為了實(shí)現(xiàn)所有這些目標(biāo)，結(jié)合各種材料特性的多層薄膜經(jīng)常被使用。目前，大多數(shù)技術(shù)薄膜仍由塑料聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚氯乙烯（PVC）制成。制造商受到2019年生效的《包裝法》的約束，要求在未來(lái)將回收包裝材料的比例從目前的36%提高到63%。因此，包裝材料行業(yè)的可持續(xù)性變得越來(lái)越重要，再生或可回收材料、可生物降解和/或生物塑料將在未來(lái)變得越來(lái)越重要。
其任務(wù)是開(kāi)拓材料創(chuàng)新，確定傳統(tǒng)聚合物基材的替代品，包括阻隔層材料，并開(kāi)發(fā)基于這些材料的產(chǎn)品。理想的可生物降解、易回收和/或由可再生原料制成的新材料也有助于尋找替代回收方法，并在生產(chǎn)中節(jié)約資源。
基于生物聚合物的多層膜
德國(guó)哈勒市弗勞恩霍夫材料和系統(tǒng)微觀結(jié)構(gòu)研究所（IMWS）致力于實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，并與德國(guó)Weissandt-G?lzau的Polifilm擠出公司合作，開(kāi)展一項(xiàng)持續(xù)至2021年8月的研究項(xiàng)目：科學(xué)家們將共同制造用于食品包裝的生物聚合物薄膜，該薄膜滿足復(fù)雜的要求，可以更可持續(xù)地生產(chǎn)，并且更容易回收。目標(biāo)是設(shè)計(jì)和制造基于生物聚合物的新型、創(chuàng)新的多層薄膜，具有各種阻隔層性能和功能性薄膜表面，用于包裝材料。
高效的阻隔性和機(jī)械穩(wěn)定性
弗勞恩霍夫IMWS項(xiàng)目經(jīng)理Sandra Richter博士解釋說(shuō)：“我們打算設(shè)計(jì)一種由生物聚合物制成的多層膜，這種薄膜不僅具有高效的阻隔性，而且還具有很好的機(jī)械穩(wěn)定性和足夠的透明度，并具備對(duì)其進(jìn)一步使用很重要的其他特性。”
創(chuàng)新薄膜的阻隔性能應(yīng)通過(guò)有目的的生物聚合物組合和引入扁球狀填充物來(lái)實(shí)現(xiàn)。項(xiàng)目合作伙伴還計(jì)劃為薄膜表面配備抗菌性能。這將通過(guò)對(duì)殼聚糖或殼聚糖衍生物的改性來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些殼聚糖或殼聚糖衍生物是由甲殼素經(jīng)多個(gè)加工步驟制成的。
“殼聚糖是從貝類的殼中提取的天然物質(zhì)。因此，我們使用另一種天然原料來(lái)修飾生物聚合物薄膜。除了抗菌效果外，殼聚糖還具有高度的生物相容性，可生物降解，無(wú)毒，還可以作為天然屏障?！盧ichter說(shuō)。
計(jì)劃將殼聚糖引入包裝膜的外層，可以將其作為一種網(wǎng)狀的表面墊層進(jìn)行層壓，也可以將其作為一種濕化學(xué)涂層沉積在薄膜上。該項(xiàng)目合作方打算開(kāi)發(fā)的工業(yè)技術(shù)應(yīng)該可以生產(chǎn)大量的生物聚合物包裝膜。
無(wú)損診斷法
另一個(gè)目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種特別適用于多層膜的無(wú)損診斷方法，并提供各個(gè)薄膜層的層厚和可能因分層或閉塞造成的粘合缺陷方面的發(fā)現(xiàn)。這樣，就可以確保即使是新的生物薄膜也能以適合工業(yè)過(guò)程的方式進(jìn)行測(cè)試，并滿足必要的質(zhì)量要求。
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