流延聚丙烯（CPP）薄膜用于冷冻食品包装可解决聚乙烯(PE)薄膜透明度差的问题，但对于食品冷冻环境，CPP薄膜却存在着阻隔水蒸汽和氧气渗透性差及低温脆性等问题。为此，必须对其固有性能进行改善以满足冷冻食品包装的应用需求。

        冷冻食品是指质量合格的食品原料经过适当的加工处理，在-30℃条件下急冻，包装后在-18℃或更低温度下储藏和流通的食品。由于全程采用低温冷链保藏，所以此类食品具有货架期长、不易腐败以及食用便利的特点，但由此也对包装材料的选择带来了极大的挑战并提出了更高的要求。目前市场上大都选择聚乙烯膜作为冷冻食品的包装材料,但由于其透明度较差, 因此很多生产商都将目光转向了CPP薄膜 。

        CPP薄膜是指通过流延挤塑工艺生产的聚丙烯薄膜。受工艺性质的影响，CPP薄膜具有极佳的透明度和光洁度，耐热及阻湿性良好。除可单层使用外，还可作为复合材料基膜或进行金属化处理，这使之逐渐呈现出功能性膜材料的发展趋势。在冷冻食品包装领域，CPP薄膜的应用尚处于起步阶段，主要挑战在于冷藏环境的特殊性对包装薄膜带来的一系列影响和要求。

        一、干耗、冻结烧现象

        冻藏会极大地限制微生物的生长繁殖，减慢食品腐败变质的速率，但随之应运而生的某些进程，如干耗、氧化等则反而会随着冷冻时间的推进而愈发严重。在冷冻室内，温度和水蒸汽分压变化为：食品表面＞周围空气＞冷却器。一方面，食品表面的热量向周围空气传递，自身进一步冷却；另一方面，食品表面与周围空气存在的水蒸汽分压差，促使食品表面的水分及冰晶蒸发，并升华为水蒸汽融入空气中。至此，含有水蒸汽较多的空气因吸收了热量，密度减小，从而向冷冻室上空运动。当其流经冷却器时，由于冷却器温度极低，且该温度下的饱和水分压也很小，所以在空气被冷却的同时，水蒸汽会凝结成霜附着在冷却器表面。降湿后的空气密度会变大，从而导致其下沉，再与食品接触，重复上述过程。如此循环往复，食品表面的水分不断损失，导致其重量减轻，此过程即为“干耗”。

        随着干耗的持续进行，食品表面会逐渐变为多孔状组织，从而增加了其与氧气的接触面积，使食品的脂肪、色素加速氧化，导致表层褐变、蛋白质变性，这一现象为“冻结烧”。由于水蒸汽的转移以及空气中氧气的氧化反应是导致上述现象发生的根本原因，所以包装用的CPP薄膜应具有良好的阻隔水蒸汽和氧气渗透的性能。

        二、冷藏环境下变脆

        实践中发现，如果CPP薄膜长时间处于低温环境下，将会变脆、易破裂，同时物理性能急剧下降。通常，塑料的耐寒性采用脆化温度表示。随着温度的降低，塑料因其聚合物分子链活动性降低而变得性脆易折。当受到一定外力的冲击时，塑料开始断裂，此时的温度即为“脆化温度”——塑料材料正常使用的温度下限。若CPP薄膜的耐寒性较差，在后期运输装卸过程中，冰冻食品尖锐的突起很有可能会刺破包装造成泄漏，从而加快食品的腐败。

        三、改进措施

        根据上述分析，若要提高CPP薄膜的阻隔性能和力学性能，使之在冷冻食品包装方面发挥极佳功效，需要从以下3方面对其进行改进：

        1．添加增韧剂

        增韧剂是具有降低材料脆性和提高材料抗冲击性能的一类助剂，常用于CPP薄膜增韧的助剂有：聚烯烃弹性体、聚烯烃塑性体、线性超低密度聚乙烯和茂金属线性低密度聚乙烯等。其作用原理可简单概括为：弹性体以分散相形式分散于基体树脂中，分散相弹性体粒子间存在一定的临界厚度。受外力作用时，在拉伸、压缩或冲击下发生变形，若两相界面粘接性良好，则会起到增韧作用。这一增韧效果取决于两方面因素：一是增韧剂与基体的相容性。若二者相容性较差，则会导致分散相难以分散，两相界面粘接性差，进而影响增韧效果，故要求二者相容性适中，从而达到极佳的增韧效果。二是增韧剂用量。通常，随着增韧剂用量的增加，弹性体粒子的密度会加大，从而使薄膜的落镖冲击质量、拉伸强度和断裂伸长率较低温原始状态有了显著的提高。但当增韧剂用量增加到一定程度时，薄膜的性能将保持稳定。

        相关试验数据显示，-10℃时CPP薄膜的落镖冲击质量、纵/横拉伸强度和纵/横断裂伸长率分别为47g、30MPa/21MPa和151%/190%。当添加5份POE时，3项指标增幅显著。当POE添加到10份时，3项指标分别达到186g、52MPa/40MPa和763%/977%，落镖冲击质量与纵/横断裂伸长率已超过常温下不添加增韧剂状态的17.72%和40.52%/75.84%，纵/横拉伸强度仍略低于常温不添加增韧剂的状态，但仍可满足薄膜使用要求。当增韧剂添加超过10份后，3项指标趋于稳定。因此，若选择POE为增韧剂，10份量为佳。

        2．改进生产工艺

        温度是影响CPP薄膜力学性能的重要因素。熔体温度主要是指原料的熔融温度，其高低决定了聚合物的塑化程度及冷却定型速率。随着温度的升高，聚合物的塑化及冷却速率加快，雾度降低，透明度和力学性能提高。但若熔融温度超出一定范围后，薄膜的横向拉伸强度和落镖冲击质量反而会下降。因此，必须控制熔体温度在一个合理的范围内，通常240~260℃为宜。

        由于PP是半结晶聚合物，所以其力学性能、透明度以及雾度均与结晶度密切相关。原料熔融后，适当地增加冷却辊与熔体温度之间的温差，可以使PP分子链段迅速丧失运动能力，生成非晶态或晶核尺寸很小的聚合物，从而极大地提高薄膜的力学性能和透明度。因此，通常冷却辊温度设定在24℃左右为宜。

        3．加强薄膜的检测力度

        由于国家相继出台了GBT 24617——2009 《冷冻食品物流包装、标志、运输和储存》和SNT 0715—-1997《出口冷冻食品类商品运输包装检验规程》等相关标准和规程，所以冷冻食品包装检测的必要性也随之凸显出来。在CPP薄膜生产中，传统在线的检测项目较少，无法满足日益严格的包装要求。因此，建立完善的薄膜抽样检测实验室，配置多样化的检测仪器，实现信息化检测将是未来薄膜质量控制的主要发展趋势。

        因为冷冻食品的储藏条件比较特殊，所以只有从生产工艺出发，对CPP薄膜的力学性能和阻隔性能进行改进，才能克服低温所带来的种种影响。此外，进一步完善薄膜质量的检测手段，建立历史数据库，将会为今后CPP薄膜的生产和科研提供诸多帮助。