Plastik ambalaj, geniş uygulama yelpazesi, düşük maliyeti, taşıma açısından nispeten yüksek güvenlik seviyesi ve ambalajlı ürünler için sağlayabileceği kolaylık nedeniyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Yaygın kullanımının ana nedeni cam, metal ve hatta ahşap gibi daha pahalı ambalaj malzemelerinin yerini almasıdır. Plastikler genellikle “birincil ambalaj” olarak kullanılır, yani ürünle doğrudan temas ederler. Plastik aynı zamanda ikinci bir ambalaj olarak da kullanılabilir, örneğin şişeleri ambalajlamak veya streç film formundaki taşıma ambalajlarını kullanmak için. Kullanımlarından bağımsız olarak, fiziksel özelliklerine göre iki ana plastik ambalaj grubu vardır:
• Dikey veya yatay makinelerde manuel veya otomatik olarak kullanılabilen tüm kılıfları, torbaları ve diğer ambalajları içerir.
• Her türlü sert tüp, şişe, kap ve fıçı içerir. Bu tip paketleme, mekanik koruma veya özel yerleştirme gerektiren sıvılar ve ürünler için uygundur. Sertliği elde etmek için gereken büyük miktarda kütle nedeniyle, aynı zamanda daha pahalıdır ve mümkün olduğunda esnek alternatiflerle değiştirilmektedir.
Malzeme mühendisliğindeki son gelişmeler, plastiklerin orijinal özelliklerini değiştirmek için çeşitli dolgu maddeleri kullanır. Nano doldurucuların üretimindeki gelişmeler de umut verici araştırma alanları göstermiştir. Bu fonksiyonel dolgu maddeleri, küçük yüklerde bile ambalaj malzemelerinin performansını iyileştiren benzersiz özellikler sağlayabilir.
Teorik olarak, bulunabilen veya küçük parçacıklara dönüştürülebilen herhangi bir malzeme, genel olarak plastikler için dolgu maddesi olarak kullanılabilir. Muhtemel kombinasyonlar sonsuzdur, ancak ticari amaçlar için, plastik dolgu maddeleri hazır, çözünmez ve kimyasal olarak inert olmalıdır; korozyonu önlemek için düşük bir sertliğe sahiptir; Toksik olmamalı, yanıcı olmamalı ve plastiği bozabilecek metalik safsızlıklar içermemelidir.
Genel olarak plastiklerde kullanılan en yaygın dolgu maddeleri kalsiyum karbonat, alüminyum trihidrat, talk, kaolin, mika, vollastonit, cam elyafı, aramid elyafı, karbon elyafı ve karbon karasıdır. Bununla birlikte, dolgu maddelerinin daha çok mühendislik plastiklerinde kullanıldığını vurgulamak önemlidir. Dolgu maddelerinin kullanımı, orijinal malzemenin özelliklerini değiştirerek veya orijinal polimerde bulunmayan özellikleri ekleyerek plastiği etkiler. Tam da bu amaçla, cam elyafı, mika pulları, nanokiller, karbon nanotüpler/nano elyaflar, doğal elyaflar, ağaç unu, talk ve kaolen kullanılarak özellikler değiştirilebilir.
Nano dolgu maddeleri içeren plastik ambalajların, özellikle su buharına, aromalara ve oksijene karşı yüksek bariyer özelliklerinin gerekli olduğu gıda ambalajlarında performansı artırdığı gösterilmiştir. Nanokil yüzey alanının 750 m 2/g’ye ulaşabilmesi için, %2 (hacimce) daha küçük yüklere sahip nano dolgu maddelerinin kullanılması, böylece gazların polimer matris boyunca difüzyonu için zahmetli bir yöntem yaratarak gaz bariyerini iyileştirir. Bu özellikle ilginç çünkü nano ölçekli dolgu maddeleri, genellikle geri dönüştürülemeyen ekstrüde edilmiş çok katmanlı ambalajlara bir alternatif olarak hizmet edebilir. Plastik ambalajlara nano ölçekli dolgu maddeleri (montmorillonite-MMT, kaolinit, karbon nanotüpler ve daha yakın zamanda grafen nano-tabakalar gibi) eklemenin bir diğer avantajı, büzülmeye izin veren geliştirilmiş mekanik özellikler ve bunun sonucunda ekonomik ve çevresel faydalardır.
Nano doldurucuların kullanımı, biyopolimerlerin paketlemede daha yaygın olarak kullanılmasını da sağlayabilir. Bu malzeme grubu onlarca yıldır çalışılmaktadır, ancak genel olarak özellikleri petrol bazlı polimerlere kıyasla çok daha zayıftır. Nişasta gibi doğal kaynakları; selüloz; proteinler (kollajen, soya fasulyesi proteini, zein, vb.); ve polilaktik asit (PLA). Bu ‘yeşil’ malzemelerin zayıf performans özellikleri, nano ölçekli dolgu maddelerinin eklenmesiyle telafi edilebilir, böylece ticari kullanım olasılıkları genişletilebilir.
Mekanik takviye ve iyileştirilmiş bariyer özellikleriyle birleştiğinde, nano ölçekli dolgu maddeleri, normalde patojenik veya bozucu mikroorganizmaların büyümesiyle zarar görecek ürünlerin raf ömrünü uzatabilir. Sol-jel silika nano dolgu maddelerinin kullanımının, su itici özelliklerinden dolayı meyvelerin raf ömrünü iyileştirdiği bilinmektedir.
Yukarıda bahsedilen özelliklerin yanı sıra, gıda ambalajında nano ambalaj malzemelerinin bir diğer yararlı işlevi, ambalajın rolünün geleneksel amaçların ötesine geçtiği aktif paketleme alanında yeni teknolojilerin keşfedilmesi ve geliştirilmesidir. Araştırma alanlarının ana grupları şu şekilde sıralanabilir.
• Oksijen israfı: Oksijen, oksidasyon veya aerobik bakterilerin büyümesi nedeniyle yiyeceklerin bozulmasına neden olur. Uygun bir vakumda bile, ambalaj malzemesi oksijenin nüfuz etmesine izin verebilir.
• Nano tabanlı sensörler: nakliye ve depolama koşullarını (örn. sıcaklık değişiklikleri) dengelemek ve daha kısa ürün raf ömrü bildirmek için.
Gıda bozulmasından kaynaklanan gazların tespiti: Mikrobiyal büyümeyi genellikle polimer nanokompozitler kullanılarak tespit edilebilen gaz üretimi takip eder.
İki gösterge: Oksijen varken aerobik mikroorganizmaların büyümesi meydana geldiğinden, gazı kontrol etmek için ürün bozulmasını değerlendirmek gerekir.
• Nano Ölçekte Enzim Stabilizasyonu: Enzimlerin doğrudan kullanımı, işleme sırasında potansiyel bozulmalarından dolayı bazen kısıtlanır. Bir polimer matris içine gömülü nanokiller tarafından enzimlerin alınması, verimli düzenleme kontrolü için umut verici bir mekanizmadır.
• Bununla birlikte, nano-dolgular, toksisiteleri ve insanlara ve çevreye potansiyel zararları dikkatli bir şekilde incelendikten sonra kullanılmalıdır. Gıda ile temas eden malzemelerden aktarımın, standart simülasyonlarla tamamen ortadan kaldırılamayan veya mevcut analitik yöntemlerle nicelendirilemeyen çeşitli mekanizmalar aracılığıyla gerçekleşebileceği bilinmektedir.
kaynak:
https://www.dpack.co.uk/blog/pros-cons-of-7-different-packaging-fillers
https://www.turkchem.net/mineral-fillers-used-in-plastics-and-applications.html
https://www.bpf.co.uk/plastipedia/additives/default.aspx
yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]