比大，所以能夠提升復(fù)合材料的阻隔性能。納米纖維素可以在一些材料中形成高度纏繞的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，可以起到更好的阻隔性。納米纖維素的種類(lèi)較多，有實(shí)驗(yàn)表明在紙表面上涂微纖化纖維素（MFC），能夠提升紙的阻隔性能。我們通過(guò)環(huán)境掃描電子顯微鏡進(jìn)行觀察，能夠發(fā)現(xiàn)微纖化纖維素能夠減少基本材料的多孔性，能夠形成密實(shí)的結(jié)構(gòu)，進(jìn)而提高了材料的阻隔性能。另外，納米纖維素在不同濕度條件下，在材料中運(yùn)用的透氧率也有差別。在相對(duì)濕度高的情況下，微纖化纖維素比其他高分子薄膜相比，價(jià)格相差不大，且具有很低的透氧率；在相對(duì)濕度低時(shí)，微纖化纖維素的透氧率明顯增長(zhǎng)，導(dǎo)致阻隔性能降低。經(jīng)過(guò)對(duì)納米纖維素的層層沉積，可以發(fā)現(xiàn)涂覆后納米結(jié)構(gòu)具有十分明顯的優(yōu)點(diǎn)，透明度高且阻隔性能較強(qiáng)。通過(guò)觀察納米原纖化纖維素（NFC）和納米黏土雜化膜制成的薄膜，發(fā)現(xiàn)雜化薄膜中形成了珍珠層狀分層結(jié)構(gòu)，透氧率要高于純納米纖維素薄膜。因此，納米纖維素如果能夠均勻分布在混合材料中，是能夠提高材料阻隔性的，形成高強(qiáng)度、高柔韌的包裝材料。另外，使用不同油度的醇酸樹(shù)脂和納米纖維素涂覆在紙和紙板上，可以發(fā)現(xiàn)紙和紙板的透濕性降低，提高了包裝材料的阻隔性。也就是說(shuō)，水蒸氣可以更好地在非晶區(qū)擴(kuò)散，進(jìn)而能夠提升復(fù)合材料的結(jié)晶度，使得透濕性降低，涂覆納米纖維素和醇酸樹(shù)脂還能夠提高紙板表面的光滑度。

（三）納米纖維素在其他領(lǐng)域的應(yīng)用

微纖化纖維素（MFC）在活性包裝的研究發(fā)展中具有重要應(yīng)用空間，其固定性非常好，還可以被應(yīng)用于藥物的包裹中。微纖化纖維素作為活性包裝的基體具有實(shí)用價(jià)值，能夠有效控制藥物成分的緩慢釋放。在紙上涂覆納米多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的納米纖維素，可以發(fā)現(xiàn)與其混合在一起的咖啡因能夠完全釋放，而且還能夠延長(zhǎng)時(shí)長(zhǎng)。MFC的納米多孔網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)在活性包裝的發(fā)展中一直發(fā)揮著重要作用，被應(yīng)用于包裝材料中能夠有效做到抑菌的作用，可以很好地保護(hù)鮮度，在一定程度上能夠延長(zhǎng)包裝內(nèi)物品的保質(zhì)期，受到社會(huì)的青睞。納米纖維素在各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，推動(dòng)著包裝材料的發(fā)展，為社會(huì)發(fā)展做出很大貢獻(xiàn)。目前以淀粉為基體的生物質(zhì)復(fù)合材料應(yīng)用比較廣泛，但是實(shí)際中發(fā)現(xiàn)增塑淀粉的物理性能有些欠佳。有研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)棒狀納米微晶纖維素（CW）及納米淀粉顆粒的運(yùn)用，可以對(duì)淀粉進(jìn)行改性，能夠有效增強(qiáng)淀粉鏈的強(qiáng)度，使復(fù)合材料出現(xiàn)新的衍射峰。

三、納米纖維素在包裝材料中的運(yùn)用成果

納米纖維素在包裝材料中的使用范圍很廣，我們通過(guò)科學(xué)的研究和分析，能夠發(fā)現(xiàn)更有效的應(yīng)用方法。將納米纖維素應(yīng)用于包裝材料中，能夠增強(qiáng)包裝材料的質(zhì)量，有助于推動(dòng)包裝材料行業(yè)整體高效率發(fā)展。

（一）納米纖維素基氣凝膠材料

隨著科技發(fā)展，人們不斷研發(fā)出更有實(shí)用價(jià)值的納米纖維素，納米纖維素基氣凝膠材料已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于包裝制作中。通過(guò)對(duì)納米纖維素進(jìn)行三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)構(gòu)造，接著實(shí)施復(fù)合材料的生物質(zhì)聚合，最后得到納米纖維素基氣凝膠材料。這種材料屬于納米纖維素的重要功能性，可以自然降解，其具有顯著的生物相容性的作用。納米纖維素基氣凝膠材料的種類(lèi)較多，有些氣凝膠材料的導(dǎo)熱系數(shù)比較低，比較靈活可以進(jìn)行彎曲，呈半透明的狀態(tài)。這類(lèi)氣凝膠材料的優(yōu)勢(shì)比較多，被應(yīng)用于包裝材料中具有較強(qiáng)的疏水性，還具有抵御紫外線、灰塵、潮濕等功能。納米纖維素基氣凝膠材料極大地提高了包裝材料的性能，如果遇到一些外部環(huán)境的干擾，一般不會(huì)導(dǎo)致性能降低。

（二）納米纖維素基吸附材料

納米纖維素基吸附材料在包裝材料中具有較強(qiáng)的吸附性，并能夠消除氣味，達(dá)到更高的應(yīng)用價(jià)值。納米纖維素與吸附劑相復(fù)合，形成的包裝薄膜雖然達(dá)不到更強(qiáng)的厚度，卻十分的堅(jiān)韌且撓曲性也較高，可以滿足力學(xué)強(qiáng)度的要求。納米纖維素基吸附材料可以很好地控制氣味，可以應(yīng)用于一些具有氣味的產(chǎn)品上，可以提高儲(chǔ)藏及運(yùn)輸效果。在有水的狀態(tài)下，納米纖維素基吸附材料基本上還能保持良好的狀態(tài)，可以讓人們不會(huì)嗅到硫醇的濃度，這種材料是活性包裝材料的重要選擇。

（三）納米纖維素微膠囊

納米纖維素已經(jīng)被研發(fā)和應(yīng)用于包裝材料中，人們不斷發(fā)現(xiàn)納米纖維素的更多作用，根據(jù)不同包裝的需求，研究出各種種類(lèi)的包裝材料，以滿足社會(huì)發(fā)展需求。我們對(duì)納米纖維素的技術(shù)應(yīng)用要不斷完善，從整體上提升復(fù)合制備的性能，達(dá)到更優(yōu)質(zhì)的應(yīng)用效果。納米纖維素微膠囊具有較強(qiáng)的氧氣阻隔能力，在實(shí)際中發(fā)揮著重要的應(yīng)用價(jià)值，具有致密的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，一直受到包裝材料制作者的青睞。納米纖維素微膠囊在干燥的條件下，可以提高保質(zhì)期，能夠很好地保護(hù)氧敏感分子，將其運(yùn)用于活性包裝中，提高了包裝的可調(diào)節(jié)性。

綜上所述，隨著科技的發(fā)展和社會(huì)環(huán)境的要求，我們對(duì)于包裝材料的制作和應(yīng)用必須重視有效性，提高環(huán)境保護(hù)的意識(shí)。納米纖維素一直對(duì)包裝材料有巨大貢獻(xiàn)，能夠?qū)崿F(xiàn)材料的多樣化發(fā)展，是一種生物質(zhì)材料，自身具有較大的環(huán)保優(yōu)勢(shì)。納米纖維素與復(fù)合材料的融合，可以提升納米纖維素的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，進(jìn)而提高材料的性能和質(zhì)量，將其運(yùn)用于包裝材料中能夠達(dá)到更理想的效果。我們需要不斷優(yōu)化對(duì)納米纖維素在包裝材料中運(yùn)用的研究，站在發(fā)展的眼光去思考，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)大批量的生產(chǎn)，并能夠降低生產(chǎn)成本。