食品軟包裝用透明高阻隔涂料：PVA涂料研究進(jìn)展

近年來，隨著消費(fèi)者對環(huán)境問題（易回收、環(huán)保、節(jié)約包裝）、成本問題（包裝費(fèi)用不得超過整個(gè)食品總費(fèi)用的10%）以及包裝物可視化需求的增高，研究者們加大了透明、環(huán)保新材料的研發(fā)投入。水性PVA涂料作為一種新型環(huán)保阻隔涂料，具有成膜性好、透明、氧氣阻隔性能優(yōu)異等特性，且完全適應(yīng)聚偏二氯乙烯（PVDC）涂布膜的涂布設(shè)備。它的應(yīng)用可減輕市場整體淘汰涂布設(shè)備的壓力且性價(jià)比高，使其在該高阻隔涂布膜領(lǐng)域的應(yīng)用探索活躍起來。但PVA也存在很多技術(shù)難關(guān)需要攻克，如PVA分子鏈上存在大量親水性的羥基（-OH）基團(tuán)，它們遇水容易溶脹導(dǎo)致PVA耐水性差，使得涂層在高濕環(huán)境下氧氣阻隔性能顯著下降以及無水蒸氣阻隔性能等，所以純PVA涂料很難滿足高阻隔涂料的使用要求。針對以上缺陷，目前主要有兩種解決手段：一種是使用化學(xué)交聯(lián)法制備改性PVA涂料，PVA能進(jìn)行多元醇的酯化、醚化、縮醛化等化學(xué)反應(yīng)；另一種是制PVA-納米復(fù)合涂料。為此，本文對PVA阻隔性能的影響因素、改性PVA涂料的制備技術(shù)及應(yīng)用研究進(jìn)行綜述，以期為改性PVA涂料在高阻隔食品軟包裝領(lǐng)域的工業(yè)化生產(chǎn)奠定一定的理論基礎(chǔ)。摘要：聚乙烯醇（PVA）因其良好的透明性和成膜性以及優(yōu)異的氧氣和有機(jī)溶劑阻隔性，可用作透明、易回收、環(huán)境友好型食品高阻隔軟包裝材料。但PVA涂層對濕度敏感性差及不具有水蒸氣阻隔性能限制了PVA的發(fā)展。針對這一問題，目前主要有兩種解決方法：一種是PVA化學(xué)交聯(lián)，即PVA能進(jìn)行多元醇的酯化、醚化、縮醛化等化學(xué)反應(yīng)；另一種是制備PVA-納米復(fù)合涂料，即PVA與納米層狀材料如蒙脫土以及氧化石墨烯等復(fù)合。分別從PVA的阻隔性及其影響因素、化學(xué)交聯(lián)PVA涂料以及PVA-納米復(fù)合涂料的最新研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，分析了改性PVA涂料面臨的問題，展望其未來研究方向。結(jié)論P(yáng)VA因其透明性好、對氧氣和有機(jī)溶劑的優(yōu)異阻隔性以及成膜性較佳，已成為替代PVDC的最佳選擇之一。但PVA涂層濕度敏感性差且不具有水蒸氣阻隔性能，從而制約了其發(fā)展?；瘜W(xué)交聯(lián)方法可明顯改善PVA的耐水性和涂層在高濕度條件下的OTR，其涂布液制備簡便，涂布適應(yīng)性強(qiáng)，涂層透明，是目前工業(yè)生產(chǎn)使用最多的一種方法。但化學(xué)交聯(lián)PVA無法改善水蒸氣阻隔性，對于氧氣和水蒸氣阻隔有高要求的食品（如咖啡及高糖高油脂小吃類食品等）不能單獨(dú)使用，PVA需與水氣阻隔性好的薄膜（如BOPP和CPP膜復(fù)合制備成三明治結(jié)構(gòu)）方可滿足材料性能要求。PVA-納米復(fù)合涂料是另一種改善方法，其中層狀硅酸鹽以及GO的研究已有較大進(jìn)展，目前主要采用共混法制備復(fù)合涂料。通過LBL、噴涂或浸涂方式制備涂層，不僅能改善高濕度環(huán)境下的氧氣阻隔性，還具有一定的水蒸氣阻隔性。雖然這些納米涂層被報(bào)道為“透明的”，但是納米層狀材料有光吸收和散射等效應(yīng)，會影響涂層的透光度，且隨著納米片含量的增加，其透光率逐漸降低。要拓寬和實(shí)現(xiàn)改性PVA涂料的涂布應(yīng)用還存在以下問題：（1）對于化學(xué)交聯(lián)改性PVA，研究大多停留在PVA改性涂料及其薄膜的性能上，對改性PVA涂料在聚烯烴膜上的應(yīng)用適應(yīng)性的研究還不夠深入，尤其是附著牢度研究不夠深入；（2）對于PVA-納米層狀材料復(fù)合涂料，納米層狀材料在高負(fù)載下的分散性、在聚合物基質(zhì)中的定向排列以及透明外觀是其主要技術(shù)難題。此外，繁雜的涂布工序也是導(dǎo)致大多數(shù)研究停留在實(shí)驗(yàn)室階段，無法大規(guī)模生產(chǎn)的主要原因。針對以上問題，只有綜合考慮工業(yè)化生產(chǎn)，加強(qiáng)對納米材料及其與水溶