2018年1月29日，小编对北京印刷学院等离子体物理及材料研究室陈强教授进行了采访。已经进入假期的校园，显得格外安静，但是等离子体物理及材料研究室里却机器正常运行、工作按部就班，人员来来往往。这些研究人员不辞辛苦，全身心的投入到科研项目当中，进行着对包装印刷行业带来不同凡响新技术和新工艺的研发。

北京印刷学院教授陈强

包装在对食品提供保护，防止食品受外界微生物或其它物质的污染，防止或减少食品氧化和其它反应方面有着不可替代的作用，包装对于人类生活而言不可或缺，同时不合格的包装也对人类身体健康产生了直接影响。

我国传统的食品包装经历了由使用纸包装、马口铁罐、玻璃包装等，到使用塑料包装和复合型材料包装的过程。虽然我国食品包装业呈高速发展，但也存在着低水平重复建设，产能过剩，竞争无序的问题；中小企业偏多，产业集中度低，竞争实力弱，生产的产品技术含量低。由于我国包装产品保存时间不够、保鲜效果不好、附着力不强等原因，很多企业不得不依赖进口包装，但是进口包装价格昂贵，因此解决这一现状最好的办法就是提升我国生产的包装质量。

使用等离子体技术，能够提高包装质量、增加保鲜效果、减少有害物质迁移对人体的危害。等离子体是物质的第四态。它区别固态，液态和气态，其特征是物质处于电离状态。在这种状态下，大多数原子中的电子都脱离了原子核的束缚，成为带负电荷的自由电子和带正电荷的离子。低温等离子体中含有大量高能电子、离子、激发态粒子和具有很强氧化性的自由基，这些活性粒子，特别是高能电子（一般约1~10eV）更易于和所接触的物质发生物理变化和化学反应，因此近年来低温等离子体已经广泛被用来对材料进行表面改性以改变其粘着力、吸水性、着色性等性能，合成新材料和传统的方法相比，利用等离子体处理具有显著的优点：成本低、无废弃物、无污染，有时可得到传统的物理和化学方法难以得到的处理效果。

陈强教授长期从事等离子体技术的研究，他们团队研发出的等离子体沉积薄膜、新型等离子体改性技术能够为印刷包装行业带来较大的进步。差异等离子体沉积技术制备的纳米薄膜可以制作食品包装阻隔薄膜、高阻隔瓶、有害填料抗迁移层、有机电池和OLED封装高阻隔薄膜、ITO薄膜防划痕耐磨层、智能窗膜和贴膜、高附着力铝薄膜、柔性金属薄膜、吸热薄膜等印刷包装多个领域。

本次我们主要介绍的是应用在食品包装领域的阻隔薄膜、高阻隔瓶以及高附着力铝薄膜。

阻隔包装是指采用具有阻隔氧和水蒸气渗透的材料对产品进行包装，以达到延长食品、药品、化妆品和对环境敏感的物品的保质期和货架寿命的目的，确保其贮存、运输和商品分销时保险、保味、保质和安全。

我国食品包装阻隔薄膜水蒸气透过率和氧气透过率的标准是5g/（m²·d）和5cm³（STP）/（m²·d）。等离子体物理及材料研究室研发的SiOx-PET阻隔膜经中国包装科研测试中心检测，得到的结果是：水蒸气透过率（38°C，90%RH）为1.37g/（m²·d），氧气透过率（23°C）为1.47cm³（STP）/（m²·d），均小于国家标准，能够大大的延长食品、药品、化妆品和对环境敏感物品的保存期限。

SiOx阻隔膜的显著特点是：(1)良好的阻隔性，对氧气和水蒸气防渗透性能优良；(2)耐温性好，使用温度范围宽，可用于冷藏或直接加热；(3)微波透过性好，适用于微波加热食品包装；(4)优秀的耐药品性，可耐酸碱的包装；(5)良好的保香性，耐油性，适合于含油脂食品的包装；(6)良好的透明性，其内容物清晰可见，有利于货架展示；(7)环境友好，无污染；(8)表面能高，可直接印刷。

等离子体物理及材料研究室在国内率先进行高阻隔瓶的制备及其工业化生产的研究，取得了很好的成绩。在0.6L的PET瓶内表面沉积氧化硅、类金刚石薄膜，氧气的阻隔性能提高约30倍，可以应用于啤酒、碳酸饮料、药品、农药等产品的包装。使用高阻隔瓶装啤酒或碳酸饮料可以减少二氧化碳的排放，装葡萄酒可以使葡萄酒氧化的更好。

经检测，普通塑料瓶中大概含有20多种添加剂。我国很多食品出口被退回的主要原因都是因为有害物的迁移超标。其中有的塑料制品还含有被称为台湾版的“三聚氰胺事件”中的罪魁祸首——塑化剂。等离子体物理及材料研究室在塑料瓶内表面沉积纳米厚度氧化硅、类金刚石薄膜，可以大大降低有害添加剂和小分子的迁移。如在聚氯乙烯PVC表面沉积100 nm类金刚石薄膜，邻苯类的增塑剂迁移量可以由基膜的16.2%下降到2.4%，低于欧盟3%的标准，食品安全性大大提高。

镀铝膜包装是采用高温蒸镀工艺在塑料薄膜表面镀上一层20~30nm厚度金属铝而形成的一种复合软包装材料。最常用的加工方法是真空热镀铝法，就是在高真空状态下通过高温将金属铝融化蒸发，使铝的蒸汽沉淀堆积到塑料薄膜表面上，从而使塑料薄膜表面具有金属光泽，同时具有一定的阻隔性能。由于它既具有塑料薄膜的特性，又具有一定的阻隔特性和金属光泽，是一种廉价美观、性能优良、实用性强的包装材料。

如果镀铝膜附着力不高，镀铝包装袋在蒸煮的过程中铝和基膜会分开，包装的液体会渗透，这一直困扰着国内镀铝膜行业。等离子体物理及材料研究室采用新型等离子体处理技术制备出高附着力镀铝膜。采用等离子体改性聚合物薄膜表面，再沉积金属铝，可获得附着力在10N/15mm以上的高附着性能镀铝膜，产品附加值高，工艺简单，容易工业化生产。