Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri • Normal sıcaklıklarda genellikle katı halde bulunan, ısı ya da basınç etkisiyle mekaniksel veya kimyasal yolla yumuşatılıp, kalıba dökme, haddeleme gibi çeşitli yöntemlerle şekillendirilebilen veya kalıplanabilen ve bu biçimlerini soğuyunca da kalıplanabilen ve bu biçimlerini soğuyunca da koruyabilen, yapay ya da doğal, çoğunlukla organik polimerik maddelerdir.

• Dev molekül olarak tanımlanan yapı, basit yapılı bir organik bileşiğin veya iki farklı bileşiğin uygun koşullarda birbirlerine bağlanması ile oluşur. •• Çok uzun zincir veya örgü yapıda, Çok uzun zincir veya örgü yapıda, hatta örgüler arasında da bağlanmalar yaparak üç boyuta uzanmış binlerce molekülün bir araya gelmesinden oluşurlar. • Monomer——————POLİMER Gıda Ambalajlama

• Plastikler polimerizasyon tepkimeleri ile elde edilirler. • Polimerizasyon, uygun koşullarda n tane molekülün çift bağlarının açılarak ard arda bağlanmasını sağlayan ard arda bağlanmasını sağlayan tepkimlere denir. • Tek tür monomerden oluşurlarsa homopolimer; • En az iki farklı tip monomer içerirlerse kopolimer adını alırlar.

Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri Homopolimer (doğrusal) Kopolimer (ardışık) Kopolimer (gelişigüzel)Kopolimer (gelişigüzel) Kopolimer (blok) Kopolimer (aşı(graft)) Polimerlerde monomerlerin düzenlenişi

• Plastikler işlenme özelliklerine göre üç ana gruba ayrılırlar; 1. Termoplastikler (plastomerler-ısıl yumuşar-), 2.2. TermosetTermoset plastikler (plastikler (duroplastlarduroplastlar–ısıl ısıl sertleşir-), 3. Elastomerlerdir

• Termoplastikler, plastik sektöründe en çok kullanılan malzemelerdir. Isı ve basınç altında plastik özelliklerini daima korurlar •• Isı ile erimeden yumuşatılıp kolayca Isı ile erimeden yumuşatılıp kolayca şekillendirilebilirler. • Isı ile yumuşatılıp tekrar kalıplanabilirler. Polymers are Everywhere!

• Plastikler üretim şekillerine göre de üç gruba ayrılırlar; 1. Doğal Polimerler ve bunlardan yapılan plastiklerbunlardan yapılan plastikler 2. Kondensasyon polimerleri (polikondensatlar) 3. Katılma polimerleri

Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri DOĞAL POLİMERLER •Kollajen •Jelatin •Keratin •İpek •Yün •Nişasta •Doğal Kauçuk •DNA ve RNA • Selüloz

1. Kondensasyon polimerleri (polikondensatlar) İki farklı madde molekülü arasından küçük ve polar bir molekül (H2O, NH3, HCl vb. ) ayrılması ile daha büyük bir molekül oluşmasına büyük bir molekül oluşmasına kondensasyon denir.  Basamaklı polimerleşme ile elde edilirler.  Monomer birimleri genellikle çift işlevsel gruplu ya da çok işlevsel grupludur.

Genellikle düz zincir yapıda bileşiklerdir.  Poliamidler en çok bilinenlerdir.Poliamidler en çok bilinenlerdir.  Polimerleşme tepkimesi sırasında asit ve amin bileşenleri arasından su ayrılarak amid bağı oluşur.  Yağlar ve proteinler doğal kondensasyon polimerleridir.

1. Katılma (zincir) polimerleri Bir ya da daha çok çift bağ içeren bir monomer biriminin diğerine yinelenerek eklenmesi ile (katılma) oluşurlar.oluşurlar. Gıdaların ambalajlanmasında kullanılan önemli plastikler katılma polimerizasyonu yöntemiyle elde edilirler.

Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri Plastiklerin üretiminde kullanılan katkı maddeleri • Antistatik maddeler; plastik üzerinde oluşan statik elektriği toplayabilen ve toplanan yükün bırakılmasını sağlayan maddelerdir. Yağ asidi esterleri, alkansulfonat, etoksitlenmiş alkilamin vb. • Renklendiriciler; boya, pigment, mineral dolgu maddeleri vb.maddeleri vb. • Yağlayıcılar-kaydırıcılar; işleme sırasında akmayı kolaylaştırma ve kalıptan kolayca ayrılmayı sağlayan maddelerdir. Yağ asidi esterleri, yağ asidi amidleri, metalik sabunlar, parafinler, çeşitli vakslar.

• Plastifiyanlar; bazı polimerler işlenirken kalıcı bir akışkanlık, yumuşaklık ve esneklik sağlayıcı maddeler kullanılması gerekir. Gıda ile temasta ürüne geçmesi istenmez. Fitalatlar, fosfatlar, poliesterler, vb. • Dolgu maddeleri; fiyatı düşürmek için katılırlar. Isıya karşı dayanıklılık sağlarlar. İşlenmeyi kolaylaştırkarşı dayanıklılık sağlarlar. İşlenmeyi kolaylaştırırlar. ırlar. Darbe dayanımını arttırırlar. Odun talaşı, öğütülmüş ceviz, fındık kabuk unu, granül cam, tebeşir, kireç vb. • Antifog maddeler; gliserin yağ asidi esterleri gibi maddeler ürünün görülmesini engelleyen buğulanmayı önlemek için ambalajlara katılırlar.

Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri Plastiklerin üretiminde kullanılan katkı maddeleri • Antioksidanlar; oksitlenmeyi önleyici maddelerdir. Migrasyon hızını en aza indirmek için molekül ağırlığı fazla olan antioksidanlardan faydalanılır. Fenol ve amin kökenli antioksidanlar, organik kükürt ve fosfor bileşikleri vb. •• Isı stabilizatörleriIsı stabilizatörleri • UV stabilzatörleri

Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri Ambalajlamada kullanılan önemli plastikler v POLİETİLEN 1) Yüksek basınç polietileni—— -LDPE 2)2) Orta basınç polietileniOrta basınç polietileni—————— -MDPE 3) Alçak basınç polietileni——– -HDPE

Sınıflandırma polietilen zincirlerinin dallanma derecesine göre yapılmaktadır. q Çok dallanmış yüksek basınç PE ni en düşük yoğunluktadır. q Az dallanmış ve bu nedenle daha yoğun ve sert olan alçak basınç PE nine göre daha yumuşak ve esnektir.

PE nin lineer yapısı polimere dayanıklılık; dallı yapısı ise sertlik verir. Az dallanmış yüksek yoğunluklu Az dallanmış yüksek yoğunluklu lineer polimer, maksimum lineer polimer, maksimum derecede kristallenme, yoğunluk, katılık ve sertlik gösterir. Kristal yapıda moleküller arasındaki kuvvet fazla olduğu için kristal PE ni sert ve dayanıklıdır.

Bir polimerin kristallik özelliği arttıkıça “bariyer” özellikleri artar.  Çatlama, geçirgenlik ve darbe Çatlama, geçirgenlik ve darbe dayanımı azalır.dayanımı azalır. q Ortalama MW, MW dağılımı, kristallinite ve yoğunluk PE lerin özelliklerini etkileyen en önemli yapısal özellikleridir. q Renksiz, tatsız ve kokusuzdurlar.

Polimerler arasında en inert olanlardır. q Tuz, asit ve baz çözeltilerine dayanıklıdırlar. qq Derişik oksidan asitler tarafından Derişik oksidan asitler tarafından bozunurlar. q Süre ve sıcaklığa bağlı olmakla beraber yağa dirençleri yetersizdir. q Su buharını pek geçirmezler; fakat gazlar, aromalar, ve yağa karşı orta düzeyde geçirmezlik Gıda Ambalajlama gösterirler.

LDPE, öenmli bir kaplama ve laminasyon malzemesidir. q Su geçirmez ve ısıl kaynaklanabilir karton üretiminde kullanılır (süt)üretiminde kullanılır (süt) q PET, PP ve PA filmler LDPE ile kaplanarak, su buharı, gaz ve aroma geçirmezlik özellikleri üstün sıcak dolum ve aseptik doluma uygun hale getirilmektedir.

Ekmek, tavuk, ve benzeri kanatlılar dahil dondurulmuş gıdalar, yağsız süttozu, sosis ve çeşitli et mamüllerinin ambalajlanmasında kullanılır. q MDPE MDPE ninnin ısıl dayanımı LDPE ye ısıl dayanımı LDPE ye göre daha yüksektir. q Mekanik dayanıklılığı biraz düşüktür.

HDPE, elektrik direnci yüksek hidrofobik bir polimerdir. q Sert ve dayanıklıdır. q Nitrik aside karşı dayanıksızdır. qq Yağa dayanımı fazla ve koku Yağa dayanımı fazla ve koku geçirmezlik özelliği oldukça yüksektir. q Yüksek yumuşama sıcaklığı nedeniyle ambalajı içerisinde pişirilecek çeşitli hazır gıdalar için pişirme torbası olarak yararlanılabilir.

Plastikler içerisinde en hafif olanıdır. q Isıl dayanımı yüksek, yarı kristalin bir plastiktir. q Hidrokarbonlara, alkollere ve okside olmayan maddelere karşı dayanıklıdır.olmayan maddelere karşı dayanıklıdır. q Kristalin yapıya sahip PP; izotaktik q Amorf yapıya sahip PP; ataktik q Kristalin yapılı ve düşük sıcaklıkta polimerizasyon; sindiyotaktik q Ticari olarak en yaygın kullanılan PP izotaktik yapılıdır.

Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri Ambalajlamada kullanılan önemli plastikler v POLİPROPİLEN

Özellikleri MW’larına bağlı olarak değişir. q MW yüksek olan PP yumuşaktır. Düşük ise sert ve kırılgandır. qq Kimyasal davranış bakımından HDPE Kimyasal davranış bakımından HDPE ye büyük benzerlik gösterir. q Daha parlak ve durudur. q Şekerlemeler, kurutulmuş meyveler, kuruyemişler, unlu mamuller, snack gıdalar, kahve, kakaolu ürünlerin ambalajlanmasında kullanılırlar.

Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri Ambalajlamada kullanılan önemli plastikler v POLİBUTEN-1 q Üretimi ve genel özellikleri PP ne benzer. q Optik özelliklerin önemli olmadığı; örneğin pişirme torbaları üretiminde kullanılabilir.kullanılabilir. q Esnekliği iyi olan bir malzemedir. q Yırtılma direnci yüksek olduğu için, aluminyum ve kağıt malzemelerle birlikte kullanıma da son derece uygundurlar.

Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri Ambalajlamada kullanılan önemli plastikler v POLİİZOBUTEN q Su buharı geçirgenliği çok düşük, çeşitli kimyasallara dayanıklılığı iyidir. q Oda sıcaklığında seyreltik ve derişik mineral asitlere ve bazlara, sulu potasyum permanganat çözeltilerine potasyum permanganat çözeltilerine ve hidrojen perokside dayanıklıdır. q İzobuten ve polyolefinlerin karışık polimerizatları lak üretiminde kullanılır.

Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri Ambalajlamada kullanılan önemli plastikler v POLİMETİL PENTEN q İzotaktik yapıdadır. q Çok şeffaf olması, düşük yoğunluğu, sterilizasyona dayanıklılığı, oksijen ve azot geçirgenliğinin yüksekliği dikkat çeken özellikleridir.çeken özellikleridir.

Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri Ambalajlamada kullanılan önemli plastikler v İONOMERLER q Etilenin doymamış karbon asitleriyle yüksek basınç polimerizasyonu ve magnezyum, çinko, kalsiyum ve sodyum bileşikleriyle muamelesi sonucu elde edilen bir polimerdir.sonucu elde edilen bir polimerdir. q Hem iyonik hem de kovalent bağ içerirler. q Yırtılma direnci yüksektir ve kolay kolay delinmezler. q Su buharı ve gaz geçirgenlikleri LDPE ye benzer. Yağlara karşı dayanıklıdırlar.

Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri Ambalajlamada kullanılan önemli plastikler v İONOMERLER q Biçimlendirilmesinin kolaylığı, düşük sıcaklıklarda ısıyla kaynaklanabilmesi, ısı dikişinin sağlamlığı, şeffaflığı, yağa dirençli olması ve son derece üstün yapışma özellikleri gıda yapışma özellikleri gıda ambalajlanmasında kullanılmasına olanak sağlayan belirgin özellikleridir.

Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri Ambalajlamada kullanılan önemli plastikler v ETİLEN VİNİLASETAT KOPOLİMER (EVAC) q Poliamid ile kombine edilerek dondurulmuş gıdaların ambalajlanmasında kullanılır. q Gaz geçirgenliği oldukça yüksek olduğu için et ambalajlanmasında olduğu için et ambalajlanmasında shrink ambalaj olarak kullanılabilir. q Sıvı ve katı yağların ambalajlanmasına uygun değildir.

Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri Ambalajlamada kullanılan önemli plastikler v TERMOPLASTİK POLİESTER (PET) q Polifonksiyonel asit ve alkollerin kondensasyonu ile üretilirler. q PET’in çekme, gerilme ve kopma direnci çok yüksektir. qq Son derece şeffaftır. Kolay kolay aşınmaz.Son derece şeffaftır. Kolay kolay aşınmaz. q Su buharı, oksijen, aroma maddeleri ve yağ geçirmezlik özellikleri iyidir. q Gaz geçirgenliğinin düşük olması, şeffaf ve darbe dayanımının üstünlüğü gazlı içecek ve su ambalajlanmasında kullanımını sağlamıştır.

Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri Ambalajlamada kullanılan önemli plastikler v TERMOPLASTİK POLİESTER (PET) q PET kaplanmış karton malzemeden fırında pişirme kapları üretilir. q Bira, meyve suyu ve bazı domates ürünlerinin ambalajlanmasında yeterli oksijen bariyeri oluşturamamaktadır.oksijen bariyeri oluşturamamaktadır. q Yüksek oranda asetaldehid migrasyonu nedeniyle maden suyu ve benzer ürünlerin tadının bozulmasına yol açar. q Biranın içerdiği bazı organik moleküllerin PET tarafından absorblanması da tadının bozulmasına neden olur.

Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri Ambalajlamada kullanılan önemli plastikler v TERMOPLASTİK POLİESTER (PET) q Poliamid ile kombine kullanımları gaz geçirmezliği daha iyileştirilmekte ve böylece şarap ve bira için de kullanımı mümkün olmaktadır.

Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri Ambalajlamada kullanılan önemli plastikler v DOYMAMIŞ POLİESTER q Korozyona çok duyarlı olan kimyasal proseslerde yer altı ve üstü boru, tank, ve kanallarda kullanılır. q İçecek tankları, ve tahıl başta olmak üzere çeşitli gıda siloları tipik gıda sanayi üzere çeşitli gıda siloları tipik gıda sanayi kullanım alanlarıdır. q Paslanmaz çeliğe göre ekonomik oldukları için tercih edilirler.

Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri Ambalajlamada kullanılan önemli plastikler v POLİAMİD (Naylon) q Amid grubu içeren, MW i yüksek lineer polimerlerdir. q Genelde sert ve dayanıklıdırlar. qq Çoğu kimyasal çözücülere, yağlara, Çoğu kimyasal çözücülere, yağlara, alkalilere ve asitlere dayanıklıdırlar.alkalilere ve asitlere dayanıklıdırlar. q Koku ve gaz geçirmezlik özellikleri üstündür. q Su buharı geçirmezlikleri ise orta düzeydedir. q Isıl yapışma sıcaklıklarının yüksek olması ve su buharı geçirgenliklerinin de yüksek Gıda Ambalajlama olması nedeniyle kolay kaynaklanabilen

Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri Ambalajlamada kullanılan önemli plastikler v POLİAMİD (Naylon) q Bir plastik ile, çoğunlukla LDPE ile birlikte kullanılırlar. q Nem dirençleri biraz higroskopik olmaları nedeniyle sınırlıdır. q Çok az gaz geçirgenliğinin gerektiği Çok az gaz geçirgenliğinin gerektiği durumlarda ek olarak PVDC kaplama gerekir.

Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri Ambalajlamada kullanılan önemli plastikler v POLİVİNİL KLORÜR (PVC) q Duyusal bakımdan nötr, şeffaf, sert veya esnek, dayanıklı, darbe ve aşınmaya dirençli ve depolimerize olmaksızın ısıyla kolay şekillendirilebilir. qq Su buharı, gaz ve koku geçirgenliği düşük, Su buharı, gaz ve koku geçirgenliği düşük, yağ ve diğer gıda bileşenlerine karşı dayanıklı, üzerine iyi kaliteli baskı yapılabilen ve boyanabilen mükemmel bir termoplastiktir. q Oksijen geçirgenliği son derece düşüktür. q Su buharı geçirgenliği LDPE den  yüksektir.

Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri Ambalajlamada kullanılan önemli plastikler v POLİVİNİL KLORÜR (PVC) q PVC, su ve organik asitler gibi kuvvetli polar; ve hidrokarbonlar gibi kuvvetli apolar maddeler karşı dayanıklıdır. q Orta düzeyde polar olan, aseton, fenol, siklohekzanon gibi bileşikler tarafından siklohekzanon gibi bileşikler tarafından çözülürler ve şişip kabarırlar. q Sert PVC folyolar, çikolata gibi ürünlerin ambalajlanmasında ayırıcı bölmeler şeklinde kullanılırlar. q Darbe mukavemeti iyi olduğu için su, sıvı yağ ve sirke ambalajlanmasında kullanılabilir.

Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri Ambalajlamada kullanılan önemli plastikler v POLİVİNİLİDEN KLORÜR (PVDC) q Üretimi güç, işlenmesi zor ve ısı karşısında dayanıksız bir polimerdir. q En önemli özelliği yüksek kristal yapıya sahip olmasıdır. q Çözücülere, asitlere ve orta kuvvetteki Çözücülere, asitlere ve orta kuvvetteki alkalilere, güneş ışığına dayanıklılığı mükemmeldir. q Zamanla deformasyona uğramaz ve suyu emmez. q Su buharı, gazlar, özellikle oksijen, yağ ve koku geçirgenlikleri son derece düşük olan bir plastiktir.

…