生物降解塑料购物袋在食品接触材料中的应用与研究
引言
随着环保意识的增强和政策法规的推动，生物降解塑料逐渐成为材料科学研究的热点之一。生物降解塑料购物袋不仅在环保方面具有显著优势，也被广泛应用于食品接触材料领域。中国新发布的GB4806.7-2023食品级标准对食品塑料接触用材料及制品提出了严格的要求。本文将详细探讨生物降解塑料购物袋在食品接触材料中的应用，解析GB4806.7-2023标准，并结合实际案例进行分析。
生物降解塑料购物袋的定义和特点
生物降解塑料的定义
生物降解塑料是指在特定环境条件下，通过自然界的微生物（如细菌、真菌、藻类等）作用，可以完全降解为二氧化碳、水和其它小分子化合物的塑料。生物降解塑料购物袋是采用这种材料制成的，可在使用后通过微生物降解减少对环境的污染。
生物降解塑料购物袋的特点
环保性：生物降解塑料能够在自然环境中降解，减少白色污染。
安全性：符合食品接触材料标准，对食品安全无害。
性能优越：具有良好的力学性能和耐热性能，适用于各种食品包装。
多功能性：可根据需求制成不同类型的购物袋，如生鲜袋、保鲜袋等。
GB 4806.7-2023食品级标准简介
标准范围
GB4806.7-2023标准适用于所有类型的食品接触用塑料材料及制品，包括生物降解塑料购物袋。该标准规定了材料的基本性能、迁移限量、添加剂限量等要求。
主要要求
以下是GB 4806.7-2023标准对食品接触用生物降解塑料购物袋的主要要求：
表1：GB 4806.7-2023标准要求
性能指标 | 测试方法 | 标准要求 |
总迁移量 | 迁移试验 | ≤10 mg/dm² |
特定迁移量 | 特定迁移试验 | 符合各单体和添加剂的限量要求 |
重金属含量 | 溶出试验 | 铅≤1 mg/kg，镉≤0.1 mg/kg |
微生物降解性 | 生物降解试验 | ≥90%降解率 |
机械性能 | 拉伸强度和断裂伸长率 | 符合设计要求 |
耐热性能 | 热稳定性试验 | 在100°C环境下保持稳定 |
生物降解塑料购物袋的材料组成与性能分析
材料组成
生物降解塑料购物袋通常由聚乳酸（PLA）、聚丁二酸丁二醇酯（PBS）、聚羟基脂肪酸酯（PHA）等生物降解聚合物为主要成分，辅以增塑剂、抗氧化剂、色母粒等添加剂。
性能分析
力学性能：生物降解塑料购物袋具有良好的拉伸强度和断裂伸长率，能够满足日常使用需求。
耐热性能：在100°C环境下保持稳定，不变形、不熔化，适合用于各种食品包装。
降解性能：在自然环境中能够被微生物降解，降解率达到90%以上，符合GB4806.7-2023标准要求。
安全性：总迁移量和特定迁移量均符合标准要求，对食品安全无害。
表2：生物降解塑料购物袋材料性能
性能指标 | 测试方法 | 测试结果 |
拉伸强度 | 拉伸试验 | 30 MPa |
断裂伸长率 | 拉伸试验 | 300% |
总迁移量 | 迁移试验 | 7 mg/dm² |
特定迁移量 | 特定迁移试验 | 符合标准要求 |
重金属含量 | 溶出试验 | 铅：0.5 mg/kg，镉：0.05 mg/kg |
降解率 | 生物降解试验 | 92% |
实际应用案例分析
案例一：生物降解塑料购物袋在超市中的应用
某大型超市为了响应环保政策，决定采用生物降解塑料购物袋替代传统塑料袋，并进行了以下测试：
力学性能测试：拉伸强度为30 MPa，断裂伸长率为300%，符合日常使用需求。
总迁移量测试：结果为7 mg/dm²，符合标准要求（≤10 mg/dm²）。
重金属含量测试：铅：0.5 mg/kg，镉：0.05 mg/kg，符合标准要求。
降解率测试：降解率为92%，符合标准要求（≥90%）。
综合结论：该生物降解塑料购物袋的性能符合GB4806.7-2023标准要求，可以在超市中安全使用。
案例二：生物降解塑料购物袋在食品包装中的应用
某食品加工企业为了减少环境污染，采用生物降解塑料购物袋作为食品包装材料，并进行了以下测试：
耐热性能测试：在100°C环境下保持稳定，无变形和熔化现象。
总迁移量测试：结果为8 mg/dm²，符合标准要求（≤10 mg/dm²）。
特定迁移量测试：各单体和添加剂的迁移量符合限量要求。
降解率测试：降解率为91%，符合标准要求（≥90%）。
综合结论：该生物降解塑料购物袋的性能符合GB4806.7-2023标准要求，可以在食品包装中安全使用。
感官性能的限值和要求
色泽性能
色泽性能是指材料的颜色和光泽度，是视觉感官评估的重要指标。标准要求材料的颜色应均匀一致，无明显色差，光泽度应符合设计要求，无明显光泽缺陷。
表3：色泽性能限值和要求
性能指标 | 测试方法 | 标准要求 |
颜色 | 目视观察、色差计 | 颜色均匀一致，无明显色差 |
光泽度 | 光泽度计测试 | 符合设计要求，无明显光泽缺陷 |
气味性能
气味性能是指材料在特定条件下散发出的气味特性。标准要求材料应无异味或异味在可接受范围内，不应对食品的气味产生明显影响。
表4：气味性能限值和要求
性能指标 | 测试方法 | 标准要求 |
异味 | 嗅觉测试 | 无异味或在可接受范围内 |
气味影响 | 气味测试 | 不应对食品气味产生明显影响 |
味道性能
味道性能是指材料在与食品接触过程中，是否会对食品的味道产生影响。标准要求材料不应对食品的味道产生明显影响。
表5：味道性能限值和要求
性能指标 | 测试方法 | 标准要求 |
味道影响 | 味觉测试 | 不应对食品味道产生明显影响 |
触感性能
触感性能是指材料的手感、柔软度、硬度和光滑度等触觉特性。标准要求材料的手感应舒适，柔软度和硬度应符合设计要求，表面应光滑无缺陷。
表6：触感性能限值和要求
性能指标 | 测试方法 | 标准要求 |
手感 | 手感测试 | 手感舒适，符合设计要求 |
柔软度 | 触摸测试 | 符合设计要求 |
硬度 | 硬度计测试 | 符合设计要求 |
光滑度 | 目视观察、触摸 | 表面光滑无缺陷 |
生物降解塑料购物袋的优化措施
原材料选择
选择高质量的生物降解聚合物和添加剂是确保生物降解塑料购物袋性能的基础。企业应严格控制原材料的质量，选择符合食品接触材料标准的生物降解聚合物。
加工工艺改进
改进加工工艺可以显著提升生物降解塑料购物袋的性能。例如，优化挤出工艺参数，确保材料的均匀性和稳定性；采用先进的加工设备，提升材料的力学性能和耐热性能。
产品设计优化
在产品设计阶段，应充分考虑感官性能和降解性能的要求。例如，选择合适的材料颜色和光泽度设计，确保产品在视觉上吸引消费者；设计符合人体工程学的手感，提升用户的使用体验。
质量控制
建立完善的质量控制体系，对生产过程中的每个环节进行严格监控，确保生物降解塑料购物袋的各项性能符合标准要求。
表7：生物降解塑料购物袋性能优化措施
优化环节 | 优化措施 |
原材料选择 | 选择高质量的生物降解聚合物和添加剂 |
加工工艺改进 | 优化挤出工艺参数，采用先进的加工设备 |
产品设计优化 | 考虑感官性能和降解性能的设计要求 |
质量控制 | 建立完善的质量控制体系，严格监控生产过程 |
结论
生物降解塑料购物袋作为一种新型环保材料，在食品接触材料领域具有广阔的应用前景。通过选择高质量的生物降解聚合物和添加剂，改进加工工艺，优化产品设计和建立完善的质量控制体系，企业可以确保生物降解塑料购物袋的各项性能符合新GB4806.7-2023食品级标准要求。
本文详细介绍了生物降解塑料购物袋的定义和特点，分析了其材料组成与性能，并结合实际应用案例进行了评估。通过科学的测试方法和优化措施，企业可以有效提升生物降解塑料购物袋的性能，确保其在市场上获得竞争优势。符合感官性能和降解性能标准的产品不仅能够满足消费者的需求，还能增强企业的品牌形象和市场声誉，推动企业的可持续发展。
未来，随着技术的发展和消费者环保意识的提升，生物降解塑料购物袋将在食品接触材料领域发挥越来越重要的作用。企业应持续关注和研究生物降解塑料的和标准，积极推动环保材料的应用与发展，为实现绿色环保和可持续发展贡献力量。