将微胶囊与包装系统结合主要有 4 种形式:将微胶囊与包装基材原料混合,通过挤出吹塑或流延等方法制得包装材料;将微胶囊在液体中分散,并涂覆在包装材料表面;将微胶囊封入无纺布小袋,并放置在被包物和包装材料之间的包装环境中;先将壁材固载于纤维基材料上,再将芯材包埋进入壁材。国内外目前关注的焦点是如何增加微胶囊与聚合物基材的相容性,以及如何最大程度降低微胶囊的加入对包装膜性能的影响。
微胶囊技术在抗菌、防虫包装中的机理均为缓释机理。在抗菌包装中,植物精油作为安全的天然抗菌剂具有广谱的抗微生物活性,但是精油易挥发、耐热性差,且难溶于水,很难与极性包装材料相容,造成加工困难。利用微胶囊技术酸烯丙酯微胶囊,通过挤压吹塑法将微胶囊与聚乳酸、聚乙二醇共混制备包装膜,该薄膜具有缓释抗菌作用,并且微胶囊技术提高了挥发性抗菌剂的耐热性。采用饱和水溶液法制备 β-环糊精-丁香精油微胶囊,以聚乙烯醇为基材,通过流延法制得包装膜,将该膜置于多层复合膜的中间层,具有长效缓释抗菌效果,但是微胶囊加入量的多少会在一定程度上影响薄膜的性能。
通过微胶囊壁材包埋功能物质,再与树脂或纤维基材共混制得包装膜在包装领域应用的越来越广泛。加入一定量的微胶囊对包装薄膜的物理力学性能影响不显著,同时还赋予了包装薄膜特定的功能(如缓释抗菌性能),但是随着微胶囊加入量的增加会影响膜的性能。应综合考虑成本、抗菌性能、膜的力学性能等各方面因素来决定微胶囊的最佳加入量。
采用 β-环糊精-丁香精油微胶囊混合聚乙烯醇(PVA)使用流延法制备包装膜。研究表明,微胶囊的加入使得 PVA 膜具有了抗霉菌性能,添加质量分数为 10%的微胶囊可制得力学性能和抗菌性能均较好的包装膜。张敏等[31]研究了 β-环糊精-聚丁二酸丁二醇酯微胶囊存在时 PBS 的结晶行为。研究表明,微胶囊的加入可有效提高 PBS 的结晶能力,制得的复合膜拉伸强度得到提高,但是断裂伸长率却大幅度下降。制备 β-环糊精-尤加利精油微胶囊,添加到纤维素溶液中以沉浸凝胶法制备抗菌纤维素膜。纤维素膜具有可降解性,但是在环境中容易吸水溶胀,加入微胶囊和乳清蛋白粉的方法同时赋予了纤维素膜的抗菌性和吸水稳定性,具有很好的发展前景。闫丹丹等[33]研究了微胶囊的质量分数等因素对淀粉膜综合性能影响,制得的薄膜具有抗菌性能,但需进一步研究来提高含微胶囊的淀粉膜的力学性能。
将油墨、PVA-肉桂精油微胶囊乳液作为印刷层涂覆在 LDPE 膜上,制得的膜具有缓释防虫性能,微胶囊的加入并没有改变薄膜的拉伸性能。In-Hah Kim 等[35]将 PVA-肉桂精油微胶囊混入油墨,涂覆在 LDPE 膜表面作为印刷涂层,涂覆的 LDPE 膜表面再复合一层 PP 膜,制成多层复合膜,具有缓释防虫性能,并且微胶囊增加了肉桂醛的热稳定性,薄膜可以使用商业生产线在高温下生产,在食品包装中具有很大的应用前景。先对精油进行包埋,提高