纸基复合材料中各组分的协同检测方法研究——基于GB 4806.8-2022标准要求

纸基复合材料中各组分的协同检测方法研究——基于GB 4806.8-2022标准要求

摘要：纸基复合材料因兼具纸的环保性、塑料的阻隔性及铝箔的避光性等多重优势，被广泛应用于食品包装、餐具等食品接触领域。但其由纸、塑料膜、铝箔及黏合剂等多组分复合而成，各组分的安全风险可能相互叠加或产生协同效应，对食品安全性构成潜在威胁。GB 4806.8-2022《食品安全国家标准 食品接触用纸和纸板材料及制品》的实施，明确要求对纸基复合材料进行整体总迁移测试，并鼓励对各功能层分别评估。本文基于该标准要求，深入分析纸基复合材料各组分的安全风险特性，构建“整体统筹-分层溯源-协同验证”的检测体系，详细阐述各组分协同检测的核心原则、具体实施方法及关键技术要点，提出企业合规档案建立的核心要求，为提升纸基复合材料食品接触安全性、规范行业检测行为提供技术支撑。

一、引言

随着食品工业的快速发展，食品接触材料的功能需求日益多元化，纸基复合材料凭借其优良的综合性能，在烘焙食品包装、方便食品餐盒、生鲜食品衬垫等场景中应用愈发广泛。典型的纸基复合材料通常由纸基层、塑料覆膜层（如聚乙烯、聚丙烯）、铝箔阻隔层及黏合剂层等多组分通过复合工艺制备而成，各组分在材料中承担着支撑、阻隔、密封等不同功能。多组分复合特性也使得材料的安全风险呈现复杂性：纸基层可能残留荧光增白剂、甲醛等有害物质；塑料层可能存在特定迁移物超标风险；铝箔层可能发生金属离子迁移；黏合剂中的残留溶剂或单体也可能向食品中迁移，且各组分界面间可能发生化学反应，生成新的有害物。

GB 4806.8-2022标准于2022年6月30日发布，2023年6月30日正式实施，替代原GB 4806.8-2016标准，对食品接触用纸和纸板材料及制品的安全要求进行了全面升级。该标准明确提出，对于纸基复合材料等多组分制品，需进行整体材料的总迁移测试，鼓励对各功能层分别开展安全性评估，确保各组分均符合对应材料的食品安全国家标准要求。这一要求凸显了“整体把控+分层溯源”的协同检测理念，为纸基复合材料的安全检测提供了核心依据。构建科学、系统的各组分协同检测方法，不仅是满足标准合规性要求的关键，更是保障食品接触安全的重要技术手段。本文基于GB 4806.8-2022标准框架，结合纸基复合材料的结构特性与安全风险，深入探讨各组分协同检测的技术路径与实施要点。

二、纸基复合材料的组分构成与安全风险分析

纸基复合材料的核心优势在于通过多组分复合实现功能互补，但其安全风险也源于各组分自身的固有缺陷及复合过程中产生的界面效应。明确各组分的构成特性及对应的安全风险，是构建协同检测方法的前提。典型纸基复合材料的组分构成及安全风险如下：

2.1 核心组分构成

典型纸基复合材料的结构通常为“纸基层+功能涂层/覆膜层+阻隔层+黏合剂层”，各组分的功能与常见材质如表1所示：

2.2 各组分安全风险特性

各组分因材质特性及生产工艺差异，存在不同的安全风险点，且可能通过界面迁移或化学反应产生协同风险，具体分析如下：

• 纸基层风险：纸基层的安全风险主要来源于原料及加工助剂。原料方面，若使用回收废纸或不合格植物纤维，可能残留重金属（铅、砷等）、农药残留或微生物污染；加工过程中，为提升白度可能添加荧光增白剂，为增强强度可能使用含甲醛的湿强剂，这些物质均可能向食品中迁移。GB 4806.8-2022明确规定，纸基层的荧光性物质在波长254nm和365nm下应为阴性，甲醛迁移量≤1.0mg/dm²，重金属（以Pb计）≤1mg/kg。

• 塑料覆膜层风险：塑料层的风险主要为特定迁移物超标，如PE/PP中的抗氧化剂迁移、PET中的残留单体对苯二甲酸迁移等。若塑料加工过程中使用不合格添加剂（如增塑剂、稳定剂），也可能导致迁移物超标。根据GB 4806.6-2016要求，塑料层需符合特定迁移限量（SML）、特定迁移总量限量（SML(T)）等指标规定。

• 铝箔阻隔层风险：铝箔层的核心风险是铝离子迁移，尤其在接触酸性食品（如醋、果汁）时，酸性环境可能加速铝离子溶出，长期摄入铝离子会对人体神经系统和骨骼系统造成损害。GB 4806.9-2016规定，食品接触金属材料及制品的重金属迁移量需符合相关限量要求。

• 黏合剂层风险：黏合剂层是易被忽视的风险点，溶剂型黏合剂可能残留挥发性有机化合物（VOCs），反应型黏合剂可能残留未反应的单体（如异氰酸酯），这些物质具有毒性，可能通过界面扩散迁移至食品中。黏合剂与其他组分的相容性不佳时，可能导致界面剥离，释放更多有害物质。

• 界面协同风险：各组分界面间可能发生化学反应，如黏合剂中的活性基团与塑料层的官能团反应生成新的有害物；或因界面结合不牢固形成微缝隙，导致模拟液或食品成分渗透，加速各组分中有害物质的迁移。例如，在高温条件下，纸基层的水分可能渗透至黏合剂层，导致黏合剂分解，释放更多残留溶剂。

三、纸基复合材料各组分协同检测的核心原则

基于GB 4806.8-2022标准要求及纸基复合材料的多组分特性，协同检测需遵循“整体把控、分层溯源、模拟适配、界面考量”四大核心原则，确保检测结果全面、准确反映材料的整体安全性及各组分的合规性。

3.1 整体把控原则

GB 4806.8-2022明确要求对纸基复合材料进行整体材料的总迁移测试，这是评估材料整体安全性的核心指标。总迁移测试需模拟实际使用条件，通过食品模拟液提取材料中迁移的所有可溶性物质，以评估其对人体健康的潜在风险。整体检测的核心意义在于捕捉各组分迁移物的叠加效应——单一组分的迁移量符合要求，多组分迁移物叠加后仍可能超出安全限量。协同检测需以整体总迁移测试为基础，确保材料整体符合安全要求。

3.2 分层溯源原则

标准鼓励对各功能层分别评估，这是协同检测的关键环节。当整体总迁移测试结果超标或存在异常时，需通过分层检测追溯风险来源，明确是某一组分单独超标还是多组分协同超标。分层检测需在不破坏各组分原有特性的前提下实现组分分离，再针对各组分的特性指标进行检测，确保各组分分别符合对应材料的国家标准要求（如塑料层符合GB 4806.6-2016、铝箔层符合GB 4806.9-2016）。

3.3 模拟适配原则

检测时需选择能穿透各层的模拟液，确保迁移测试的有效性。食品模拟液的选择需基于材料的实际使用场景，根据接触食品的类型（水性、酸性、油性）及接触温度、时间等条件确定。例如，接触水性食品（如饮料、米饭）可选择10%乙醇溶液或水作为模拟液；接触酸性食品（如醋、果汁）可选择3%~4%乙酸溶液；接触油性食品（如油炸食品、肉类）可选择95%乙醇溶液或橄榄油作为模拟液。模拟液需具备良好的渗透性，能够穿透纸基层、黏合剂层等，充分提取各组分中的迁移物，避免因模拟液选择不当导致迁移物提取不充分，影响检测结果准确性。

3.4 界面考量原则

协同检测需充分考虑各组分界面间可能发生的化学反应及渗透效应。在检测方案设计中，需模拟实际使用条件下的温度、湿度等环境因素，评估界面反应对迁移物种类和含量的影响。例如，对于高温蒸煮用纸基复合材料，需在121℃高压条件下进行迁移测试，考察高温下界面结合状态变化及有害物质迁移规律；对于长期储存用材料，需延长迁移测试时间，评估界面微缝隙中有害物质的缓慢迁移过程。

四、纸基复合材料各组分协同检测方法的构建与实施

基于上述核心原则，构建“整体总迁移检测-组分分离-分层专项检测-界面效应验证”的协同检测流程，实现从整体到局部、从宏观到微观的全面安全评估。具体检测方法及实施要点如下：

4.1 第一步：整体材料总迁移检测（基础检测）

整体总迁移检测是协同检测的基础，需严格遵循GB 4806.8-2022及GB 31604.1、GB 5009.156的规定执行，核心目的是评估材料整体的迁移风险。

4.1.1 样品制备

将纸基复合材料样品裁切或剪碎成约1cm²的小块，确保样品表面积与体积比符合实际使用条件（若标准无明确规定，可采用6dm²/L的比例）。制样过程中需佩戴洁净手套，避免手直接接触样品造成污染。称取10g（到0.01g）试样，若检测结果以mg/dm²表示，需测量所称取试样对应的表面积（仅以单面计算）。

4.1.2 模拟液选择与迁移条件设定

根据材料的实际使用场景选择合适的食品模拟液，常见模拟液及适用场景如表2所示。迁移条件（温度、时间）需模拟实际使用中的严苛条件，例如：常温储存食品接触材料采用40℃、10天；高温使用材料（如微波加热餐盒）采用60℃、2h或121℃、30min（高压条件）。

4.1.3 检测步骤与结果判定

将制备好的试样置于具塞三角烧瓶中，加入对应体积的模拟液，按照设定的温度和时间在恒温水浴槽中进行迁移试验，不时振摇以确保模拟液与样品充分接触。试验结束后，将提取液转移至容量瓶中，用对应温度的模拟液冲洗试样2次，洗涤液并入容量瓶中，冷却至23℃±2℃后定容至刻度，采用重量法测定总迁移量（将提取液蒸发至干后称量残留物质量）。

根据GB 4806.8-2022要求，整体材料的总迁移量≤10mg/dm²；若按照规定选择的食品模拟物测得的总迁移量超过限量时，需按照GB 31604.8测定三氯甲烷提取物，并以三氯甲烷提取量进行结果判定。婴幼儿专用纸基复合材料需将结果单位换算为mg/kg，限量≤60mg/kg。

4.2 第二步：各功能层分离（关键技术）

当整体总迁移检测结果合格时，可进一步开展分层检测验证各组分合规性；若整体检测结果超标，则需通过分层检测追溯风险来源。组分分离的核心要求是在不破坏各组分化学特性的前提下，实现各层的完整剥离，常用分离方法如下：

• 机械剥离法：适用于复合强度较低的纸基复合材料（如简单覆膜纸）。使用镊子、刀片等工具，从材料边缘缓慢剥离各层，确保剥离后的单层材料无破损、无其他组分残留。该方法操作简单，无化学试剂干扰，适合后续理化指标检测，但对复合强度高的材料（如纸-铝-塑复合膜）适用性较差。

• 溶剂辅助剥离法：适用于复合强度较高的材料。选择对黏合剂有溶解作用但不影响各组分主体结构的溶剂（如乙醇、乙酸乙酯），将样品浸泡在溶剂中一段时间（通常1~2h），待黏合剂软化后，再进行机械剥离。需注意溶剂选择需经过验证，确保溶剂不会与纸、塑料、铝箔等组分发生化学反应，且剥离后需将单层材料充分干燥，去除残留溶剂，避免影响后续检测结果。

• 低温冷冻剥离法：适用于热塑性塑料覆膜的纸基复合材料。将样品置于-20℃~-40℃的低温环境中冷冻1~2h，使塑料层与纸基层、黏合剂层的结合力下降，再通过机械剥离实现分层。该方法可有效避免化学试剂污染，对温度敏感的组分（如某些塑料、黏合剂）适用性较好。

分离后需对各单层材料进行纯度验证，采用傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线荧光光谱（XRF）等方法，确认剥离后的单层材料无其他组分特征峰，确保分层检测结果的准确性。

4.3 第三步：分层专项检测（溯源检测）

针对分离后的纸基层、塑料层、铝箔层及黏合剂层，分别开展专项检测，各层检测指标及方法需符合对应材料的国家标准要求，具体检测项目及标准如表3所示：

需特别注意，分层检测的迁移条件需与整体检测保持一致，确保检测结果具有可比性。例如，若整体检测采用3%乙酸溶液、60℃、2h的条件，则各单层材料的迁移检测也需采用相同条件，以准确评估各组分在实际使用场景下的迁移贡献。

4.4 第四步：界面效应验证（协同补充）

为评估各组分界面间的化学反应及渗透效应对检测结果的影响，需在协同检测中增加界面效应验证试验。该试验通过对比“整体材料”与“各单层材料迁移量之和”的差异，判断是否存在界面协同风险。

4.4.1 验证方法

采用与整体检测相同的模拟液和迁移条件，分别测定整体材料的总迁移量（M总）及各单层材料的迁移量（M纸、M塑、M铝、M黏），计算各单层迁移量之和（M和=M纸+M塑+M铝+M黏）。若M总与M和的差值在±10%以内，说明界面效应不显著；若M总显著大于M和（差值>10%），说明界面间可能发生化学反应生成了新的迁移物，或界面渗透效应加速了迁移；若M总显著小于M和（差值<-10%），说明界面间可能存在吸附作用，抑制了部分迁移物的释放。

4.4.2 异常处理

当界面效应验证出现异常时，需进一步采用气相色谱-质谱联用法（GC-MS）、液相色谱-质谱联用法（LC-MS）等技术，分析整体材料迁移液中的组分种类，与各单层材料迁移液的组分进行对比，明确是否存在新的有害物。通过扫描电子显微镜（SEM）观察界面微观结构，判断是否存在微缝隙、剥离等缺陷，为优化材料复合工艺提供技术依据。

4.5 协同检测结果整合与判定

协同检测的终结果需结合整体检测、分层检测及界面效应验证三部分结果进行综合判定：

1. 若整体总迁移量符合标准要求，且各单层材料的专项检测指标均符合对应标准要求，界面效应验证无异常，则判定该纸基复合材料符合GB 4806.8-2022及相关标准要求。

2. 若整体总迁移量符合要求，但某一单层材料专项检测指标超标，则需进一步核查该组分的原料合规性及生产工艺，评估该组分迁移量对整体安全性的影响，必要时重新优化材料配方。

3. 若整体总迁移量超标，通过分层检测发现多组分迁移量叠加后超标，则需分别控制各组分的迁移量，确保叠加后符合整体要求；若分层检测发现单一组分超标，则需重点整改该组分的生产环节。

4. 若界面效应验证发现存在新的迁移物，则需深入分析反应机理，调整复合工艺（如更换黏合剂、优化复合温度），消除界面协同风险。

五、基于协同检测的企业合规管理与档案建立

GB 4806.8-2022要求企业建立完整的材料合规档案，确保纸基复合材料的每一组成部分均符合国家食品接触材料法规。协同检测作为合规管理的核心技术手段，其检测数据需全面纳入合规档案，实现从原料到成品的全链条追溯。

5.1 合规档案的核心内容

企业合规档案应涵盖“原料-生产-检测-成品”全流程信息，具体包括：

• 原料合规信息：各组分原料的供应商资质证明、原料合格检验报告（如纸浆的重金属检测报告、塑料粒子的特定迁移物检测报告、铝箔的纯度检测报告、黏合剂的残留溶剂检测报告）、原料采购验收记录等。

• 生产工艺信息：复合工艺参数（如复合温度、压力、时间）、加工助剂的使用记录（种类、用量、来源）、生产过程质量控制记录（如中间产品的复合强度检测记录）等。

• 协同检测信息：整体总迁移检测报告、各组分分离记录、分层专项检测报告、界面效应验证报告、检测仪器校准证书、检测人员资质证明等。

• 成品追溯信息：成品批次编号、生产日期、销售记录、成品检验报告、客户反馈及质量问题处理记录等。

5.2 合规档案的管理要求

企业需建立合规档案的专人管理制度，确保档案信息的真实性、完整性和可追溯性：

1. 档案需以纸质或电子形式长期保存（建议保存期限不少于产品保质期后2年），电子档案需采取加密、备份等措施，防止信息丢失或篡改。

2. 建立档案检索机制，确保监管部门核查或企业内部质量追溯时，能够快速调取相关信息。

3. 定期对合规档案进行审核更新，当原料供应商变更、生产工艺调整或标准要求升级时，需及时补充相关检测数据和证明材料，确保档案信息与实际生产情况一致。

4. 将合规档案管理纳入企业质量管理体系，明确各部门职责（如采购部门负责原料信息收集、检测部门负责检测报告归档、生产部门负责工艺记录整理），形成闭环管理。

5.3 协同检测在合规管理中的应用价值

协同检测不仅为合规档案提供了核心检测数据支撑，还能帮助企业实现主动风险防控：通过分层检测追溯原料风险，可提前筛选合格供应商；通过界面效应验证优化生产工艺，可降低成品质量不合格率；通过整体检测确保成品安全，可提升企业品牌信誉。在应对监管核查或产品质量纠纷时，完整的协同检测数据和合规档案可作为企业产品合规性的有力证明，降低企业合规风险。

六、

纸基复合材料的多组分特性决定了其安全检测需突破单一组分检测的局限，构建“整体把控-分层溯源-界面考量”的协同检测体系。本文基于GB 4806.8-2022标准要求，详细阐述了协同检测的核心原则、实施流程及关键技术要点，通过整体总迁移检测评估材料整体安全性，通过组分分离与分层检测追溯风险来源，通过界面效应验证捕捉协同风险，形成了全面、系统的检测方案。强调了协同检测与企业合规档案建立的紧密结合，实现从技术检测到合规管理的全链条保障。

未来，随着纸基复合材料技术的不断发展（如可降解复合材料、多功能复合涂层材料的涌现），协同检测方法需进一步优化：一方面，需开发更高效、环保的组分分离技术，减少化学试剂的使用；另一方面，需引入更精准的检测技术（如高分辨质谱、拉曼光谱成像），实现界面反应的实时监测和迁移物的快速定性定量分析。行业内可建立协同检测数据共享平台，推动检测方法的标准化和规范化，助力食品接触用纸基复合材料行业的高质量发展，切实保障消费者饮食安全。