為了實現(xiàn)所有這些目標，結合各種材料特性的多層薄膜經(jīng)常被使用。目前，大多數(shù)技術薄膜仍由塑料聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（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變得越來越重要。
其任務是開拓材料創(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
德國哈勒市弗勞恩霍夫材料和系統(tǒng)微觀結構研究所（IMWS）致力于實現(xiàn)這一目標，并與德國Weissandt-G?lzau的Polifilm擠出公司合作，開展一項持續(xù)至2021年8月的研究項目：科學家們將共同制造用于食品包裝的生物聚合物薄膜，該薄膜滿足復雜的要求，可以更可持續(xù)地生產(chǎn)，并且更容易回收。目標是設計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。
高效的阻隔性和機械穩(wěn)定性
弗勞恩霍夫IMWS項目經(jīng)理Sandra Richter博士解釋說：“我們打算設計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械穩(wěn)定性和足夠的透明度，并具備對其進一步使用很重要的其他特性。”
創(chuàng)新薄膜的阻隔性能應通過有目的的生物聚合物組合和引入扁球狀填充物來實現(xiàn)。項目合作伙伴還計劃為薄膜表面配備抗菌性能。這將通過對殼聚糖或殼聚糖衍生物的改性來實現(xiàn)，這些殼聚糖或殼聚糖衍生物是由甲殼素經(jīng)多個加工步驟制成的。
“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，無毒，還可以作為天然屏障。”Richter說。
計劃將殼聚糖引入包裝膜的外層，可以將其作為一種網(wǎng)狀的表面墊層進行層壓，也可以將其作為一種濕化學涂層沉積在薄膜上。該項目合作方打算開發(fā)的工業(yè)技術應該可以生產(chǎn)大量的生物聚合物包裝膜。
無損診斷法
另一個目標是設計一種特別適用于多層膜的無損診斷方法，并提供各個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)過程的方式進行測試，并滿足必要的質(zhì)量要求。
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