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纳米碳酸钙在食品塑料包装中的应用
填充料是一种塑料加工助剂,能起到降低成本,提高制品耐热性,改善制品外观,减少制品尺寸收缩率等作用。由于碳酸钙硬度大,可显著提高塑料制品的硬度和刚度,因此应用广泛。
纳米碳酸钙作为塑料填充超细级物质,在改变制品性能方面有特殊效果,已有研究表明纳米食品包装材料所具备的阻隔、抗菌和保鲜等特性,目前已在啤酒、饮料、果蔬、奶制品等食品包装中得到应用。
但由于纳米颗粒具有径粒小,表面活性大等特性,其生物反应活性比普通物质大得多,而且纳米碳酸钙填料分散在塑料制品中,两者之间没有紧密的化学结合键,高温、长时间浸泡消弱了两者之间结合力,易引发生物安全性问题,粉体团聚会加剧这种现象的发生。
经研究,一款食品塑料包装产品中纳米颗粒的粒径基本处于10μm级,远远高于纳米碳酸钙原料60nm水平,且极不均匀。这是由于纳米碳酸钙发生了团聚。造成颗粒团聚的主要原因是纳米颗粒比表面积大,表面能高,处于能量的不稳定状态,极易通过团聚达到稳定状态,团聚消弱了纳米颗粒填充的增强作用。
颗粒物团聚形貌图
要得到分散性好、粒径小的填充状态,必须削弱或减小纳米作用能。目前一般采取机械分散法,即通过机械力把颗粒聚团打散,或者通过加入分散剂、干燥处理等方式。
需注意,成分对纳米颗粒的团聚也有一定影响,成分越均匀,纯度越高,团聚的趋势越低。纳米碳酸钙颗粒中镁、铝、硅等杂质,进一步加剧了颗粒团聚趋势。这种情况下,就需要在纳米碳酸钙产品纯度上精益求精了。

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