為了實(shí)現所有這些目標，結合各種材料特性的多層薄膜經(jīng)常被使用。目前，大多數技術(shù)薄膜仍由塑料聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）和聚氯乙烯（PVC）制成。制造商受到2019年生效的《包裝法》的約束，要求在未來(lái)將回收包裝材料的比例從目前的36%提高到63%。因此，包裝材料行業(yè)的可持續性變得越來(lái)越重要，再生或可回收材料、可生物降解和/或生物塑料將在未來(lái)變得越來(lái)越重要。
其任務(wù)是開(kāi)拓材料創(chuàng )新，確定傳統聚合物基材的替代品，包括阻隔層材料，并開(kāi)發(fā)基于這些材料的產(chǎn)品。理想的可生物降解、易回收和/或由可再生原料制成的新材料也有助于尋找替代回收方法，并在生產(chǎn)中節約資源。
基于生物聚合物的多層膜
德國哈勒市弗勞恩霍夫材料和系統微觀(guān)結構研究所（IMWS）致力于實(shí)現這一目標，并與德國Weissandt-G?lzau的Polifilm擠出公司合作，開(kāi)展一項持續至2021年8月的研究項目：科學(xué)家們將共同制造用于食品包裝的生物聚合物薄膜，該薄膜滿(mǎn)足復雜的要求，可以更可持續地生產(chǎn)，并且更容易回收。目標是設計和制造基于生物聚合物的新型、創(chuàng )新的多層薄膜，具有各種阻隔層性能和功能性薄膜表面，用于包裝材料。
高效的阻隔性和機械穩定性
弗勞恩霍夫IMWS項目經(jīng)理Sandra Richter博士解釋說(shuō)：“我們打算設計一種由生物聚合物制成的多層膜，這種薄膜不僅具有高效的阻隔性，而且還具有很好的機械穩定性和足夠的透明度，并具備對其進(jìn)一步使用很重要的其他特性?！?
創(chuàng )新薄膜的阻隔性能應通過(guò)有目的的生物聚合物組合和引入扁球狀填充物來(lái)實(shí)現。項目合作伙伴還計劃為薄膜表面配備抗菌性能。這將通過(guò)對殼聚糖或殼聚糖衍生物的改性來(lái)實(shí)現，這些殼聚糖或殼聚糖衍生物是由甲殼素經(jīng)多個(gè)加工步驟制成的。
“殼聚糖是從貝類(lèi)的殼中提取的天然物質(zhì)。因此，我們使用另一種天然原料來(lái)修飾生物聚合物薄膜。除了抗菌效果外，殼聚糖還具有高度的生物相容性，可生物降解，無(wú)毒，還可以作為天然屏障?！盧ichter說(shuō)。
計劃將殼聚糖引入包裝膜的外層，可以將其作為一種網(wǎng)狀的表面墊層進(jìn)行層壓，也可以將其作為一種濕化學(xué)涂層沉積在薄膜上。該項目合作方打算開(kāi)發(fā)的工業(yè)技術(shù)應該可以生產(chǎn)大量的生物聚合物包裝膜。
無(wú)損診斷法
另一個(gè)目標是設計一種特別適用于多層膜的無(wú)損診斷方法，并提供各個(gè)薄膜層的層厚和可能因分層或閉塞造成的粘合缺陷方面的發(fā)現。這樣，就可以確保即使是新的生物薄膜也能以適合工業(yè)過(guò)程的方式進(jìn)行測試，并滿(mǎn)足必要的質(zhì)量要求。
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