Provocarea de bază a ambalajelor la temperatură joasă constă în compatibilitatea proprietăților materialelor cu mediile cu temperatură scăzută. Filmele tradiționale sunt predispuse la fragilizare și proprietăți de barieră reduse într-un mediu de la -18℃ până la -25℃, ducând la oxidarea conținutului, creșterea microbiană sau deteriorarea fizică. Tehnologia compozitelor funcționale introduce materiale funcționale specifice în Film coextrudat asimetric cu 7 straturi la temperaturi joase pentru a rezolva aceste puncte dureroase într-o manieră țintită și pentru a promova evoluția ambalajelor la temperatură joasă de la „barieră unică” la „protecție multidimensională”.
Necesitatea tehnica:
Cererea de antibacteriene: în logistica lanțului de frig, riscul de contaminare microbiană a alimentelor perisabile, cum ar fi carnea și produsele lactate, a crescut semnificativ. Ambalarea tradițională se bazează numai pe temperaturi scăzute pentru a inhiba microorganismele, dar nu poate bloca complet contaminarea încrucișată.
Controlul mirosurilor: materiile prime chimice, alimentele congelate etc. sunt predispuse la eliberarea de compuși organici volatili (COV) în timpul depozitării, ducând la acumularea de mirosuri în ambalaj, afectând calitatea produsului.
Gestionarea fluctuațiilor de temperatură: fluctuațiile de temperatură în transportul lanțului rece (cum ar fi creșterea pe termen scurt a temperaturii în timpul încărcării și descărcării) vor accelera deteriorarea conținutului, iar ambalajul tradițional este dificil de ajustat activ micromediul din interiorul pachetului.
Funcția antibacteriană se realizează prin două căi tehnice: agent antibacterian cu ioni de argint și strat de cărbune activ.
Ionul de argint (Ag⁺) realizează efect antibacterian prin distrugerea membranelor celulare microbiene și interferând cu replicarea ADN-ului. În filmul de temperatură joasă coextrudat cu 7 straturi, agenții antibacterieni cu ioni de argint sunt de obicei încorporați în stratul EVOH sau PA sub formă de nanoparticule sau formați într-o acoperire antibacteriană unilaterală prin tehnologia de acoperire asimetrică.
Antibacterian cu spectru larg: eficient împotriva bacteriilor Gram-pozitive, Gram-negative și a unor ciuperci.
Durabilitate: Ionii de argint formează legături chimice stabile cu substraturile polimerice, iar efectul antibacterian poate dura 6-12 luni.
Siguranță: Tehnologia de nano-încapsulare este utilizată pentru a controla rata de eliberare a ionilor de argint și pentru a evita reziduurile de metale grele.
Scenarii de aplicare: Ambalajele alimentare cu risc ridicat, cum ar fi carnea proaspătă rece, produsele lactate și fructele de mare, pot reduce riscul de contaminare cu bacterii patogene, cum ar fi Listeria și Salmonella.
Cărbunele activat elimină moleculele mirositoare (cum ar fi trimetilamina, hidrogenul sulfurat etc.) din ambalaj prin adsorbție fizică. În film, stratul de cărbune activat este de obicei coextrudat cu stratul de EVA sau PE pentru a forma o structură compozită sau încorporat în stratul asimetric ca strat funcțional independent.
Adsorbție eficientă: Suprafața specifică este de 500-1500 m²/g, care poate absorbi rapid moleculele de miros.
Reversibilitate: Cărbunele activ poate fi regenerat prin încălzire sau decompresie pentru a prelungi durata de viață.
Efect sinergic: atunci când este utilizat în combinație cu agenți antimicrobieni, poate inhiba creșterea microbiană și acumularea de mirosuri în același timp.
Scenarii de aplicare: fructe de mare congelate, boabe de cafea, condimente și alte ambalaje de mărfuri care sunt predispuse la mirosuri.
Materialele cu schimbare de fază (PCM) realizează echilibrul dinamic al temperaturii în ambalaj prin absorbția sau eliberarea căldurii în timpul procesului de schimbare a fazei solid-lichid. În filmul de temperatură joasă coextrudat cu 7 straturi, PCM este de obicei încorporat în stratul de EVA sau elastomer sub formă de microcapsule pentru a forma un "strat tampon de temperatură".
Temperatura de schimbare a fazei: Selectați temperatura de schimbare a fazei PCM (cum ar fi -5℃ la -15℃) în funcție de caracteristicile conținutului pentru a vă asigura că acesta continuă să joace un rol în transportul lanțului de frig.
Tehnologia de încapsulare: Procesul de microîncapsulare este utilizat pentru a înveli PCM într-o carcasă de polimer pentru a evita contactul direct cu conținutul, îmbunătățind în același timp flexibilitatea și procesabilitatea materialului.
Distribuție asimetrică: stratul PCM este de obicei situat în mijlocul filmului sau aproape de partea conținutului, iar calea de conducere a căldurii este optimizată prin proiectarea gradientului.
Etapa de încălzire: Când temperatura din ambalaj crește scurt, PCM se schimbă de la solid la lichid, absoarbe căldura în exces și încetinește rata de creștere a temperaturii.
Etapa de răcire: Când temperatura scade, PCM se solidifică din lichid în solid, eliberează căldura stocată și evită supraînghețarea conținutului.
Echilibru dinamic: Prin ciclul de schimbare de fază al PCM, intervalul de fluctuație a temperaturii din pachet este redus la ± 2℃, prelungind semnificativ durata de valabilitate a conținutului.
Transportul cu lanțul de frig: reduceți șocul de temperatură în timpul încărcării și descărcării și protejați mărfurile sensibile la temperatură, cum ar fi alimentele congelate și preparatele biologice.
Depozitare pe termen lung: În depozitarea la rece, PCM poate compensa diferența de temperatură dintre noapte și zi, reducând riscul de deteriorare a conținutului.
Compunerea funcțională nu este o simplă suprapunere, ci un efect sinergic obținut prin proiectarea materialelor și optimizarea procesului.
Tampon de temperatură antibacterian: PCM poate elibera urme de umiditate în timpul procesului de schimbare a fazei, iar stratul de cărbune activat poate absorbi această umiditate pentru a evita creșterea microorganismelor cauzată de umiditatea excesivă.
Proprietatea barieră de deodorizare: Stratul de cărbune activ este combinat cu stratul de barieră EVOH pentru a îndepărta moleculele de mirosuri și a izola oxigenul extern, formând o dublă protecție.
Probleme de compatibilitate: agenții antimicrobieni, cărbunele activat sau PCM pot reacționa chimic cu substratul, iar legarea interfeței trebuie optimizată prin modificarea suprafeței sau compatibilizator.
Fereastra de procesare: introducerea materialelor funcționale poate modifica fluiditatea topiturii sau performanța de termoetanșare a filmului, iar parametrii procesului de extrudare (cum ar fi temperatura și viteza șurubului) trebuie ajustați.
Controlul costurilor: prețul materialelor funcționale este mai mare decât cel al polimerilor tradiționali, iar costurile trebuie reduse prin înlocuirea materialelor (cum ar fi utilizarea parțială a materialelor reciclate) sau producția la scară largă.
Tehnologia de combinare funcțională se dezvoltă spre inteligență și verdeață.
Schimbarea de culoare termosensibilă: adăugați coloranți termosensibili la stratul PCM. Când temperatura depășește pragul, culoarea filmului se schimbă, ceea ce indică intuitiv starea ambalajului.
Răspuns antimicrobian: Dezvoltați agenți antimicrobieni sensibili la pH. Când contaminarea microbiană din ambalaj provoacă modificări ale pH-ului, agenții antimicrobieni sunt eliberați automat.
Materiale pe bază de bio: înlocuiți unele materiale pe bază de petrol cu polimeri pe bază de bio, cum ar fi PLA și PHA, pentru a reduce amprenta de carbon.
PCM degradabil: Dezvoltați PCM care poate fi degradat în mediul natural pentru a reduce sarcina ambalajelor aruncate asupra mediului.
