三維塑膠”是指在目前所使用的普通塑膠中“摻入”其他聚合物，使其產生微小的、中空的三維結構，便於其他微小顆粒流動。“三維塑膠”將形成包裝材料新概念，在其三維的幾何結構中人們可以放置活性包裝物質，如氧清除劑，防腐劑或氣味吸收劑等等。而這些活性劑目前一般是以小袋{TodayHot}的形式與食品同時放在包裝內。
基本介紹
- 中文名：三維塑膠
- 概念：使用的普通塑膠的其他聚合物
- 原則：活性包裝劑不能附著在塑膠的表面
- 功能：吸收、吸附、受控的釋放
技術原理,功能,結構,套用,
技術原理
“三維塑膠”關鍵的基本原則是，活性包裝劑不能附著在塑膠的表面，那樣可能會產生活性包裝劑自行移動並與被包裝的食品發生反應，影響食品質量；同時，在理論上，附著在塑膠表面上的活性劑數量也不可能達到有實際意義的效果。
而“三維塑膠”則是將活性包裝劑“植”入基礎塑膠內部，使活性包裝劑與被包裝物之間形成屏障，相互不接觸。在這種情況下，活性包裝劑的移動將會按需要在塑膠中進行，達到活性和濃度可控。當然，活性包裝劑在塑膠中的移動可能是一種的延時狀態的。雖然有時這種延時是有益的，但在大多數情況下，為了保持產品質量我們需要快速的反應，使產品周圍的環境發生變化。新型材料所要達到的目的就是：帶有活性包裝劑的塑膠可以立即發揮其功能，隨後以控{HotTag}制下的模式繼續發揮其功效。
通過將有通道結構的物質和活性包裝劑與作為基質的塑膠結合，“三維塑膠”的傳輸特性可以得到改善。有通道結構的物質改變了基質塑膠的特性，這樣可以傳輸氣體並使其與活性包裝劑發生反應。
三維有通道塑膠可由多種聚合物組成，其中次要的聚合物與主要的聚合物不能融合，活性包裝劑存在於次要聚合物內或附著在其上。這樣組成的有通道的結構好像在塑膠中打開了許多“小路”，允許氣體在可控的條件下進出塑膠。其中所含的活性包裝劑能吸附水蒸氣、氣體和氣味等等；釋放風味物質、氣體和營養成分；或改善塑膠對氣體的傳輸特性。這種新型塑膠可以擠壓或熱成型製成薄膜；也可通過注壓法或擠壓法製成瓶子或罐子。
功能
三維體系的功能包括吸收、吸附、受控的釋放和改善傳輸結構。
吸收吸附功能 吸收（或吸附）功能須通過活性包裝劑和吸收通道來完成。所吸收（或吸附）的物質包括：水蒸氣、氧氣、氣味物質（如含硫、胺或醛的氧化物）、二氧化碳及乙烯等。所有這些物質都與所包裝食品和飲料的腐敗變質有關。
受控的釋放功能 釋放功能的完成得益於通道結構的運用。在塑膠的通道使氣體或蒸汽進入塑膠中，這些氣體與塑膠中的活性劑發生反應（這對於引發釋放很有作用）。反應所產生的物質通過“小路”進入周圍環境。
結構
兩個或多個聚合物相互“混合”形成的微小的三維模式決定了結 合體的結構。最終產物的特性取決於一種聚合物在另一種聚合物中的 幾何形狀，是水滴形、柱形、碟形，或是其他形狀。同時，當結合體在重新熔化以便注壓成型或擠壓成型時，它的結構穩定性也至關重要。例如，重新熔化可能會導致聚合物結構的完全改變，即有可能由柱體變成球體。
有關“三維塑膠”的技術研究表明：他們已經研製出了一種聚合物（如PE）與另一種聚合物（如PEO）組成的網狀結合體。網狀結構形成了通道結構，通道結構產生了連續的通路，從PEO聚合物的一個區域通向PEO的另一個區域。這個結合體在熔化和加壓成型後依然保持通道結構；活性劑在熔化成型後仍然附著在通道的表面上。
結構決定活性劑的種類 當通道用於水分的傳輸時，如使用PEO或聚氧乙烯，水分經過通道擴散到塑膠內部。如果通道內附著的是乾燥劑顆粒，它會吸附水分，這樣水分就不斷地順通道到達乾燥顆粒處，從而達到受控的水分去除。
通過選擇活性劑的種類，人們可以讓結合體吸附其他氣體而非水分。有害氣體包括：如生物化學腐敗所產生的醛、酮氧化物質；新鮮水果延續生命的呼吸作用所產生的乙烯；同樣產生於呼吸作用的二氧化碳。此時所用的活性劑為除氧劑，它可以去除剩餘的氧氣，從而阻礙在食品及飲料中常發生的有氧反應。很明顯，活性劑的分子結構和大小不同，要想使用某個活性劑，就必須有適合的三維結構存在。
結構決定傳輸方向 在釋放風味物質和其他揮發物時，像二氧化氯或酒精等抗微生物製劑可經過塑膠內部的通道從活性劑中釋放或揮發出來，並且散發到包裝產品的外部環境中，達到保證產品免受微生物污染的作用。而活性物質中的風味物質可以通過通道釋放或揮發到包裝內部，增加產品的風味，提高產品的價值。很明顯，在以上兩種情況下，傳輸方向是不相同的，自然其結構也是不相同的，不能用反了。
套用
在美國，“三維塑膠”已經在藥品、診療等領域試用，專家們已開始考慮如何將此項技術套用到食品包裝中去，為保持食品質量做出貢獻，特別是用於像速溶咖啡等低水分食品、飲料、長貨架期的糖果、含鹽小食品等易受環境變化影響保質期的食品。
