一、食品塑料包装材料

（一）塑料包装的概念

塑料为合成的高分子化合物，是食品包装的四大支柱材料之一。它是以合成树脂为原料，加入适量的稳定剂、增塑剂、抗氧化剂、着色剂、杀虫剂和防腐剂等助剂制成的一种高分子材料。[8]塑料有着丰富的材料来源且制作成本低廉，因此发展速度不断增快、用量不断增大。

（二）食品包装中常用的塑料包装材料

1.聚乙烯

聚乙烯（PE）是由乙烯单体聚合而成的高分子化合物。聚乙烯包装的性能是对水蒸气的透湿率很低，而对氧气、二氧化碳的透气率很高，有一定的拉伸强度和撕裂强度，柔韧性好，耐低温而不耐高温，不耐油脂，化学性能稳定。

聚乙烯热封性能好，易成型加工，热封温度低，能适应包装机高速热封操作的要求，常作为复合包装材料的热封层。聚乙烯的印刷性能和透明度较差，影响产品销售效果，常采用电晕处理或化学表面处理改善其印刷性。此外，PE树脂本身无毒，符合食品包装关于卫生安全性的要求（图2-21）。

图2-21　聚乙烯材料的包装

2.聚丙烯

聚丙烯（PP）由丙烯聚合而成，密度为0.90～0.91g/cm3，是最轻的食品包装用塑料材料。其力学性能优于PE。聚丙烯的透明度高，光泽度好，印刷性能差，印刷前需经过表面预处理，具有优良的机械性能和拉伸强度，硬度和韧性均高于PE。耐油脂、耐高温，可在120℃的高温下连续使用，可在开水中蒸煮，耐低温性比PE差，-17℃性能变脆。聚丙烯的阻隔性能优于PE，但仍然较差。聚丙烯的成型加工性能良好，热封性较差。化学稳定性好，卫生安全，符合食品包装的要求。

聚丙烯主要制成薄膜制品用于食品包装（图2-22），可替代玻璃纸包装点心、面包等，降低了包装成本，也可制成瓶罐、塑料周转箱、编织袋、捆扎绳等。

图2-22　聚丙烯材料包装

3.聚苯乙烯

聚苯乙烯（PS）树脂是由苯乙烯单体聚合而成。PS透明度高，有很好的光泽，对水蒸气和氧气的阻透性差，机械性能好，质地坚硬，脆性大，耐冲击性差。化学稳定性差，易受有机溶剂如烃类、酯类等的侵蚀而软化甚至溶解。耐低温性能良好，但耐热性差，连续使用温度为60～80℃。具有良好的成型加工性能和印刷性能，无臭、无味、无毒，卫生安全性好，可用于食品包装。

4.聚氯乙烯

聚氯乙烯（PVC）树脂由氯乙烯聚合而成。PVC的主要优点是透明度高，光泽性比PE优良，对氧气的透气率较低，阻油性好，化学稳定性好，常温能耐大多数酸、碱，力学性能和机械性能较好。此外着色性、印刷性和热封性好，是一种常用的食品包装材料。PVC的缺点是热稳定性差，在空气环境中超过150℃时将发生降解，释放出氯化氢，不耐高温和低温，一般使用温度在15～55℃。为改善PVC树脂的热稳定性，制成塑料时需加入一定量的稳定剂。

5.聚酯

聚酯（PET）是聚对苯二甲酸乙二醇酯的简称，俗称涤纶。PET具有优良的阻气、阻湿、阻油和保香性能，化学稳定性良好。刚硬而有韧性，抗拉强度是PE的5～10倍，是PA（聚酰胺）的3倍，还具有良好的耐磨和耐折叠性。PET的光透性很高，但可阻挡紫外线，印刷性能较好，温度使用范围很广，正常使用温度范围为-70～120℃，能在150℃使用一段时间。PET卫生安全性好，符合食品包装的要求。

6.聚碳酸酯

聚碳酸酯（PC）也是一种聚酯，有良好的透明性和机械性能。PC包装性能非常优良，但因价格较贵限制了它的广泛应用。PC制成的盆、盒、瓶、罐等，韧性高，透明性好，耐寒，耐热，用途十分广泛。

7.聚酰胺

聚酰胺（PA）通称尼龙（NY），是分子主链中含大量酰胺基团结构的线性高聚物。PA的阻气性好，阻湿性差，吸水性强，且随吸水量的增加而溶胀，使阻气、阻湿性能急剧下降，其强度和包装尺寸的稳定性也会受到影响。化学稳定性好，耐碱和大多数盐溶液，但不耐强酸。机械性能优良，有很好的抗拉强度。耐高低温性优良，正常使用温度范围为-60～130℃。成型加工性好，印刷性好，但热封性差。PA材料无毒，卫生安全性好。

PA主要加工成薄膜制品用于食品包装。为了提高其包装性能，可使PA薄膜与PE、PVDC等复合，提高其防潮性能和热封性能，被广泛应用于食品的冷冻和蒸煮包装上。

8.聚乙烯醇

聚乙烯醇（PVA）不能用单体直接聚合，而是用醋酸乙烯酯聚合成聚醋酸乙烯酯，然后将其在碱性醇液中水解而得。PVA具有许多优良的包装特性：透明度高，有很好的光泽；化学稳定性好，除水外不受烃类、醇、酮、酯等普通溶剂侵蚀；机械性能好，强度大而有韧性；具有优良的阻气性，但因其具有亲水性而阻湿性差；耐高温而不耐低温；透明度和印刷性也好。PVA无毒、无味，符合食品包装关于卫生安全的要求。

PVA薄膜可直接用来包装含油食品和风味食品。与其他材料复合后，克服了吸湿性强的缺点，被广泛用于肉类制品、黄油、干酪及快餐食品的包装。

9.聚偏二氯乙烯

聚偏二氯乙烯（PVDC）是由偏二氯乙烯单体聚合而成的高分子化合物。纯的聚偏二氯乙烯很硬、很脆，不适合作为包装材料，但与氯乙烯单体共聚，并加入增塑剂和稳定剂后，可制得化学性能稳定、透明性光泽性良好的薄膜。

在目前所有的食品包装塑料中，PVDC对水蒸气、气体和气味物质的阻隔性能最佳，还可制成乳液涂布于其他基材上，用以改善材料的阻隔性。PVDC能耐高、低温，可用作高温杀菌的食品和冷藏食品的包装材料。PVDC由于制膜困难，其薄膜制品的价格较高。与PVC一样，用作食品包装时，PVDC也存在卫生安全性的问题，应注意增塑剂和稳定剂的选用。

10.乙烯醋酸乙烯共聚物

乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）是由乙烯与醋酸乙烯（VA）共聚得到。EVA的性能取决于VA在共聚物中的含量。用作塑料的EVA，醋酸乙烯酯的含量为10%～20%，此时EVA的刚性、成型加工性、耐冲击性较好。

EVA塑料阻隔性差，具有良好的柔软性、韧性、可挠性和较低温的热封合性，具有良好的抗霉菌作用，安全卫生。EVA制成薄膜主要用于新鲜果蔬的保鲜包装，作为内封层也可以直接用来包装干酪等食品。

11.乙烯-乙烯醇共聚物

乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）是EVA的水解产物。EVOH最早由日本Kumray公司和Nippon Gohsei公司生产，商品名叫作EVAL树脂。EVOH的阻气性很高，它的透氧率是PA、PE的1%；是PVDC的1/10。

EVOH具有很好的耐油、耐有机溶剂和保持食品香味、气味的性能，可用于油性食品和食用油的包装。EVOH的亲水吸湿性会对其阻隔性产生不利影响，一般将EVOH与高阻湿性的聚烯烃类（PE、PP）复合，以保持EVOH的高阻隔性。EVOH作为高性能包装新材料，目前已应用于高阻隔性的包装，由于价格较高，在食品包装应用方面有所局限。

12.离子键聚合物

离子键聚合物（ionomer）是一种以离子键交联大分子的高分子化合物，目前使用的是乙烯和甲基丙烯酸共聚物引入钠或锌离子进行交联而成的产品，商品名为Surlyn。Surlyn薄膜有极好的抗冲击强度，化学性能稳定，阻气性比PE好，但阻湿性低于PE且吸水，耐油脂和低温而不耐高温，最高使用温度为80℃，透明度好且表面有光泽。离子交联聚合物在包装行业中以薄膜形式使用时，可用于包装形状复杂的或带棱角的食品，特别是高油脂的食品，还可以制成容器使用。

（三）常用食品包装塑料薄膜

1.普通塑料膜

普通塑料膜是指采用挤出吹塑成型、T形模法成型、流延法成型及压延成型的未经拉伸处理的一类薄膜。其包装性能主要由树脂品种决定。

2.拉伸薄膜

拉伸薄膜是一种可拉伸并带弹性、连续的，同时单面或双面涂有黏胶的塑料薄膜。将普通塑料薄膜在其玻璃化至熔点之间的某一温度条件下拉伸到原长度的几倍，然后在张紧状态下，在拉伸温度与熔点温度之间某一温度保持一定时间进行热处理定型，最后急速冷却制得定向拉伸塑料薄膜。经过定向拉伸的薄膜，其抗拉强度、阻隔性能、透明度等都有很大的提高。拉伸薄膜具有独特的自黏性、拉伸强度较高、耐穿刺性及透明度良好。该薄膜主要用于批量堆码的玻璃瓶、塑料瓶、易拉罐等大量产品的包装。

3.热收缩薄膜

拉伸塑料薄膜没有经过热处理定型，便称之为热收缩薄膜。在比拉伸温度高、比熔点的温度低时，拉伸薄膜因分子热运动而使处于不稳定状态的大分子定向分布恢复到没有规则的状态，使薄膜沿拉伸方向收缩还原。对于热收缩薄膜加热收缩的特性来包裹被包装物，可以起到很好的保护作用。

4.高温蒸煮袋用复合膜

高温蒸煮袋是一种可以进行加热处理的复合塑料薄膜袋。高温蒸煮袋是一种理想的销售包装容器。适合肉类、豆制品的包装，方便、卫生又实用，并能很好地保持食品原有的风味，较为受消费者青睐。

（四）食品塑料包装新材料

食品工业的快速发展，为包装行业提供了巨大的市场，塑料包装材料成为食品行业不可或缺的一部分，塑料新材料的研发和应用发展获得了长足的进步。[9]塑料包装各种新型材料、新技术不断发展，满足人们对食品健康、安全的需要。

1.双向拉伸聚丙烯（BOPP）薄膜

BOPP薄膜无色、无嗅、无味、无毒，并具有高拉伸强度、冲击强度、刚性、强韧性和良好的透明性。常用的BOPP薄膜包括：普通薄膜、香烟包装膜、珠光膜、金属化膜、消光膜等。BOPP可以与多种不同材料复合，以满足特殊的应用需要。例如，BOPP可以与LDPE（CPP）、PE、PVA等复合制成具有高度阻气、阻湿、透明、耐高低温、耐蒸煮和耐油性能的包装。

2.双向拉伸聚酯（BOPET）薄膜

BOPET薄膜具有强度高、刚性好、透明、光泽度高等特点；无嗅、无味、无色、无毒、突出的强韧性；其拉伸强度是PC膜、尼龙膜的3倍，冲击强度是BOPP膜的3～5倍，有极好的耐磨性、耐折叠性、耐针孔性和抗撕裂性等。此外，BOPET薄膜还具有良好的耐热性、优异的耐蒸煮性、耐低温冷冻性、良好的耐油性和耐化学品性等。BOPET膜吸水率低，耐水性好，适宜包装含水量高的食品。

3.流延聚丙烯（CPP）薄膜

CPP薄膜也称未拉伸聚丙烯薄膜，流延聚丙烯薄膜的挺度比PE薄膜高；对水气和异味阻隔性优良，可进行金属化处理，应用广、功能多、可作为复合材料基膜。按用途不同，可分为通用CPP薄膜、镀铝级CPP薄膜和蒸煮级CPP薄膜等。通用膜可用于食品包装；镀铝膜用于茶叶、油炸香脆食品、饼干等的高档包装；蒸煮膜可应用于热灌装、蒸煮袋、无菌包装等领域；功能膜可用于食品外包装、糖果外包装（扭结膜）。CPP新的应用为面包、糕点包装、蔬菜水果防雾薄膜。

4.双向拉伸尼龙（BOPA）薄膜(www.daowen.com)

BOPA薄膜是一种新型高档包装材料，具有优良的耐破裂、耐冲击、抗穿刺性以及气味阻隔性等性能特点，作为食品包装材料，应用十分广泛。特别适合于冷冻包装、真空包装和蒸煮包装，对食品的保鲜、保香远远大于常规包装材料。

5.聚乳酸（PLA）

聚乳酸是一种线性脂肪族聚酯。由天然乳酸缩聚或者是丙交酯的催化开环制得的，生产聚乳酸所需的乳酸和丙交酯可以通过可再生资源发酵、脱水、纯化后得到，所得的聚乳酸一般具有良好的机械和加工性能，聚乳酸可以制成纤维和薄膜。聚乳酸薄膜的透水、透气性都比聚苯乙烯薄膜要低。由聚乳酸制成的产品，生物相容性、光泽度、透明性、手感和耐热性好，由于水和气体分子是通过聚合物的无定形区扩散的，因此通过调节聚乳酸的结晶度可以调节聚乳酸薄膜的透水透气性。主要应用的是PLA热压产品，如水杯、外卖食物餐盒等。PLA中的酯键对化学水解作用和酶催化作用都很敏感，PLA制品废弃后在土壤或水中，30d内会在微生物、水酸和碱的作用下彻底分解成二氧化碳和水，不会对环境产生污染。

6.聚丁二酸丁二醇酯（PBS）

聚丁二酸丁二醇酯由丁二酸和丁二醇经缩合聚合合成，属热塑性树脂，加工性能良好，力学性能优异，耐热性能好，热变形温度和制品使用温度可以超过100℃。具有良好的生物相容性和生物可吸收性，无嗅无味，易被自然界的多种微生物或动植物体内的酶分解、代谢，最终分解为二氧化碳和水，是典型的可完全生物降解聚合物材料。

7.聚羟基脂肪酸酯（PHA）

聚羟基脂肪酸酯是由很多微生物合成的一种细胞内聚酯，在生物体内主要是作为碳源和能源的储藏性物质而存在的。聚羟基脂肪酸酯是一种天然的高分子生物材料，它具有类似于合成塑料的物理化学特性及合成塑料所不具备的生物可降解性、气体相隔性等许多性能。

PHA是生物材料中重要的一员，其结构多样、性能可变，由于它是一个组成广泛的家族，从坚硬到高弹性的性能使其可以满足不同的应用需要。

PHA既是一种性能优良的环保生物塑料，又具有许多可调节的材料性能，随着科技的进步，其成本的进一步降低以及高附加值应用的开发，PHA发展的潜力更大，其应用的空间也更大。

目前，世界各国都十分重视塑料新材料产业的发展，纷纷制定出台相应的研究开发计划，竭力抢占新材料技术和产业的制高点。国内外新开发的包装材料的发展趋势均是朝着高性能、无毒无害、绿色环保、物美价廉、方便使用等方向发展。功能性包装材料已进一步应用于食品包装领域，其使用范围和用量将越来越大。未来，塑料新材料的应用领域将不断扩大。

二、食品塑料包装容器

（一）塑料瓶

目前塑料瓶常用的塑料品种有PE、PVC、PP、PET、PS、PC等（图2-23～图2-25）。其中PET瓶因具有良好的阻气性而被广泛应用于含气饮料的包装中。

图2-23　酱油塑料包装瓶

图2-24　果汁塑料包装瓶

图2-25　酸奶塑料包装瓶

下面对几种常用塑料瓶进行简单介绍。

（1）硬质PVC瓶。硬质PVC瓶无毒性、质地坚硬、透明性良好，食品包装上主要用于食用油、酱油、不含气饮料等液态食品的包装。

（2）PE瓶。PE瓶主要有LDPE和HDPE瓶，在食品包装上应用很广，但由于自身的不透明性、高渗气性、渗油性等缺点而很少用于液体食品的包装。

（3）PET瓶。PET瓶一般采用注射拉伸吹塑工艺生产，其特点为高强度、高阻隔性、透明、质轻、再循环性好，在含气饮料包装上几乎取代了玻璃瓶包装。

（4）PS瓶和PC瓶。PS瓶的特点是光亮透明、尺寸稳定性好、阻气防水性能也好，而且价格很低，因此可适用于对O2敏感的产品包装。PC瓶具有极高的强度和透明度，耐热、耐冲击、耐油及耐应变，但最大的不足是价格较为昂贵，而且加工性能差，加工条件要求高，因而未能大量应用。

塑料瓶的发展方向为进一步提高其阻隔性，尽管PET瓶具有较高阻隔性，但对CO2的阻隔不充分。目前已采用EVAL、PVDC等高性能材料来生产阻隔性更好的瓶子，也可采用共挤或共注的方式生产复合瓶，如PET/PVDC、PET/EVAL复合瓶，K膜（涂布PVDC）涂PET则是常用的复合方法。PET/PVDC复合瓶已在啤酒和碳酸饮料包装上广泛应用。

（二）塑料桶

塑料桶主要采用聚乙烯和聚丙烯塑料。桶的容量由几升到200升不等，外形多数呈方形和圆形。塑料包装桶代替金属桶、木桶和陶瓷容器，用作工业原料（酸、碱、盐）、油类以及盐渍食品的包装，其优点是耐腐蚀、减轻重量、不易破损。薄壁大容量的塑料桶胆，作为铁桶的衬里，可以达到防腐蚀的效果（图2-26）。

图2-26　豆瓣酱塑料桶包装

“软塑桶”是由聚乙烯共聚物（或与EVA共混）制成的，呈方形。灌装前可压扁折叠，节省空间和运输费用。容量5～20kg不等，有宽口和窄口之分。用于液体饮料和盐渍酱菜的包装。

（三）塑料周转箱

最有塑料包装箱特色的塑料箱非塑料周转箱莫属，它具有多种优点，如体积较小、质量较轻、容易加工成型、较好清洗、耐腐蚀性强等，在一些液体和果蔬、禽蛋的运输包装中，有广泛的应用（图2-27）。

图2-27　饮料塑料桶周转箱

（四）塑料罐

塑料罐除了传统采用全塑料结构外，又发展了许多以薄纸板为基材的复合结构。薄纸板与镀铝塑料薄膜复合以及发泡聚苯乙烯与铝箔复合，广泛用作食品饮料包装，代替金属罐。

还有一种纸板与金属组合罐，罐身由薄纸板螺旋卷绕而成，纸板表面经涂塑或复合，盖和底是用金属制作的。这种组合罐用于包装固体饮料和熟制食品。

（五）塑料杯、盘、盒

塑料片材热成形工艺的发展，为高效生产塑料小型容器创造了条件。PS、PE、PVC以及发泡聚苯乙烯的薄片材连续化热压成型制成的一次性容器已大量使用，成本很低。薄壁塑料杯供包装果汁、冷饮和固体饮料以及作为旅行用饮料杯。发泡聚苯乙烯浅盘用以包装新鲜鱼肉、果脯点心、蔬菜水果，表面蒙上一层拉伸薄膜或收缩薄膜封闭，由自动包装机连续化生产，大量被超市采用（图2-28、图2-29）。

图2-28　塑料杯包装

图2-29　塑料盘包装

新发展的一种可烘烤塑化纸板，是由薄纸板涂敷聚酯或聚丙烯塑料制成的。涂塑纸板可用热成型工艺制成不同形状的容器。这种可烘烤塑化纸板容器，主要用于生食品及快餐包装。

将浅盘和食品一起送入微波加热炉中，将食品煮熟即可食用。聚酯和聚丙烯塑料的耐热温度可达130℃，且无毒性，使用可靠。

（六）薄膜包装袋

薄膜包装袋一般是用热封方法制作而成，但也有用黏结方法制造的。按照几何形状对薄膜包装袋进行分类，可以分为枕形袋、三边密封袋、四边密封袋三种类型；按照袋子在无支撑情况下能否直立站起来对薄膜包装袋进行分类，可以分为直立型袋和非直立型袋两种类型。

三、食品塑料包装的安全检测

（一）食品用塑料包装安全

塑料是多组分体系，除了树脂外，还有其他多种助剂，合成树脂又是由单体聚合而成的，所以塑料的安全卫生问题相对比较复杂，总体来讲，食品用塑料包装的安全隐患主要来自以下几个方面。

（1）原辅材料不符合要求，未使用食品级材料。主要表现为有毒单体含量及其他安全指标不符合标准规定。

（2）使用来历不明的回收料或受污染的回收料。

（3）添加剂使用不符合GB 9685—2008的规定。主要表现为过量添加或超范围添加各类添加剂。

（4）工艺落后、过程控制不到位，缺乏检测手段。主要表现为溶剂残留等安全指标超标。

（5）加工环境差，不符合生产食品包装产品的基本条件，缺乏必要的清洁、消毒设施，管理失控。主要表现为理化指标、微生物指标不合格。

据其塑料性质的不同可以将其分为两大类：热塑性塑料和热固性塑料，食品包装用塑料主要以热塑性塑料为主，种类较多；热固性塑料种类较少，主要是密胺（三聚氰胺-甲醛）树脂、脲醛树脂、酚醛树脂三类，常见食品用塑料安全问题见表2-3。

表2-3　常见食品用塑料安全问题

（二）食品用塑料包装材料及制品卫生指标及检测项目

我国的食品用塑料包装材料及制品卫生标准主要包括两部分内容：一是食品包装用树脂卫生标准；二是食品包装成型品卫生标准。

从检测项目上看，食品包装用树脂的检测项目包括：干燥失重、灼烧残渣、正己烷提取物、单体含量、特定物质含量等。食品包装成型品的检测项目有：不同食品模拟液中的蒸发残渣；高锰酸钾消耗量；重金属（以铅计）；重金属的溶岀试验如铅、镉、砷、锑、镍等；有毒有害单体残留量如氯乙烯单体、丙烯腈单体等；微生物检测等。