食品包裝用聚氨酯粘合劑的使用風(fēng)險與安全管控措施

摘 要：闡述了食品包裝中使用的聚氨酯復(fù)合粘合劑可能存在的風(fēng)險因素，包括光線、酸堿度、溫度和濕度等。為此，需要建立完善的質(zhì)量管理體系，采取嚴(yán)格的控制措施，包括選擇符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求的產(chǎn)品、優(yōu)化生產(chǎn)工藝、加強(qiáng)環(huán)境條件控制等，對于聚氨酯復(fù)合粘合劑的選擇，需要考慮產(chǎn)品的質(zhì)量、安全性、環(huán)保性等多方面因素。通過這些措施，可以確保食品包裝的安全性和質(zhì)量要求，有效保護(hù)消費(fèi)者的健康和權(quán)益。

關(guān)鍵詞：聚氨酯復(fù)合粘合劑；食品包裝；風(fēng)險因素；安全管理

中圖分類號：

TS206.4；TQ320.77+3

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：

A文章編號：

1001-5922（2024）01-0019-03

Use risk and safety management of polyurethane adhesive for food packaging

ZHANG Wen

（Xi’an University of Posts and Telecommunications，Xi’an 710121，China）

Abstract：The risk factors that may exist in the use of polyurethane composite adhesives for food packaging are described，including light，pH，temperature and humidity.To this end，it is necessary to establish a sound quality management system，take strict control measures，including the selection of products that meet the relevant standards，production process optimization，strengthening the control of environmental conditions and consider the quality，safety，environmental protection and other aspects of the product when choosing polyurethane composite adhesive.Through these measures，the safety and quality of food packaging can be ensured and the health and rights of consumers can be effectively protected.

Key words：polyurethane composite adhesive; food packaging; risk factors; safety management

食品包裝用聚氨酯復(fù)合粘合劑的研究主要集中在對其性能、結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分及其對食品質(zhì)量和安全的影響等方面的探索。已有研究表明，聚氨酯復(fù)合粘合劑具有優(yōu)異的粘接性能和機(jī)械強(qiáng)度，能夠提高食品包裝的密封性和保鮮性。然而，其可能存在的揮發(fā)性有機(jī)物和其他化學(xué)物質(zhì)釋放問題，以及其對食品質(zhì)量和安全的潛在影響，也引起了廣泛關(guān)注和研究。為了保障食品安全，需要對食品包裝用聚氨酯復(fù)合粘合劑進(jìn)行全面、深入的研究和評估，制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和管理措施，以確保其在食品包裝中的安全使用。

1 食品包裝用聚氨酯復(fù)合粘合劑的特性及研究現(xiàn)狀

1.1 材料特性

食品包裝用聚氨酯復(fù)合粘合劑是一種由聚氨酯和其他樹脂、溶劑等材料組成的復(fù)合材料。其中，聚氨酯作為主要的材料之一，其化學(xué)結(jié)構(gòu)中含有氨基和酯基等官能團(tuán)，能夠與其他樹脂和溶劑形成穩(wěn)定的化學(xué)鍵和物理吸附作用，從而保證復(fù)合材料的高強(qiáng)度和優(yōu)異的粘接性能。在復(fù)合材料中，聚氨酯的特性和優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

（1）由于聚氨酯中含有大量的酯基和親水性的官能團(tuán)，因此其在制作過程中可以通過調(diào)節(jié)聚氨酯的化學(xué)結(jié)構(gòu)和聚合度等參數(shù)，來實(shí)現(xiàn)對復(fù)合材料的性能和粘接性能的優(yōu)化。同時，聚氨酯的分子鏈結(jié)構(gòu)也使其具有一定的柔韌性和延展性，能夠適應(yīng)不同形狀和大小的物體的粘接需求;

（2）聚氨酯具有較好的耐熱性和耐化學(xué)性能。這是因?yàn)榫郯滨シ肿又泻蟹€(wěn)定的化學(xué)鍵和高分子結(jié)構(gòu)，能夠在高溫和化學(xué)腐蝕環(huán)境下保持其分子鏈的完整性和穩(wěn)定性，從而保證復(fù)合材料的穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度;

（3）聚氨酯還具有較高的拉伸強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度，這使得其在食品包裝中具有較好的防漏性和密封性，能夠有效地延長食品的保質(zhì)期。同時，由于其在制作和使用過程中較為環(huán)保，因此在當(dāng)前推動可持續(xù)發(fā)展的社會背景下，食品包裝用聚氨酯復(fù)合粘合劑具有越來越廣泛的應(yīng)用前景［1-2］。

1.2 現(xiàn)有研究成果

聚氨酯復(fù)合粘合劑是廣泛使用于食品包裝材料中的一種，其具有高強(qiáng)度、耐熱、耐水、耐油脂等優(yōu)點(diǎn)。

近年來，許多學(xué)者們在探究如何在聚氨酯復(fù)合粘合劑中添加天然材料或化學(xué)添加劑，以進(jìn)一步提高其性能和降低環(huán)境污染。例如，研究發(fā)現(xiàn)將明膠和氧化石墨烯添加到聚氨酯復(fù)合粘合劑中可以顯著提高其機(jī)械性能和耐熱性。通過比較添加明膠和氧化石墨烯的復(fù)合粘合劑和未添加的復(fù)合粘合劑，發(fā)現(xiàn)添加后復(fù)合粘合劑的抗拉強(qiáng)度和斷裂伸長率均有所提高，并且具有更高的熱分解溫度和更低的熱失重速率。結(jié)果表明，明膠和氧化石墨烯的添加可以有效改善聚氨酯復(fù)合粘合劑的性能，為其在食品包裝領(lǐng)域的應(yīng)用提供了新的思路和方法［5-6］。

2 食品包裝用聚氨酯復(fù)合粘合劑使用過程中的風(fēng)險因素

2.1 聚氨酯單體（PAA）含量

PAA含量是衡量聚氨酯復(fù)合粘合劑固化程度的重要指標(biāo)，也是影響食品包裝安全性的關(guān)鍵因素。PAA含量過高會導(dǎo)致復(fù)合薄膜中存在游離異氰酸酯，這些異氰酸酯可能會與水反應(yīng)，產(chǎn)生二氧化碳和胺類物質(zhì)，造成包裝內(nèi)壓力升高、包裝變形或破裂，影響食品品質(zhì)［7-8］。

PAA含量過高會破壞食品接觸材料的穩(wěn)定性，促進(jìn)遷移物的釋放。例如，PAA含量過高會降低塑料的分子量，增加塑料中的游離單體和低分子量聚合物的含量，從而增加塑料中的遷移物。PAA含量過高還會與食品接觸材料中的金屬或其他有機(jī)物發(fā)生反應(yīng)，生成新的有害物質(zhì)，如過氧化物、醛類、酮類等。這些有害物質(zhì)也會遷移到食品中，影響食品的質(zhì)量和安全［9-10］。

2.2 初級芳香胺

初級芳香胺（PAAs）是一類具有致癌性和遺傳毒性的化合物，它們是芳香族聚氨酯復(fù)合粘合劑中使用的芳香族異氰酸酯單體（如TDI、MDI等）在堿性條件下發(fā)生分解反應(yīng)的產(chǎn)物。

另外，游離異氰酸酯的存在也會導(dǎo)致PAAs的形成。

初級芳香胺可以通過食品接觸材料及制品的接縫和邊緣遷移到食品中，對人體健康造成危害。因此，國家標(biāo)準(zhǔn)，《食品接觸材料及制品用粘合劑》規(guī)定了直接接觸食品用粘合劑中初級芳香胺遷移總量的限值為不得檢出（檢出限為0.01 mg/kg），并列出了22種受限制的初級芳香胺。

2.3 殘留溶劑或揮發(fā)性有機(jī)化合物

粘合劑在固化過程中，可能會產(chǎn)生殘留溶劑或揮發(fā)性有機(jī)化合物（VOC），這些物質(zhì)會從粘合劑中逸出，進(jìn)入空氣中。殘留溶劑或VOC的形成過程與粘合劑的類型、固化條件、固化時間等因素有關(guān)。殘留溶劑或VOC對環(huán)境和人體健康都有不利影響，它們可能會導(dǎo)致空氣污染、臭氧層破壞、溫室效應(yīng)、呼吸道刺激、神經(jīng)系統(tǒng)損傷等問題［11］。

2.4 環(huán)境條件

酸和堿都是聚氨酯復(fù)合粘合劑使用過程中的重要風(fēng)險因素。當(dāng)聚氨酯復(fù)合粘合劑與酸、堿等物質(zhì)接觸時，可能會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而導(dǎo)致其性能和穩(wěn)定性發(fā)生變化。一些研究表明，這些變化可能會導(dǎo)致聚氨酯復(fù)合粘合劑的粘合性和強(qiáng)度下降，從而導(dǎo)致包裝材料的失效或食品的泄漏，甚至對食品的質(zhì)量和安全性造成潛在威脅［12-13］。

溫度的變化會影響聚氨酯復(fù)合粘合劑的性能和穩(wěn)定性。在高溫下，聚氨酯復(fù)合粘合劑可能會軟化、熔化或分解，使得包裝失去粘合性和強(qiáng)度，產(chǎn)生有害氣體和物質(zhì)，從而對食品的質(zhì)量和安全性產(chǎn)生不利影響。而在低溫下，聚氨酯復(fù)合粘合劑則可能會變脆、變硬，導(dǎo)致包裝材料破裂或漏水。

在食品包裝行業(yè)中，光線是一個常被忽視的風(fēng)險因素，但它對聚氨酯復(fù)合粘合劑的性能和包裝的質(zhì)量有著重要影響。光線中的紫外線和可見光都可以引起聚氨酯復(fù)合粘合劑的分解和降解，導(dǎo)致其粘合性能和強(qiáng)度的下降。特別是紫外線，其能量更高，更容易引起聚氨酯復(fù)合粘合劑的分解和降解，從而加速包裝的老化和失效［14-15］。

3 安全管理措施

3.1 選擇優(yōu)質(zhì)的聚氨酯復(fù)合粘合劑

選擇優(yōu)質(zhì)的聚氨酯復(fù)合粘合劑可以幫助降低食品包裝過程中的風(fēng)險，提高包裝材料的性能和安全性。

選擇良好的聚氨酯復(fù)合粘合劑的首要條件是選擇有信譽(yù)和良好服務(wù)記錄的供應(yīng)商，以確保產(chǎn)品的可靠性和質(zhì)量。同時，應(yīng)考慮價格和性能的平衡，以最大程度地提高成本效益。符合相關(guān)法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)要求的聚氨酯復(fù)合粘合劑是基礎(chǔ)條件。例如，為了降低粘合劑中的PAA含量，選擇低單體含量或無單體含量的異氰酸酯原料，采用水性、無溶劑或溶劑型粘合劑，避免使用有機(jī)溶劑作為稀釋劑。此外，如ISO9001、ISO22000等標(biāo)準(zhǔn)為了保障產(chǎn)品的質(zhì)量和安全而設(shè)立的，因此可以參照這些標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步保障食品包裝的衛(wèi)生安全。

3.2 建立完善的質(zhì)量管理體系

（1）執(zhí)行適用的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范。以確保聚氨酯復(fù)合粘合劑的生產(chǎn)和檢驗(yàn)過程的規(guī)范性和一致性。可以參考相關(guān)的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，例如國家標(biāo)準(zhǔn)《食品接觸材料及制品中使用的膠粘劑》（GB 4806.6）和《塑料食品包裝材料與制品的通用技術(shù)條件》（GB/T 10004）等。為了降低產(chǎn)品的PAA遷移量，生產(chǎn)過程中應(yīng)注意2個方面：一是控制固化劑中游離芳香族異氰酸酯的含量，因?yàn)樗荘AA的主要來源。二是按照規(guī)定的溫度和時間進(jìn)行復(fù)合膜的熟化，使其固化充分，從而減少PAA的釋放;

（2）建立完善的生產(chǎn)和檢驗(yàn)體系。確保聚氨酯復(fù)合粘合劑的生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量符合要求。生產(chǎn)過程中應(yīng)采取適當(dāng)?shù)墓に嚳刂拼胧_保產(chǎn)品的穩(wěn)定性和一致性。同時，應(yīng)建立完善的檢驗(yàn)流程，對原材料、半成品和成品進(jìn)行全面的檢測和檢驗(yàn)，以確保產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求［18］。例如在檢測PAA含量時應(yīng)注意控制復(fù)合膜的結(jié)構(gòu)、復(fù)合膜的上膠量以及熟化完成后到檢測前的時間間隔。在檢測PAA遷移量時，基材的厚度、阻隔性會影響檢測，需將復(fù)合膜結(jié)構(gòu)控制為NY（15 μm）/PE（30 μm）;

（3）完善的質(zhì)量跟蹤和反饋機(jī)制。對產(chǎn)品在使用過程中的性能和質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)測和評估，并及時反饋信息到生產(chǎn)和供應(yīng)鏈管理環(huán)節(jié)，以不斷改進(jìn)和優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)流程。此外，還需要建立完善的產(chǎn)品召回和投訴處理機(jī)制，確保消費(fèi)者權(quán)益得到保障，同時也能及時有效地處理質(zhì)量問題，維護(hù)品牌聲譽(yù)和市場地位。

3.3 嚴(yán)格控制環(huán)境條件

（1）溫度是影響聚氨酯復(fù)合粘合劑性能和穩(wěn)定性的重要因素。在生產(chǎn)過程中，需要通過恰當(dāng)?shù)臏囟瓤刂苼泶_保聚氨酯復(fù)合粘合劑的性能和穩(wěn)定性。可以使用空調(diào)、制冷設(shè)備、加熱設(shè)備等手段，控制生產(chǎn)車間的溫度。此外，在存儲和運(yùn)輸過程中，也需要控制溫度，避免聚氨酯復(fù)合粘合劑受到過高或過低的溫度影響;

（2）濕度也是食品包裝過程中需要控制的環(huán)境因素之一。濕度的變化也可能對聚氨酯復(fù)合粘合劑的性能和穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。因此，在生產(chǎn)過程中需要控制車間的濕度，避免過高或過低的濕度對聚氨酯復(fù)合粘合劑產(chǎn)生不利影響。可以使用空調(diào)、加濕器、除濕器等設(shè)備控制濕度。再者，需要在生產(chǎn)車間中使用遮光材料或者隔光罩，避免聚氨酯復(fù)合粘合劑受到過強(qiáng)的光照；通過控制水質(zhì)、使用中和劑等方式進(jìn)行酸堿度控制，以保證酸堿穩(wěn)定性［19-20］。

4 結(jié)語

在食品包裝行業(yè)，安全始終是至關(guān)重要的，需要建立完善的質(zhì)量安全管理體系，采取嚴(yán)格的控制措施，針對聚氨酯復(fù)合粘合劑存在的風(fēng)險因素，需要考慮產(chǎn)品的質(zhì)量、安全性、環(huán)保性等多方面因素，嚴(yán)格控制溫度、濕度等環(huán)境條件也能有效減少風(fēng)險。同時加強(qiáng)員工培訓(xùn)，確保生產(chǎn)過程中的安全和質(zhì)量，都是不可或缺的要素，只有通過全方位的風(fēng)險管理和質(zhì)量安全管理，才能為消費(fèi)者提供更加安全、可靠的食品包裝產(chǎn)品。通過這些措施，可以確保食品包裝的安全性和質(zhì)量要求，有效保護(hù)消費(fèi)者的健康和權(quán)益。

【參考文獻(xiàn)】

［1］

王樂，鄭新華，項(xiàng)海波，等.HPLC測定食品包裝用膠粘劑中5種樹脂酸含量［J］.分析測試學(xué)報，2017，36（2）：267-271.

［2］ 張麗.軟包裝用聚氨酯膠粘劑發(fā)展態(tài)勢分析［J］.化學(xué)工業(yè)，2016，34（4）：24-27.

［3］ 杜曉晗.水性聚氨酯及其在紡織助劑中的應(yīng)用［J］.紡織報告，2020（11）：13-14.

［4］ 付洪娥，王新.丙烯酸酯改性聚氨酯墨水粘合劑的合成及應(yīng)用研究［J］.染料與染色，2017（4）：41-43.

［5］ 徐佳龍.綠色環(huán)保化學(xué)粘合劑的性能特點(diǎn)及其應(yīng)用［J］.當(dāng)代化工研究，2018（4）：118-119.

［6］ 孟水堯.一種改性的高性能聚氨酯膠粘劑制備及性能優(yōu)勢分析［J］.粘接，2023，50（1）：33-36.

［7］ 張愛萍.水性聚氨酯膠粘劑國內(nèi)研究進(jìn)展［J］.天津化工，2022，36（6）：13-16.

［8］ 朱東波，吳雄杰，陶強(qiáng)，等.PBAT作為食品用塑料自粘保鮮膜的食品安全性分析［J］.塑料工業(yè)，2022，50（4）：123-127.

［9］ 周瑩.《食品用塑料自粘保鮮膜質(zhì)量通則》內(nèi)容解讀［J］.塑料包裝，2022，32（1）：22-25.

［10］ 趙鈺，孫禹，孔憲志，等.高透明聚氨酯膠粘劑的合成與應(yīng)用［J］.化學(xué)與粘合，2022，44（1）：47-50.

［11］ 王冰，范亞莉，江貴長，等.新型抗菌聚氨酯包裝膜的制備與表征［J］.包裝工程，2021，42（17）：155-161.

［12］ 莫恒寬.食品包裝工藝及安全控制研究［J］.中國食品工業(yè)，2021（8）：94-95.

［13］ 洪欣如.聚氨酯膠粘劑在包裝印刷中的應(yīng)用［J］.廣東印刷，2020（6）：53-57.

［14］ 白晨艷.淺談食品軟包裝中的初級芳香胺［J］.粘接，2020，41（1）：41-44.

［15］ 張琳.原子吸收光譜法測定食品包裝用PET材料中重金屬［J］.化學(xué)工程師，2023，37（3）：35-37.

［16］ 萬長林，溫嘉偉，楊微.基于用戶需求獲取與轉(zhuǎn)化的食品包裝設(shè)計(jì)研究［J］.食品與機(jī)械，2023，39（2）：104-108.

［17］ 陳宇，張春輝，崔正，等.復(fù)合塑料軟包裝材料健康發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)［J］.中國塑料，2023，37（2）：56-61.

［18］ 蔣小良，郭慶園，田家明，等.食品塑料包裝材料中有機(jī)錫化合物遷移規(guī)律研究［J］.中國口岸科學(xué)技術(shù)，2023，5（2）：67-71.

［19］ 趙永剛.一種適宜籃球架專用的硅橡膠粘合劑制備及性能測試分析［J］.粘接，2022，49（10）：77-80.

［20］ 胡雪，張志偉，梁建英，等.食品接觸材料中幾種有害物質(zhì)限量標(biāo)準(zhǔn)和檢測方法的研究進(jìn)展［J］.食品安全質(zhì)量檢測學(xué)報，2020，11（13）：4158-4164.