摘要：通過獨特設計共擠出含有EVOH層的尼龍膜，再使用獨有的工藝技術對該復合材料進行雙向拉伸得到可蒸煮的高阻隔性薄膜EHA，該材料在利用EVOH高阻隔性的基礎上保持了BOPA薄膜優異的高韌性，可廣泛用于多種對氣體及氣味有高阻隔要求的包裝。
如何阻隔氧氣一直是食品包裝領域的一個重要課題。空氣中的氧氣會對大多數食品的質量產生負面影響。氧氣會破壞食品中的營養成分，使食物中的油脂發生氧化反應產生過氧化物，不但使食物失去食用價值，而且會發生異臭，甚至產生有毒物質。氧氣能使食品的氧化褐變反應加劇，使食物中色素氧化褪色或是變色，失去原有新鮮色彩。氧氣還會使食品中的微生物大量繁殖生長，造成食物的腐敗變質。可以說氧氣是造成食物品質下降最主要的原因，因此阻隔氧氣便成了各食品包裝企業力求解決的問題。
一、目前常用阻隔性材料的特點
使用具有氧氣阻隔性的包裝材料是阻止氧氣入侵食品的一個重要手段。金屬材料如鋁箔或鍍鋁材料具有極其優異的氧氣阻隔性，但其也存在著不可視化(不透明)、不可微波加熱、容易產生針孔等缺點。PVDC材料也是種優良的氧氣阻隔材料，但因其分子中含有氯原子，燃燒后易產生二惡英等有毒物質，對環境的不友好性一直遭人詬病。無機蒸鍍材料既實現了透明又保持了極高的氧氣阻隔性越來越受到市場的重視，但其價格十分昂貴同時也依然存在容易產生針孔的缺點。PVA具有非常好的氣體阻隔性，但其水溶性及難加工性使其應用受到極大的限制。EVOH樹脂是目前市面上應用最多的氣體阻隔材料，具備優異的氣體阻隔性，除了阻隔氧氣，對大部分香味氣體也有很好的阻隔性，并且易于加工，在食品包裝上大量使用。
表1 常見高分子材料的透氧率
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二、EHA的特點
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圖1 EHA薄膜5層結構
雙向拉伸技術能極大地提高材料的力學性能，以更薄的厚度做到更高的強度，并且也會增強材料的其他性能如氣體的阻隔性(表1)，具有極低氧氣透過率的高阻隔薄膜EHA應運而生。
通過獨特設計共擠出含有EVOH層的尼龍膜，進一步使用獨有的工藝技術對該復合材料進行雙向拉伸，以最少材料獲得最大的阻隔性。EHA在利用EVOH高阻隔性的基礎上保持了BOPA薄膜優異的力學性能，從表2物性表上可以看出，在力學性能上EHA薄膜與普通BOPA薄膜基本一樣，完全保留了BOPA高韌性的特點。
表2 EHA物性表? ??
目前在市場上流通的EHA有兩個型號。
首先是普通牌號的EHAp薄膜，其具有極低的氧氣透過率——小于2 cc/(㎡·day·atm)，這樣低的透氧率可以極大地延長包裝食品的保質期。
另一牌號則是可高溫蒸煮的EHAr薄膜。眾所周知，普通的EVOH材料是無法進行90℃以上蒸煮的，而可高溫蒸煮的EHAr能夠耐到121℃。
表3 普通EVOH與EHAr耐蒸煮性對比
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○：無發白無分層 ×：有發白或分層
圖2 普通EVOH袋子蒸煮前后對比
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圖3 EHAr袋子：EHAr-15//CPP-60耐蒸煮性能評價
如圖2、圖3所示，含普通EVOH材料的袋子經過90℃30min的水煮，膜面有發白的斑點并且脫層，這是由于水分子大量的進入EVOH中，與其分子上的羥基形成氫鍵，增大了EVOH的自由體積，而后膜取出到空氣中時，水分子又大量散溢掉，使EVOH材料中出現大量的空洞，空洞與EVOH材料的折光指數不一樣，看上去膜變白了，且不透明，而且同時也造成EVOH的透氧率變大。脫層則是由于大量水分子容易聚集在EVOH與PA的層與層之間，造成層間結合力下降。故而，含普通EVOH的材料不建議用于高溫蒸煮包裝。
經過特殊處理的EHAr袋子，則即使是在121℃的高溫嚴苛條件下蒸煮30min后，依然保持透明，沒有任何發白與脫層，這與EHAr中EVOH采用了特殊結構有關。
圖4 EHAr袋子蒸煮后透氧變化
袋子結構：EHAr-15//CPP-60，蒸煮條件：121℃，30min，測試條件：23℃，50%RH
圖4為EHAr在121℃蒸煮后透氧率的變化情況，從圖上可以看出，EHAr在蒸煮后氧氣透過率依然保持在較低的水平，甚至比蒸煮前會略低一點，而普通的EVOH在低溫水煮的情況下透氧率一般需要經過一個緩慢的恢復過程。可以預見，EHAr在高溫蒸煮方面的巨大優勢將會為EVOH材料開創新的應用領域。
三、EHA優異的韌性
一般薄膜在制作成袋子時需要經過印刷、復合、制袋等加工過程，再經過填充食物、殺菌、運輸、上架等一系列的物理過程。這些過程對薄膜材料施加了不少的外力，特別是內容物有棱有角又抽真空的包裝更是對包裝材料的韌性做出極大的挑戰。
阻隔包裝材料的阻隔性與其韌性息息相關，一些阻隔材料雖然阻隔性優異，但是經過上述過程很容易產生針孔，而針孔的產生則會極大地降低材料的氧氣阻隔性，從而使包裝材料達不到延長內容物保質期的效果。
表4是常見的一些阻隔材料的耐針孔測試數據，從數值上可以看到EHA的韌性非常優異，經過3000次的扭曲，不管是EHAp還是EHAr都僅有6個針孔，而像MXD阻隔尼龍膜則有34個，PVDC涂布的PET薄膜更是有高達127個針孔。極少的針孔數顯示了EHA極佳的韌性，能夠為包裝袋提供穩定且可靠的氧氣阻隔性，進而為食品的安全提供強有力的保障。
表4 幾種常見阻隔材料的耐針孔性測試
注：K-PET為表面涂布PVDC的PET薄膜，K-PA為表面涂布PVDC的PA膜
四、EHA的應用
EHAp具有極低的氧氣透過率，可用于對氣體高阻隔性及保香保味有要求的普通巴氏殺菌方式的果凍包裝、熱灌裝醬料、奶粉、腌制蔬菜、電子、日化包裝及輻照殺菌等其它殺菌方式的包裝。
推薦結構：EHAp//PE(鳳爪袋)、PET//EHAp//PE(醬料袋)、PET//EHAp//易揭CPP(水果杯蓋膜)。
目前已有廠家采用以上包裝的應用實例。
而EHAr則可耐121℃高溫蒸煮，用于對氣體高阻隔性及保香、保味有要求的風味休閑食品、肉制品、寵物食品及醫療器械等需要蒸煮的包裝。
推薦結構: EHAr//RCPP(金針菇等休閑蒸煮食品)。
五、結語
食品安全、環境友好越來越受到人們的關注，對于綠色環保包裝材料的需求將會不斷增加，而高性能、高附加值的阻隔材料更是不可或缺的。相信EHA在阻隔包裝材料領域的應用將會隨時間推移越來越大，為中國的食品安全保駕護航。
