专稿：纳米塑料在包装材料业上的应用

　据悉，用纳米塑料做成啤酒瓶，氧气的透过率比普通的PET瓶大大降低，而且用这种塑料做成包装膜，对肉类、罐头等食品，都将起到上好的保鲜效果。这一新型的包装材料开始向全球食品包装业刮"旋风"。纳米塑料原料是蒙脱土。纳米是一种长度单位，一纳米为成万分之一毫米(即一毫微米)，为十亿分之一米。纳米结构通常是指尺寸在100纳米以下的微小结构，在这种水平上对物质和材料进行研究处理的技术称为纳米技术、纳米技术其实就是一种用原子，分子制造物质的科技技术。 中科院化学所工程塑料国家的重点的实验室漆宗能教授向记者介绍说，所谓「纳米塑料」是指无机填充物以纳米尺寸分散在有机聚合物其本中形成的有机/无机纳米复合材料。在纳米复合材料中，分散相的尺寸至少在一维方向小于100mm。我产在国家自然科技基金点项目、国有高技术新材料(863)重点项目、科技部中德两国科技合作项目三个项目的支持下，经过8年的研究，终于能够从实验室走向生产了。纳米塑料所用的原料是「蒙脱土」，是我国丰产的一类天然粘土矿物，是一种层状硅酸盐。科学地就纳米塑料应该叫「聚合物/层状硅配盐纳米复合材料」或「聚合物/粘土纳米复合材料」。一般都叫「纳米塑料」。日本首先在90年代初应用「蒙脱土」作原料的生产纳米尼龙6，由于比较有新意在，塑料行业产生了不小的震动，今天美国的Nanocor公司的纳米啤酒瓶装的Miller Lite啤酒已在去年开始上市，日本的纳米膜包装食品也开始进入中国，纳米食品包材在全球开始刮「旋风」。 插层复合技术制备工艺。漆教授指出，纳料塑料也不是我们国家创造的新名词，而实际上在国际上的一些专业性的刊物中就叫这个名儿。有人说用普通的方法加陶土碳配钙或加其它材料，说成了纳米塑料，这是不对的。这不叫纳米塑料，也不叫纳米复合材料，只是一般的填充材料。道理是就算是纳米钙加进去，得不到很好的均匀在里面，不能形成纳米状态的聚合物。 蒙脱土结构片层是纳米尺度的，包含有三个亚层，在两个硅氧四面体亚层中间夹含有一个铝氧八面体亚层，亚层之间通过共享氧原子以共价键连接，结合极为牢固。整个结构片层厚约1nm，长宽约100nm，由于铝氧八面体亚层中的部分铝原子被低价原子取代，片层带有负电荷。过剩的负电荷靠游离于层间的Na+、Ca+、Mg+等阳离子平衡，因此容易与烷基季铵盐向基他有机阳离子进行离子交换反应生成的有机化蒙脱土。交换后的蒙脱土成亲油性，并且层间的距离增大。它能进一步与单位或聚合物基体中，从而形成纳米塑料。蒙脱土结构片层是纳米尺度的，包含有三个亚层，在两个硅氧四面体亚层中间夹含有一个铝氧八面体亚层，亚层之间通过共享氧原子以共价键连接，结合极为牢固。整个结构片层厚约1nm，长宽约100nm，由于铝氧八面体亚层中的部分铝原子被低价原子取代，片层带有负电荷。过剩的负电荷靠游离于层间的Na+、Ca+、Mg+等阳离子平衡，因此容易与烷基季铵盐向基他有机阳离子进行离子交换反应生成的有机化蒙脱土。交换后的蒙脱土成亲油性，并且层间的距离增大。它能进一步与单位或聚合物基体中，从而形成纳米塑料。 在美国，由于球场、马场地、赌场地等公共扬所不准带玻璃容器入场，这样给塑料啤酒瓶提从了空间。但在中国、生活习惯、观念不同，塑料啤酒瓶对于许多企业家来说，尚持观望态度。瓶子的价位、生产线的改进、市场的推广等方面都要企业重新去核算此「创举」是否「划算」。同行未必是竞争对手，中国的蒙脱土资源丰富，因而Nanocor公司已准备和我们的合作，共同开发中国啤酒瓶市场。针对记者提出有些外国公司已开始碳涂层的方法解决啤酒瓶的氧气透过率高的问题，漆教授表示，如果产品都成型，市场又接受，估计我们这几种技术的市场价位差距不大，当然都会比玻璃瓶贵，这关键就靠性能价格比了。这个技术用在薄膜包装上，像纳米尼龙，透明度很好解决，罐头、肉类、奶酪制品的保质期将延长。纳米薄膜的价位肯定比铝塑复合膜便宜，但目前做出的产品还不到三层铝塑膜那么好，通过科学家的努力，很可能研制出一层的纳米薄膜。而且可能比内米啤酒瓶研制推广还要快。最大的问题是研发资金短缺。针对纳米塑料的产业化问题，漆教授认为，主要是研发资金短缺。我们终究是研究所，前期靠国家拔款搞研究，后期的推广要靠企业家们的投入。企业家投入当然有他们的考虑，他们宁愿花很多钱买国外成熟的产品，如果让他们继续做研发的话，他们认为风险很大，虽然便宜他们也不愿设入，这是中国科学界的「怪圈」。虽然科学只能做到实验室这一阶段，前往前走，钱没有了，而国外企业有很大的资本运作资金支持研究，一旦成功了，他们就开始拓展全球市场。 纳米塑料在食品包装上是很大的一块市场，中国已迈出可喜的一步，资金短缺成为产业化最大的难点。目前中科院化学所工程塑料国家重点实验室纳米塑料已申请发明专利12项，公开8项，授权3次。随着科研究所向企业化方向转制的实施，漆教授表示，不久的将来，他们的产品将走入人们的生活中。