HOBA Layer LDH Füllung PE-Folie: antibakterielle Blockierung doppelt erhöht, Trauben frisch bis zu 30 Tage

Forschungsübersicht

Laut einer in der Zeitschrift Packaging Technology and Science veröffentlichten Studie fügten die Forscher 2-Hydroxy-5-Octylbenzonsäure (HOBA) durch Ionenaustausch in die Schichten von Zn-Al-schichtförmigem Dihydroxid (LDH) ein, um einen HOBA-LDH-Füllstoff zu bilden. Der Füllstoff zeigt zugleich eine verbesserte thermische Stabilität, UV-Absorption, Hydrophobie, antioxidative Aktivität und antibakterielle Eigenschaften. Anschließend kombinierte das Forscherteam HOBA-LDH mit Polyethylen (PE) mit einer Schmelzgussmethode, um eine multifunktionale Verbundfolie herzustellen. Die Ergebnisse der Studie zeigen, dass HOBA-LDH sowohl E. coli als auch S. aureus zu mehr als 99,9% hemmt. Nach der Kombination mit PE betrug die Verbundmembran eine Inhibitionsrate von 94,0% bzw. 78,9%. Im Vergleich zu reinen PE-Folien zeigen Composite-Folien eine höhere Zugfestigkeit und eine höhere Brechdehnung, während die Sauerstoffdurchlässigkeit und die Wasserdampfdurchlässigkeit verringert und die UV-Blockierleistung verbessert wird.

In den Tests der Frischschutzanwendung von Rottrauben reduzierte die Kompositfolie effektiv den Gewichtsverlust der Früchte, unterdrückte die Atmungsintensität, verhinderte die Korruption von Mikroben und erhielt die Härte, Süße und sensorische Qualität der Früchte, die Frischdauer wurde auf 30 Tage verlängert. Die Studie kam zu dem Schluss, dass die HOBA-Layering-LDH-Füllstoffe die Gesamtleistung der Verbundfolie verbessern und eine starke Anwendungsaussicht für aktive Lebensmittelverpackungsmaterialien haben.

Bedeutung für die Polymerhilfsmittelindustrie

Diese Studie bietet einen technologischen Weg zur Funktionalisierung von Verpackungsmaterialien: Durch die Aufschichtung von organischen Aktivmolekülen in anorganischen schichtförmigen Materialien, die anschließend in einer Schmelzverarbeitung mit allgemeinen Polyolefinen kombiniert werden, können dünnfilmige antibakterielle, antioxidative und blockierende Funktionen gewährt werden, ohne die bestehenden PE-Verarbeitungsprozesse wesentlich zu ändern. Im Bereich der Polymerhilfsmittel können diese Funktionsfüllstoffe die doppelte Rolle der Verarbeitungsstabilität und der aktiven Verpackung übernehmen. Bei der Auswahl von Antioxidantien im praktischen Rezeptdesign muss die Verarbeitungsstabilität und die Sicherheit des Lebensmittelkontakts berücksichtigt werden, während die antioxidative Aktivität von HOBA-LDH selbst die Möglichkeit bietet, zusätzliche Zusätze zu reduzieren. Es ist bemerkenswert, dass die Studie den Schmelzgussprozess zur Herstellung von Verbundfolien verwendet, die im Prinzip ähnlich ist wie die in der Verpackungsmaterialienindustrie häufig verwendete Extrusionsblasfolie, Streuung und andere Verarbeitungsmethoden, was zeigt, dass die Dispersion und Stabilität von funktionellen Füllstoffen unter thermischen Bearbeitungsbedingungen einer der Schlüsselfaktoren ist, die die endgültige Leistung bestimmen. Die angemessene Kombination von Bearbeitungsstabilisationshilfsmitteln hilft, die Integrität der molekularen Kette des PE-Substrats bei der Schmelzverarbeitung zu schützen, wodurch die mechanischen und blockierenden Eigenschaften des Dünnfilms gewährleistet werden. Aus der Sicht der nachhaltigen Verpackung geht es in der Studie nicht um die Verwendung von Recyclingstoffen, aber die vorgeschlagenen multifunktionalen Füllstoffe können neue Ideen zur Steigerung des Mehrwerts von Recyclingfilmen bieten, wenn sie mit dem RecyclingPE-System kompatibel sind. Die Einführung von Füllstoffen mit antibakteriellen und antioxidativen Funktionen kann dazu beitragen, die Anwendungsszenarien von Recyclingstoffen in Verpackungen zu erweitern, die mit Lebensmitteln in Kontakt stehen, aber dies erfordert eine spezielle Kompatibilitäts- und Sicherheitsbewertung für die Substrate von Recyclingstoffen.

Unsicherheit und zu prüfende Probleme

• Studien haben keine spezifischen Zusatzmengen und Dispersionszustände von HOBA-LDH im PE-Matrix offenbart, und die Dispersionshomogenität bei industrialisierter Vergrößerung ist unklar.
• Die Inhibitionsraten von E. coli und Staphylococcus aureus sind unter Laborbedingungen erhältlich und die langlebigen antibakteriellen Eigenschaften in der realen Lebensmittelverpackungsumgebung müssen nachgewiesen werden. Die Studie umfasste keine Beurteilung der Migrationssicherheit von Kompositmembranen unter Lebensmittelkontakt, und es ist unklar, ob die Migrationsmengen der HOBA- und LDH-Komponenten den Vorschriften für Lebensmittelkontakt entsprechen. Die Studie verwendete keine regenerierten Materialien, keine Daten über die Kompatibilität der regenerierten Komponenten mit HOBA-LDH und die Auswirkungen auf die endgültige Leistung. Es gibt Unterschiede zwischen Schmelzguss und Extrusionsblasfilm im industriellen Maßstab in der Schneidgeschichte und der Kühlgeschwindigkeit, und ob die Filmleistung nach der Prozessvergrößerung konsistent bleibt, erfordert weitere Untersuchungen.

Quelle der Informationen: Fabrication and Characterization of HOBA‐Intercalated LDH Fillers for Multifunctional PE Composite Films in Food Packaging， Durch befeuchtete Chemiker aufgeräumt.