DOI:10.3390/nano10010150
静电纺丝是制备具有高分子取向、高孔隙率和大比表面积等优良性能的连续聚合物纳米纤维和非织造材料的有效且通用的方法。受益于这些出色且极具吸引力的特征,静电纺丝纳米纤维已被用作制造食品包装材料的有希望的候选材料。实际上,用于食品包装的电纺纳米纤维必须具有生物相容性和低毒性。另外,为了保持食品的质量并延长其保质期,食品包装材料还需要具有一定的功能性。这篇综述着重介绍了由静电纺丝生产的用于食品包装的功能材料。首先,介绍了制备聚合物电纺纤维的各种策略,然后总结了不同包装膜的特性及其在食品包装中的成功应用,包括可降解材料、超疏水材料、可食用材料、抗菌材料和高阻隔材料。最后,还讨论了用于食品包装的聚合物电纺纳米纤维的未来前景和主要挑战。希望这篇综述可以为用于食品包装的高性能电纺功能材料的开发提供基本的见解。
图1.功能性电纺和食品包装材料概述图。
图2.照片显示了当浓度(wt.%)增长为Mw=18,000 g/mol时可以产生的结构范围。
图3.多喷头静电纺丝实验装置示意图。
图4.(a)聚合物熔体涂覆的板边缘的连续图像,显示了在-45 kV的施加电压下,在180℃下流体随时间的变化(以分钟为单位,右侧)。板水平放置,并从上方观看。(b)在稳定状态下(即30分钟后),在聚合物熔体涂覆的源板(PE在170℃,-45 kV)上进行静电纺丝的图像。黑色箭头表示非喷射扰动。
图5.同轴针静电纺丝装置的示意图。
图6.同轴纤维的结构图。
图7.(a)含和不含ZnO的纤维的光催化活性比较。(b)储存10天的香蕉照片,上面覆盖有PP膜(对照)或PP膜和含5wt%TiO2的纳米纤维。
图8.电纺杂化垫;其抗菌概念以及作为肉类和肉制品包装材料的未来应用前景。
图9.溶剂去除对单个电纺纳米纤维内部6AN分布的影响示意图。(A)用均匀分布的6AN进行静电纺丝后立刻制备的单个PLLA纤维。(B)溶剂去除后的单根PLLA纤维将6AN从难以接近的纤维芯穿梭到纤维表面。
图10.(a)呼吸图机制引起的表面孔隙形成示意图。气相诱导相分离(VIPS)机制引起的孔隙形成示意图。
图11.储存在21℃的草莓的外观变化。(a)对照;(b)保鲜膜包装,(c)PVA/肉桂精油/b-CD纳米膜包装。
图12.(a)在35wt%DMF溶液中电纺PS纤维的FESEM图像,(b)在35wt%DMF溶液中电纺PS纤维上的水滴,以及(c)水接触角随表面结构的变化(1:PS膜; 2:使用THF的电纺PS纤维;3:使用DMF的电纺PS纤维)
图13.(a,b)针对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的动态接触分析结果。(c)使用DPPH自由基清除方法,测定明胶/EOs纳米纤维的抗氧化性能。与对照组相比,(*)p(在Tukey事后测试)<0.05。
图14.MMT-N6纳米纤维膜涂覆PP包装对面包天然菌群的影响。
图15.(a)在4℃下储存7天后,CNFP对大肠杆菌的原位抗菌活性。(b)在研磨前后,带或不带CNFP包装的红肉的外观。