绿色包装材料

第六章绿色包装材料包装功能及包装与环境的关系绿色包装材料概念、类型及各自的发展方向绿色包装材料设计原则深圳大学材料学院深圳大学材料学院25.1包装与环境概述5.1.1包装的作用物品为什么要包装?从包装的本身分析，包装具有多种功能，但概括起来，主要的功能可归纳为3种：即保护功能、方便功能和促销功能。深圳大学材料学院深圳大学材料学院3保护功能:它能够防止被包装物在流动过程中受到质量和数量上的损失，并且能够防止危害性的内装物对接触的人、生物或环境造成危害。方便功能:要求包装应方便运输、存储，易于携带，便于回收复用。促销功能:要求包装能充分地传递商品信息．吸引消费者的注意力，促进产品销售。深圳大学材料学院深圳大学材料学院45.1.2包装与环境的关系包装的功能体现了对环境的保护思想；体现了包装有利于环境的实质。正是由于有了包装，各种商品才能安全地运送到各地，使资源合理分布，从而减少了资源和能源的浪费。随着商品经济的发展，包装的使用量日趋增大，包装对资源和能源的消耗就越多，势必对环境的污染及生态环境的破坏也日趋严重。由于包装产品大多属于一次消费品，从原材料到制品加工成型、消耗乃至废弃的周期一般较短，废弃物的排放比例大。随着包装工业的发展，包装废弃物将成为一种新的污染源。深圳大学材料学院深圳大学材料学院5包装工业对环境的污染及生态环境的破坏主要包括:泡沫塑料使用氟氯烷烃类物质作发泡剂，导致对大气臭氧层的破坏；废弃物及其焚烧产物对大气、水源、土壤的污染，释放出CO2对温室效应的加剧；包装废弃物未能合理回收对自然资源的浪费。例如造纸业所需大量木材对森林资源及生态环境的破坏是较严重的。深圳大学材料学院深圳大学材料学院6２００８年６月１日起，我国开始禁止生产、销售、使用厚度小于０.０２５毫米的超薄型塑料袋，不在此列的实行有偿使用制度，被百姓形象地称为“限塑令”。“限塑令”为何有令难禁？“堵”同时还需价廉环保方便的替代品“疏”深圳大学材料学院深圳大学材料学院7“提篮小买，生态强国”，陈飞展示环保菜篮。08——“绿色菜篮，保护生态，节能减排，从我做起。环保卫士陈飞赠”。深圳大学材料学院深圳大学材料学院8包装工业发展的方向：对包装材料从开发、加工、使用、回收利用到废弃物处理各过程都要以保护生态环境为标准，在保障包装的保护、方便和促销功能的基础上发展绿色包装材料。深圳大学材料学院深圳大学材料学院95.1.3开发绿色包装材料绿色包装发端于1987年，联合国环境与发展委员会“我们共同的未来”文件，又称为环境之友包装、生态包装。绿色包装是指对生态环境和人体健康无害、能源循环和材料再生利用，可促进持续发展的包装。深圳大学材料学院深圳大学材料学院10包装材料：纸和纸板(包括运输箱和可折叠纸盒)，塑料，金属，玻璃，木板及其他容器。随着时间的推移，不同包装材料比例可有一些变化。5.2绿色包装材料的类型深圳大学材料学院深圳大学材料学院11天然材料包装各种贝壳、竹、木、柳、草编织品和麻织品等，被用于土特产品和礼品包装。并赋予了产品一种亲切感、温馨感。深圳大学材料学院深圳大学材料学院12作为包装材料，塑料具有很多优点，如自身质量轻，使用方便，阻隔性、耐热性、耐腐蚀性好，高强度、高韧性等，因此塑科在包装材料中占有重要的位置。也正因为此，塑料包装材料在包装废弃物中所占比重较大。塑料包装材料深圳大学材料学院深圳大学材料学院13薄膜制品深圳大学材料学院深圳大学材料学院14塑料主要用于电子产品、食品等产品的包装。但一般塑料最大的缺点是不易降解。因此，塑料包装材料对环境所造成的污染也是各类包装材料中最严重的。比如EPS泡沫塑料饭盒及其缓冲包装材料给城市带来大量的“白色垃圾”—仅广州每年有10万吨的EPS泡沫饭盒废弃物。另外，EPS所用的发泡剂(氟氯烷烃，CFC)对大气臭氧层有破坏作用。焚烧时大部分会产生有毒气体二噁英。随着环境保护要是的提高，消费者淘汰落后包装势在必行，塑料材料的改进也是当务之急。深圳大学材料学院深圳大学材料学院16深圳大学材料学院深圳大学材料学院17深圳大学材料学院深圳大学材料学院18一次性餐具的危害塑料垃圾+碳酸钙+石蜡=致癌餐盒近50%的一次性餐具不合格，添加废塑料和工业填充物。填充剂：碳酸钙、滑石粉，可能导致胆结石，甚至引起铅等重金属中毒。石蜡里面的多环芳烃等成分是国际公认的致癌物质。废旧塑料：医疗垃圾、农药瓶等都被不法厂家拿来利用。这些材料上面含有大量细菌、病毒、农药用便宜的工业级聚丙烯代替食品级聚丙烯。这种材料中丙烯单体浓度高，容易在体内累积，引起脏器病变。深圳大学材料学院深圳大学材料学院19解决方法尽量少用；尽量不用再生料做一次性餐具。尽量采用可降解塑料餐具。可降解塑料：淀粉塑料：玉米、稻草、麦秸；属于部分降解塑料，需添加部分塑料才能使用。聚乳酸塑料：聚丙交酯，以乳酸为主要原料聚合得到的聚合物。PHA塑料：聚3-羟基烷酸酯，微生物，在细菌细胞间存在，在生物体内可完全降解成β-羟基丁酸、二氧化碳和水。PBS塑料：聚丁二酸丁二醇酯合成原料来源既可以是石油资源,也可以通过生物资源发酵得到。深圳大学材料学院深圳大学材料学院20选择食品塑料包装的宗旨高温材料好于低温材料：聚丙烯好于聚乙烯；PC/PA好于PP、PE透明材料好于不透明材料；白色材料好于彩色材料；彩色材料好于黑色材料；厚度大的材料通常好于厚度小的材料；高温食品类产品最好不要用塑料包装；防潮防漏气的用阻隔性好的材料包装；PET；EVOH；深圳大学材料学院深圳大学材料学院21a.轻量、薄型、高性能塑料；为了把塑料包装废弃物的总量减少，各国争相发展高性能材料以减少容器或薄膜的厚度。日本研制出强韧薄PET薄膜，其厚度为0.5微米，用于精密电子元器件包装。b.无氟化泡沫塑料由于泡沫塑料饭盒及缓冲包装材料用量巨大，人们正在研究开发新型的泡沫塑料发泡剂以取代CFC。如二氧化碳，偶氮类有机化合物如：偶氮二甲酰胺，2，2’-偶氮二异丁腈等目前开发的主要绿色塑料包装材料：深圳大学材料学院深圳大学材料学院22c.可复用再生塑料塑料包装材料如果能够重复使用，可以大大减低原材料消耗及对环境的污染。通常塑料回收后用物理方法将塑料粉碎，再用于塑料容器或薄膜的制造。例如PET瓶经粉碎后重新吹制成新瓶，在性能上几乎没有变化。另外，也将塑料分解成低聚物或单体，重新用作原料。或裂解为小分子燃油。所以包装应多采用PET、PP等易于复用和再生的材料。深圳大学材料学院深圳大学材料学院23d.可降解塑料由于塑料分子的特殊结构，其降解速度非常缓慢．埋藏在土壤中长达400年不降解，给生态环境造成很大的影响。研究开发可降解塑料成为国内外热点：现有的可降解塑料主要包括①光降解塑料②生物降解塑料③生物/光降解塑料④水溶性塑料深圳大学材料学院深圳大学材料学院24纸和纸板在包装领域中历史悠久，产量大，用途广，由于它具有资源丰富、印刷性好、生产灵活易于造型，易回收等特性，而且其资源主要成分是天然植物纤维，容易为土壤中的微生物水解成二氧化碳和水，重新在自然界循环。因此，它是广受欢迎的一种包装材料。纸包装材料深圳大学材料学院深圳大学材料学院25纸包装也存在一些弱点，如防水、防油、阻气性差，另外生产过程污染大，成本高等，使其应用范围受到一定的限制。纸包装材料本身是环境友好的，但从生命周期来评价有不足：生产过程对环境的污染•煮浆工段废水•含氯漂白废液•制浆造纸过程废水废纸的回收率低深圳大学材料学院深圳大学材料学院26纸包装材料主要有以下几个方面的发展方向：(1)一次性纸制品容器一次性纸制品容器是用180-400g/m2双面白板纸进行淋膜PE或浸蜡处理后制成容器(纸杯、纸盘、纸碗、纸饭盒)。纸容器可以代替各种塑料容器，废弃物可以做造纸业的二次纤维，这在某种程度上减少了塑料污染。(2)纸包装薄膜研究开发高性能纸包装薄膜来替代食品包装中常用的塑料薄膜，是非常有前景的绿色包装。比如经防潮处理的玻璃纸可以用于食品、化妆品的包装。深圳大学材料学院深圳大学材料学院27玻璃纸，又称赛璐玢，是一种是以棉浆、木浆等天然纤维为原料，用胶黏法制成的薄膜。玻璃纸有白色，彩色等。它透明、无毒无味。与普通塑料膜比较，它有不带静电、防尘、扭结性好等优点。可作半透膜。它的分子团间隙存在着一种奇妙的透气性，这对商品的保鲜十分有利。它不耐火却耐热，可在190℃的高温下不变形，可在食品包装中与食品一起进行高温消毒。另外，由于玻璃纸的原料源于天然，因此具有很强的易分解性.深圳大学材料学院深圳大学材料学院28比如利用大豆提取植物蛋白质、可以加工成膜进行包装，具有较好的防潮阻氧能力。还可以用虾蟹蚌蛎等贝类为原料，从中提取壳聚糖，经改性后制成耐油性好、防水防潮性好、透明的可食性包装材料。(3)可食性纸制品可食性纸制品包装材料是利用植物淀粉、蛋白质、植物纤维和其他天然物质经过改性和其他方式处理制成薄膜用于食品的内包装，也可以制造饮料杯和快餐盒。深圳大学材料学院深圳大学材料学院29可食性包装是指当包装功能实现后，即将成为“废弃物”时，使它转变为一种食用原料。可食性包装可以分为两大类：一类是把常用食品原料如淀粉、糖糊，再加入一些调味物质以后再进行纸型化处理，从而制造出像纸那样薄的可以食用的纸型食品包装；另一类是把可以食用的无毒纤维进行改性，然后加入一些食品添加剂，制成一种可以食用的“纸片”，用它来做食品包装。市场上已经出现标有牛肉昧、鸡肉味、苹果味等各种味道的“食品纸”包装的食品，很受消费者的喜爱，特别是可食性纸型食品包装在冷饮包装中的运用，起到了保冷、卫生的作用深圳大学材料学院深圳大学材料学院30蔬菜纸以低热量、富含维生素、矿质元素、粗纤维的新鲜蔬菜为主要原料，经预处理后，将其加工成糊状，加入适当的粘接剂，干燥轧制而成的一种便于贮藏、运输及营养丰富的食品。其形状大小与一张普通的名片相似，食用时可将两三片种类、颜色不同的薄片合在一起。这种食品不仅保留了原料的风味和营养成分，并且具有低糖、低钠、低脂、低热等特点，清脆可口，风味独特，食用方便，保藏期长，是深受消费者喜爱的一种新兴食品。不仅提高了蔬菜的附加值，更重要的是，解决了蔬菜易腐烂、不易储藏的问题。目前，只有日本对菜纸实现了规模生产。深圳大学材料学院深圳大学材料学院31蔬菜纸蔬菜纸火锅蔬菜纸食品深圳大学材料学院深圳大学材料学院32(4)蜂窝夹心纸板蜂窝夹心纸板也是一种EPS替代纸制品，上下两侧纸板粘合，中间为自然蜂窝状纸芯，具有非常好的缓冲性能和机械强度，适于包装贵重易损商品如玻璃仪器或精密仪器等。具有重量轻、成本低和可回收再利用的优点，采用蜂窝纸板制作包装箱在出口商品时可以免除出口检疫和验放熏蒸证手续，节省了熏蒸和垃圾处理等费用，降低出口成本。其重量仅为相同规格瓦楞纸板的2/3，木质板的1/3。蜂窝夹心纸板瓦楞纸板深圳大学材料学院深圳大学材料学院33金属包装材料金属容器最大的特点是有较高的机械强度,牢固、耐压、不碎等。化工产品、罐头、高级食品以及一些液体等商品多用金属材料包装。人们比较普遍的使用金属装饮料应该说是在上个世纪80年代以后。罐装饮料的出现提高了人们生活的档次。金属材料在包装上的应用主要是马口铁制成的三片罐、喷雾罐、瓶盖，铝质易拉罐及铝箔、钢质桶和集装箱等。由于金属材料易回收，容易处理，其废弃物对环境的污染相对塑料和纸制包装品小，因此受到青睐。如美国铝质易拉罐的回收率达75％，年回收量达900亿只，而铝罐回收所需能量仅相当于通过矿石冶炼生产铝罐能量的5％。马口铁包装的食品罐头深圳大学材料学院深圳大学材料学院34(1)以高强度、低厚度的马口铁代铝制罐由于铝价值高，而且价格不稳定，各国纷纷采用马口铁代替铝生产两片罐作食品和饮料罐。提高材料的强度，降低容器壁的厚度，可以较大程度地节约金属材料的用量，降低成本，而且减轻未能回收罐对环境的影响。如用来制作三片罐的马口铁厚度减薄至0.13-0.21mm，而其机械强度没有降低，企业可增加收益20％左右。(2)降低马口铁的镀锡量由于