基于GB4806标准的食品接触用密封袋研究与应用
引言
食品接触用密封袋因其便捷性和优越的密封性能，广泛应用于食品储存和运输领域。密封袋作为食品接触材料，其安全性和使用性能备受关注。为了确保食品接触材料的安全性，中国发布了新的食品级标准GB4806。本文将探讨食品接触用密封袋的材料特性、生产工艺、检测方法及其在实际应用中的表现，并结合GB4806标准进行详细分析。
一、GB 4806标准概述
1. 标准背景
GB4806标准是中国食品安全国家标准的一部分，旨在确保食品接触材料及制品在使用过程中的安全性。该系列标准包括对不同材料和制品的成分、理化性能、迁移限量等要求。
2. 标准主要内容
成分要求：明确了食品接触用材料中可使用的聚合物和添加剂。
理化性能：包括密度、机械强度、耐热性、耐化学性等。
迁移限量：限制了有害物质从材料向食品中的迁移量。
检测方法：规定了各项性能的检测方法和标准。
二、食品接触用密封袋的材料特性
1. 常用材料
食品接触用密封袋通常采用以下几种常见材料：
聚乙烯（PE）：柔韧性好，耐低温，适用于冷藏和冷冻食品。
聚丙烯（PP）：具有良好的耐热性和机械性能，适用于微波炉加热食品。
聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）：透明性好，强度高，适用于透明密封袋。
尼龙（PA）：具有优异的耐磨性和抗穿刺性，适用于高强度食品包装。
铝箔复合材料：具有优异的阻隔性能，适用于长时间储存食品。
2. 材料特性分析
2.1 聚乙烯（PE）
柔韧性：PE材料柔韧性好，不易破裂。
耐低温性能：在低温环境下性能稳定，适用于冷藏和冷冻食品。
耐化学性：对酸、碱、盐等化学物质具有良好的耐受性。
安全性：无毒无味，符合食品接触材料的安全要求。
2.2 聚丙烯（PP）
耐热性：PP材料在高温下稳定，适用于微波炉加热食品。
机械性能：具有良好的抗冲击性，耐磨性和高刚性。
耐化学性：对酸、碱、盐等化学物质具有良好的耐受性。
安全性：无毒无味，符合食品接触材料的安全要求。
2.3 聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）
透明性：PET材料透明度高，适合制作透明密封袋，能直观展示食品。
机械性能：强度高，抗冲击性好。
耐化学性：对大多数化学物质具有良好的耐受性。
安全性：无毒无味，符合食品接触材料的安全要求。
2.4 尼龙（PA）
耐磨性：尼龙材料具有优异的耐磨性和抗穿刺性。
阻隔性：对氧气和水蒸气具有良好的阻隔性能。
机械性能：强度高，抗冲击性好。
安全性：无毒无味，符合食品接触材料的安全要求。
2.5 铝箔复合材料
阻隔性能：铝箔复合材料具有优异的阻隔性能，能够有效防止水分和氧气的渗透。
耐热性：具有良好的耐热性能，适用于长时间储存食品。
机械性能：强度高，抗撕裂性能好。
安全性：无毒无味，符合食品接触材料的安全要求。
三、生产工艺
食品接触用密封袋的生产工艺主要包括吹塑成型、挤出成型、复合成型和热封等。以下是这些生产工艺的详细介绍。
1. 吹塑成型工艺
1.1 工艺流程
原料准备：选择符合标准的塑料原料，进行干燥和预处理。
熔融塑化：将原料加入吹塑机中加热熔融，形成熔融状态的塑料。
吹塑成型：将熔融塑料通过吹塑机吹塑成型，形成中空的密封袋。
冷却定型：将吹塑成型的密封袋进行冷却定型，进行后续处理。
1.2 优缺点
优点：适用于生产中空结构的产品，成本较低。
缺点：产品表面质量较注塑成型略差，适合生产形状简单的产品。
2. 挤出成型工艺
2.1 工艺流程
原料准备：选择符合标准的塑料原料，进行干燥和预处理。
熔融塑化：将原料加入挤出机中加热熔融，形成熔融状态的塑料。
挤出成型：将熔融塑料通过挤出机挤出成型，形成薄膜状的密封袋。
冷却定型：将挤出成型的密封袋进行冷却定型，进行后续处理。
2.2 优缺点
优点：适用于生产薄膜状的产品，生产效率高。
缺点：设备投资较大，适合大规模生产。
3. 复合成型工艺
3.1 工艺流程
原料准备：选择符合标准的多种材料，如PE、PP、PET、铝箔等，进行预处理。
复合：将多种材料通过复合机进行复合，形成复合结构的密封袋。
成型：通过热压或冷压工艺将复合材料压制成型，形成密封袋。
冷却定型：将成型的密封袋进行冷却定型，进行后续处理。
3.2 优缺点
优点：复合成型工艺能够提升产品的综合性能，如阻隔性能、机械强度等。
缺点：生产工艺较为复杂，设备投资较大。
4. 热封工艺
4.1 工艺流程
原料准备：选择符合标准的密封袋材料，进行预处理。
热封：将密封袋的开口部分通过热封机进行热封，确保密封性能。
冷却定型：将热封后的密封袋进行冷却定型，确保密封效果。
4.2 优缺点
优点：热封工艺能够确保产品的密封性能，防止食品污染。
缺点：热封质量直接影响产品的使用性能和寿命。
四、检测项目及方法
为了确保食品接触用密封袋的质量，需要进行一系列检测。主要检测项目及方法如下：
1. 外观质量检测
1.1 目视检查
检查密封袋表面有无气泡、斑点、皱纹、破洞等缺陷，确保产品表面光滑、均匀。
2. 尺寸测量
2.1 厚度测量
采用厚度测量仪测量密封袋的厚度，确保厚度均匀，符合标准要求。
2.2 长度和宽度测量
采用钢尺或测量仪测量密封袋的长度和宽度，确保尺寸符合标准要求。
3. 物理机械性能检测
3.1 拉伸强度和断裂伸长率测试
采用材料试验机测试密封袋的拉伸强度和断裂伸长率，确保其力学性能符合标准要求。
3.2 抗撕裂强度测试
采用抗撕裂试验机测试密封袋的抗撕裂强度，确保其具有足够的耐撕裂性能。
4. 耐热性能检测
4.1 热变形温度测试
采用热变形温度试验机测试密封袋的热变形温度，确保其在高温环境下的稳定性。
5. 化学性能检测
5.1 耐化学腐蚀性能测试
将密封袋分别浸泡在酸、碱、油脂等溶液中，观察其外观变化，确保其具有良好的耐化学腐蚀性能。
6. 迁移量检测
6.1 总迁移量测试
采用迁移测试仪测试密封袋的总迁移量，确保有害物质的迁移量在标准范围内。
6.2 特定迁移量测试
采用液相色谱、气相色谱等先进分析技术测试密封袋的特定迁移量，确保有害物质的迁移量在标准范围内。
五、表格明细
检测项目 | 检测方法 | 标准要求 |
外观质量 | 目视检查 | 表面光滑、均匀、无缺陷 |
厚度 | 厚度测量仪 | 均匀，符合标准要求 |
长度 | 钢尺/测量仪 | 符合标准要求 |
宽度 | 钢尺/测量仪 | 符合标准要求 |
拉伸强度 | 材料试验机 | 符合标准要求 |
断裂伸长率 | 材料试验机 | 符合标准要求 |
抗撕裂强度 | 抗撕裂试验机 | 符合标准要求 |
热变形温度 | 热变形温度试验机 | 符合标准要求 |
耐化学腐蚀性能 | 浸泡试验 | 符合标准要求 |
总迁移量 | 迁移测试仪 | 符合标准要求 |
特定迁移量 | 液相色谱/气相色谱 | 符合标准要求 |
六、实际应用分析
案例一：某食品公司生产的聚乙烯（PE）密封袋
检测项目及结果：
外观质量：目视检查合格，表面光滑、均匀、无缺陷。
厚度：平均厚度0.05mm，均匀性良好，符合标准要求。
长度：平均长度300mm，均匀性良好，符合标准要求。
宽度：平均宽度200mm，均匀性良好，符合标准要求。
拉伸强度：拉伸强度25MPa，符合标准要求。
断裂伸长率：断裂伸长率400%，符合标准要求。
抗撕裂强度：抗撕裂强度15N/mm，符合标准要求。
热变形温度：120℃，符合标准要求。
耐化学腐蚀性能：浸泡在酸、碱、油脂溶液中24小时，未见明显变化，符合标准要求。
总迁移量：2mg/dm²，符合标准要求。
特定迁移量：符合标准要求，未检测出有害物质。
案例二：某高端食品公司生产的铝箔复合密封袋
检测项目及结果：
外观质量：目视检查合格，表面光滑、均匀、无缺陷。
厚度：平均厚度0.08mm，均匀性良好，符合标准要求。
长度：平均长度250mm，均匀性良好，符合标准要求。
宽度：平均宽度150mm，均匀性良好，符合标准要求。
拉伸强度：拉伸强度40MPa，符合标准要求。
断裂伸长率：断裂伸长率200%，符合标准要求。
抗撕裂强度：抗撕裂强度20N/mm，符合标准要求。
热变形温度：150℃，符合标准要求。
耐化学腐蚀性能：浸泡在酸、碱、油脂溶液中24小时，未见明显变化，符合标准要求。
总迁移量：1.5mg/dm²，符合标准要求。
特定迁移量：符合标准要求，未检测出有害物质。
七、食品接触用密封袋的未来发展趋势
随着科技的不断进步和消费者需求的变化，食品接触用密封袋的材料性能和生产工艺将不断优化和提升。未来的发展趋势主要包括：
1. 高性能材料的研发
通过材料改性和共混等技术，提升密封袋的机械性能、耐热性能和耐化学性，实现更加广泛的应用。
2. 环保型材料的推广
随着环保意识的增强，生产过程中减少对环境的污染，开发可降解和可回收的密封袋材料，推动绿色包装的发展。
3. 智能化生产工艺的应用
采用智能化生产设备和工艺，提高生产效率和产品质量，降低生产成本，实现密封袋生产的智能化和自动化。
结论与展望
食品接触用密封袋因其优异的性能，在食品接触材料中具有重要地位。通过系统的材料选择、科学的生产工艺和严格的质量检测，能够确保其在实际应用中的安全性和可靠性。未来，随着技术的不断进步和环保意识的提升，食品接触用密封袋将继续在高性能化、环保化和智能化方向发展，为推动包装行业的可持续发展做出贡献。
断裂伸长率（Elongation atBreak）是一种衡量材料在拉伸至断裂时所能承受的变形程度的机械性能指标。它反映了材料的延展性和韧性，是评价材料在实际应用中能否承受变形和应力的一项重要参数。
1. 定义
断裂伸长率是指材料在拉伸试验中，从初始长度（L0）拉伸到断裂时的长度（L）所经历的大变形量，通常用百分比表示。其公式为：
断裂伸长率(%)=L−L0L0×100断裂伸长率(%)=L0L−L0×100
L0：试样的初始标距长度。
L：试样断裂时的标距长度。
2. 测试设备
拉伸试验机：用于施加拉伸力并测量试样的变形。
夹具：确保试样在拉伸过程中固定且受力均匀。
引伸计：用于jingque测量试样的形变（可选，通常内置于拉伸试验机中）。
3. 测试步骤
3.1 准备试样
试样规格：根据测试标准（如ASTM D638、ISO527）的要求准备试样。常见的试样形状有哑铃形和矩形。
试样数量：为确保结果的可靠性，通常需要进行多次重复测试。
3.2 安装试样
固定试样：将试样安装在拉伸试验机的夹具上，确保其受力均匀。
设定标距：在试样上标记初始长度（L0），即标距。
3.3 开始测试
施加拉伸力：启动拉伸试验机，以恒定的拉伸速率（通常为50mm/min或更低，根据材料性质和测试标准）施加拉伸力。
监控变形：使用引伸计或内置测量装置实时监控试样的变形情况。
3.4 记录数据
记录断裂时的长度（L）：当试样发生断裂时，记录此时的长度。
计算断裂伸长率：根据公式计算断裂伸长率。
4. 数据处理
多次测试取平均值：对多个试样的测试结果进行平均，以确保结果的可靠性。
分析数据：对测试数据进行统计分析，计算标准偏差和置信区间。
5. 注意事项
试样制备：严格按照标准制备试样，确保其尺寸和形状符合要求。
夹具对准：确保夹具对准正确，以避免试样在测试过程中不均匀受力。
环境条件：控制测试环境，如温度和湿度，以避免对测试结果造成影响。
6. 应用领域
材料选择：断裂伸长率用于选择适用于需要高延展性和韧性的材料，如橡胶、弹性体和某些塑料。
质量控制：用于评估材料的延展性和韧性，确保产品在使用过程中不会因应力过大而断裂。
研发和改进：用于新材料的开发和性能改进，评估材料在不同条件下的延展性表现。
7. 标准规范
ASTM D638：塑料拉伸性能的标准测试方法。
ISO 527：塑料拉伸性质的测定。
断裂伸长率是衡量材料延展性和韧性的重要指标，通过标准化的测试步骤和设备，可以获得可靠的测试结果。这些结果对于材料的选择、质量控制和新材料的研发具有重要意义。