摘要：包裝材料學是材料學和包裝行業交叉的一門學科，同時也是一門新興的產業，針對所屬行業特點，作者就包裝功能材料作相應闡述，從當今各種功能材料的分類，性能，功能劃分等方面入手，總體介紹包裝功能材料的特點，前景以及相關產業背景，積極探索其發展方向，就我國的包裝材料產業遇到的問題諸如：環保，效益，產業水平等作一定的探討。

關鍵詞：包裝功能材料

功能材料是伴隨工業化革命誕生出來的一門材料分支，也可以描述成對材料的一種分類，所謂功能材料就是指某種具備特殊性能的材料劃分，既可以依據所屬材料門類定義，也可以根據材料應用領域來劃分；也就是說功能材料是以它的主觀和客觀屬性來具體定義。舉個例子：陶瓷在它發明之初是作為容器材料應用的，它的功能特點限于隔阻性好，剛度好，穩定性好。但是現在陶瓷應用在機械制造業中，更多地利用了它硬度高，耐高溫，耐磨損的特色功能，在已經投入生產的發動機制造技術中，陶瓷被用于汽缸，活塞，軸承等高溫，高磨損的環境，并越來越多的用于其他零件制造。事實上對功能材料的定義源于貝爾實驗室，1965年J.A.Morton博士提出了功能材料的定義即：“具有優良的電學、磁學、光學、熱學、聲學、力學、化學和生物學功能及其相互轉化的功能被用于非結構目的的高技術材料。”

回到我們的主題上來，包裝功能材料就是在產品包裝工藝中，使用的具有特殊功能的材料，具體到包裝實際生產過程，就分門別類使用了各種功能材料，例如食品包裝廣泛使用無毒，遮光，易降解的材料；而在航運業中則廣泛采用耐腐蝕，強度高，剛度高的工程塑料等作為首選材料。

今天，隨著材料工業的迅速發展，越來越多的新材料被制造出來，并具備著以前的材料無法迄及的優異性能，就以包裝材料而言，就有復合軟包裝材料，保鮮包裝材料，阻隔性包裝材料，分解性包裝材料等等。近年來納米技術的發展同樣在包裝材料行業引起巨大革新，我們知道：納米材料(nanomaterial)一般是指尺寸在1-100nm之間的粒子，是處在原子簇和宏觀物體交界的過渡區域，是一種典型的介觀系統。將普通材料制成納料量級后，納米材料具有卓越的光、力、聲、電、熱、磁、投射、吸收等敏感的特殊功能，它就會出現極其特有的四大效應：①小尺寸效應或稱體積效應；②表面效應與界面效應；③量子尺寸效應；④宏觀量子隧道效應。由于以上四個效應，納米材料呈現如下性能：①高強度和高韌性；②高熱膨脹系數、高比熱和低熔點；③異常的導電率和磁化率；④極強的吸波性；⑤高擴散性。正是因為這些原因，使得納米材料在包裝行業得以迅猛發展。

首先，我們來看納米材料的制備技術納米材料的制備方法包括：物理法和化學法。物理制備方法主要涉及到蒸發、熔融、凝固、形變和粒徑縮減等物理變化過程，具體包括粉碎法、蒸發凝聚法、離子濺射法、冷凍干澡法、電火花放電法、爆炸燒結法等。化學制備納米微粒的過程通常包含著基本的化學反應，在反應過程中物質之間的原子進行組織排列，決定著物質的存在形態。化學法主要有氣相化學反應法、沉淀法、水熱合成法、噴霧熱導法、溶膠－凝膠法、r射線輻照法、相轉移法等。在此基礎上，考慮納米復合材料的制備工藝我們能利用的有五種：

納米復合材料的制備方法：

（1）高能球磨法；

（2）燃燒合成法；

（3）化學氣相沉積法（CVD）；

（4）熔融共混法；

（5）扦入法（扦層復合技術）。

如此一來我們就能得到納米復合材料了，那么納米復合材料究竟有什么樣的用途呢？

首先我們來看納米包裝的定義。納米包裝的定義：盡管目前尚無納米包裝的準確定義，但從納米科學的角度出發，納米包裝是反映使用納料材料、納米技術對包裝產品進行納米合成、納米添加、納米改性，使其具備納米結構、尺度、特異功能的包裝新物性的總稱。納米包裝具備四個要素、納米包裝材料要素、納米包裝容器要素、納米包裝技術要素、納米包裝信息要素。

納米包裝材料：就是指分散相尺寸為1-100nm納米顆粒或晶體與其他包裝材料合成或添加制成的納米復合包裝材料的體系。

納米包裝研究的對象和任務是：研究納米包裝物在物流過程中的運動狀態和規律，納米包裝物的物性功能變化的規律與制備技術；

研究納米包裝與多學科的關系，從而提出全新的包裝概念，改進及創造新的包裝技術和裝潢技術，縮短現有包裝企業與納米包裝的工程化、產業化和商品化的進程。
如此來看，納米包裝的前景必將廣闊無限了。綜觀現在納米包裝應用，不外乎以下幾類。

1．納米復合包裝材料

隨著21世紀包裝對特種功能需求的增加，諸如防殉爆包裝、防電磁包裝、迷彩包裝、高阻包裝、隱身包裝、防雷達包裝等要求的出現，促進了納米包裝技術的發展。由納米材料復合而成的納米包裝材料就成了我們所需要的一類高新材料。就包裝領域而言，近幾年來，國外研究得最多的納米復合材料是聚合物基納米復合材料（PNMC）。例如在高分子聚合物中加入10％的納米TLCP（熱致液晶聚合物）就會使材料的拉伸強度提高到470Mpa，從而大大拓展其用途，亦節省了稀缺資源。

2．納米抗菌包裝材料

納米抗菌包裝材料已成為熱門話題。日本在包裝材料中添加一種新型無機抗菌劑，在聚烯烴薄膜中加入抗菌劑和增效劑制成的。目前應用較廣的是抗菌薄膜。純天然的基礎材料在納米技術的改造下，能夠發揮出驚人的殺菌效果，抗菌、無菌包裝，能使菌體變性或沉淀，一旦遇到水，便會對細菌發揮更強的傷力。且吸附能力強、摻透力也很強，多次洗滌后也還有較強的抗菌作用。

3．納米型功能（智能）包裝材料

目前研制的納米型功能、智能包裝材料，通常是用光電、溫敏、濕敏等功能材料與包裝材料復合制成的，它可以識別和指示包裝空間的溫度、濕度、壓力以及密封的程度、時間等一些重要參數。這是一種很有發展前景的功能包裝材料，有防止變色型、防銹型、防霉型、保鮮型，通常制成功能袋或片材。適用于高檔包裝和軍品包裝。

4．納米涂層材料

（1）二元協同納米界面材料是力求將二元協同推廣到納米界面，研討新型界面物性，超雙疏界面物性材料（或稱超雙親納米材料），其基本原理是在特定的表面上建造納米尺寸幾何形狀互補的（如凸與凹相間）界面結構，其低凹的表面可使吸附氣體原子、分子穩定存在，在宏觀表面上相當于有一層穩定的氣體薄膜，使油或水無法與材料的表面直接接觸，從而使材料的表面呈現超常的雙疏性。這時水滴或油滴與界面的接觸角趨于最大值。在包裝材料領域，紙張制品、紙箱、薄膜等也都獲得奇異的超疏水、超疏效果。

（2）完全的納米涂覆材料現已在軍事上有所應用，借助于傳統的涂覆技術添加少量的納米鈦與樹脂化合后生成全新涂層，使其功能得到升級，耐腐蝕、耐海水、耐高溫、抗氧化和抗老化性。提高硬度、減少摩擦形成的自潤滑性，還可以產生抗菌、保潔效果。

5．納米粘合劑和密封膠

粘合劑和密封膠是包裝領域中的重要產品，使用范圍很廣。國外已將納米SiO2作為添加劑加入到粘合劑和密封膠中，使粘合劑的粘結效果和密封膠的密封性都大大提高，其作用機理是在納米SiO2的表面包覆一層有機材料，使之具有親水性。

6．納米基板包裝材料

飲料罐所用鐵板已經經歷了馬口鐵（鍍錫）、無錫鋼板（TFS）的發展歷程，目前已發展到所謂第三代納米級材料，為了改善TES的焊接密封性能，如今研制成功第三代超微米錫TES板材，納米錫粒直徑為100nm，鍍錫量100mg/m2，體積率＜12％，鍍錫體積和用量大為減少，新板材既安全且性能又好，容易加工成型，操作參數范圍放寬，特別是焊接密封性提高，使其成為高級金屬罐板材。例如焊接電流范圍寬達300-600A，使其更適于制作飲料包裝容器。

7．納米發光材料與防偽印刷

（1）新型納米發光材料，經幾分鐘的光照就能在黑暗中自行發光12－24小時以上，其發光強度和維持時間是傳統熒光材料的30倍以上，且材料本身無毒、無害、不含任何放射性元素，其穩定性和耐候性優良。并可無限次循環使用。

（2）采用美國新型寬幅激光全息防偽及包裝膜材料與制造技術，研發及工業生產適合中國市場的高性能防偽及包裝膜產品，市場潛力極大，設備成本與投資適中。

8．納米包裝機械零件與器件

碳納米管還具有高的機械強度和高的熱導率，由于具有非常大的長度－直徑比，可以制造出任何復雜形狀的零件，還是復合包裝材料的增強纖維。