新国标下多层共挤复合膜合规性验证的技术路径与实践要点——基于GB 4806.13-2023的层析式风险评估框架

新国标下多层共挤复合膜合规性验证的技术路径与实践要点—基于GB 4806.13-2023的层析式风险评估框架

引言：标准演进与多层共挤膜的技术特性

2023年，国家卫生健康委员会和市场监督管理总局联合发布了《食品安全国家标准 食品接触用复合材料及制品》（GB 4806.13-2023），该标准于2024年9月6日正式实施，取代了原有的GB 9683-1988等系列标准。新标准系统性地整合了复合材料的结构安全要求，明确了“复合材料”的定义为“由不同材质或相同材质不同结构的材料通过物理、化学方法粘结而成，包括多层复合、涂层、夹层等结构”。多层共挤复合膜作为无胶黏剂物理复合的典型代表，其合规逻辑在标准中具有特殊性——无需评估胶黏剂迁移风险，但各功能层树脂及其添加剂的合规性需逐层验证。

多层共挤技术通过共挤出流延或吹膜工艺，将聚酰胺（PA）、乙烯-乙烯醇共聚物（EVOH）、聚乙烯（PE）等树脂在熔融状态下直接复合，形成具有阻氧、阻湿、机械增强等多功能一体化的薄膜结构。这种“无胶黏剂”特性常使生产企业误认为其合规风险低于干法复合膜。实际上，新标准通过“分层审查”原则，要求对每层树脂的材质合规性、添加剂限用、迁移行为及潜在风险进行系统评估，尤其对回收料应用提出了更严格的追溯与验证要求。

一、各功能层材质识别与基础合规性确认

1.1 材质鉴别的技术方法

根据GB 4806.13-2023第4章“原材料要求”，复合材料中各层树脂必须符合相应的基础树脂标准（如GB 4806.6-2016《食品接触用塑料树脂》、GB 4806.10-2023《食品接触用涂料和涂层》等）。对于多层共挤膜，需通过以下手段确认各层材质：

• 傅里叶变换红外光谱（FTIR）：通过显微红外逐层扫描，结合ATR模式可实现对PA、EVOH、PE等层的快速鉴别；

• 差示扫描量热法（DSC）：通过熔融峰特征区分相似树脂（如不同密度的PE）；

• 裂解气相色谱-质谱联用（Py-GC/MS）：适用于难以物理分离的超薄层（＜5μm）鉴定。

1.2 树脂合规性交叉验证

若某层树脂为PA，需满足：

1. 树脂标准合规：符合GB 4806.6中关于PA的特定迁移限值（如己内酰胺≤15 mg/kg）；

2. 工艺适应性验证：共挤工艺温度需低于该树脂的热分解阈值，避免降解产物迁移。
   对于EVOH层，需额外关注其水解稳定性及乙醛迁移风险（尤其是酸性食品接触场景）。

二、添加剂合规性的分层审查机制

2.1 GB 9685-2016的延伸适用

多层共挤膜无胶黏剂，但每层树脂中可能添加抗氧剂、爽滑剂、着色剂等功能助剂。新标准要求所有添加剂必须符合《食品接触材料及制品用添加剂使用标准》（GB 9685-2016）的正面清单要求，且需遵循：

• 层间添加剂扩散评估：在共挤高温下，添加剂可能向相邻层扩散（如PE层中的抗氧剂迁移至PA层），需通过模拟物迁移试验验证扩散量是否超出该添加剂在目标层中的限量；

• 总量控制原则：若某添加剂在多层中均被使用，其总迁移量不得突破GB 9685对该添加剂的整体限值。

2.2 非有意添加物（NIAS）的筛查

共挤过程中可能产生寡聚物、裂解产物等NIAS。建议采用：

• 气相色谱-静电场轨道阱高分辨质谱（GC-Orbitrap HRMS）：筛查未知挥发性迁移物；

• 液相色谱-四极杆飞行时间质谱（LC-QTOF-MS）：针对非挥发性寡聚物建立筛查库。

三、迁移试验的整体性与特异性设计

3.1 总迁移量的“整体测试+分层归因”

根据GB 31604.1-2015和GB 5009.156-2016，总迁移试验需以复合材料整体进行，但结果异常时需通过以下步骤归因：

1. 使用选择性溶剂（如甲酸溶解PA层、二甲溶解PE层）逐层分离后测试各层迁移量；

2. 对比各层迁移数据与树脂标准限值（如GB 4806.7中PE的总迁移限值≤10 mg/dm²）。

3.2 特定迁移的靶向监测

• 己内酰胺（PA层）：按GB 31604.19-2023采用液相色谱法，需注意酸性模拟物（如4%乙酸）可能促进PA水解导致迁移量升高；

• 乙烯和乙酸乙烯酯共聚物（EVOH层）：参照GB 31604.49监测乙醛迁移，尤其针对高温充填食品（如果汁、酱料）；

• 金属催化剂残留（如钛、铝）：通过ICP-MS检测，限值参照GB 4806.6附录A。

3.3 感官测试的标准化实施

按GB 31604.13-2023，需组织至少5名经过培训的评价员，对迁移试验后模拟物的色泽、气味、浑浊度进行评价。对于多层共挤膜，应重点关注PE层低分子量蜡导致的“烃类气味”及PA层单体残留的“胺类异味”。

四、回收料应用的特殊风险评估框架

4.1 回收料来源与预处理合规性

若某层使用物理回收树脂（如回收PE），需提供：

1. 来源证明：确保回收料仅来自食品接触材料体系，排除工业废料或医用废料污染；

2. 清洗工艺验证：提供有机污染物（农药、矿物油等）的清洗效率数据，参照EFSA的“功能屏障”概念评估层厚对污染物的阻隔效果。

4.2 污染物迁移的阶梯式评估

建议采用以下三步法：

1. 非靶向筛查：通过GC×GC-TOFMS对回收料进行全扫描，建立潜在污染物清单；

2. 优先评估：对检出浓度＞0.01 mg/kg的污染物，依据毒理学关注阈值（TTC）进行风险分级；

3. 迁移阻断验证：若污染物风险不可接受，需证明相邻功能层（如EVOH、PA）能将其迁移量降低至安全阈值以下（如基于建模计算或实测数据）。

五、合规性文件体系的构建要点

根据GB 4806.13-2023第8章“符合性声明”，生产企业需建立包含以下内容的档案：

1. 各层树脂的规格书：包括CAS号、添加剂清单、回收料比例；

2. 迁移试验报告：注明试验条件（温度、时间、模拟物）与标准符合性；

3. 层间结构示意图：标注各层材质、厚度及功能；

4. 回收料风险评估报告（如适用）：包括来源管控、污染物筛查及阻隔效能数据。

六、技术挑战与未来

当前多层共挤膜合规性验证仍面临诸多挑战：

• 超薄层（＜1μm）的精准检测：现有仪器分辨率难以实现纳米级厚度层的定量迁移分析；

• 迁移建模的适应性：欧盟的MIGRATE™等预测模型对中国特色食品模拟物（如白酒）的适用性待验证；

• 再生树脂标准缺失：国内尚未出台食品接触用再生塑料专用标准，企业多参照APR、EFSA指南执行。

未来随着超分辨检测技术及人工智能预测模型的发展，多层共挤膜的合规性评估有望实现“检测-预测-管控”的闭环管理。建议行业协会牵头建立共性技术数据库，整合各层树脂的迁移参数，开发快速筛查工具，以降低企业合规成本。

GB 4806.13-2023的实施，标志着中国食品接触材料监管从“终端产品管控”转向“全过程分层风险控制”。对于多层共挤复合膜，技术负责人需摒弃“无胶即无忧”的传统观念，建立以层材识别为基础、添加剂审查为核心、迁移验证为支撑、回收料评估为延伸的合规体系。只有通过逐层解析与系统整合，才能在这片“多层迷宫”中筑牢食品安全防线，真正实现从原料到成品的全链路安全可控。