Etiket Arşivleri: Termoplastikler

Plastikler ve Plastik Esaslı Ambalaj Malzemeleri ( Yrd.Doç. Dr. H. ALİ GÜLEÇ )

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.

Plastikler ve Plastik Malzemeler

PLASTİKLER VE PLASTİK MALZEMELER

Giriş:

İlk plastik 1862’de yapılmış olan selüloid’dir. Bunun aslı pamuk selülozudur. Bundan 35 yıl sonra esası süt kazeini olan bir diğer plastik üretilmiştir. Bunları belirli aralıklarla diğerleri izlemiştir.

ž1930’lardan itibaren gıdaların ambalajlanmasında plastiklerin rolü artarak devam etmektedir.ilk plastik ambalaj vinil’e kaplanmış selefondan yapılan torbadır.
ž
Çeşitli plastik ambalajlar
Plastik nedir?
žPlastikler sentetik organik polimerlerden bir gruptur. Petrolden elde edilirler. Polimer monomer adı verilen küçük moleküllerin kovalent bağlarla birbirine bağlanmasıyla oluşturduğu iri moleküller olarak tanımlanır.
žPolimerler ısı ve çözücüler karşısındaki davranışlarına göre 2 grupta incelenir: Termoplastikler ve termosetler.
Termoplastikler:
žIsı ve basınç altında yumuşar ve akarlar; bu yüzden kolayca değişik şekillere dönüştürülebilirler.
žPolimer zinciri doğrusaldır.
žPolietilen, polipropilen, polistiren gibi plastik malzemeler bu gruba dahildirler.
Termosetler:
žÇapraz bağlı polimerlerdir.
žÖn maddeleri oda sıcaklığında sıvı veya katı durumda bulunurlar, ısıtıldıklarında çapraz bağların teşekkülü ile önce erir daha sonra ısı ve çözücü etkisiyle yumuşamayan ve erimeyen hale gelir. Bu durum, pişirme sonucu yumurtanın aldığı duruma benzer.
žBakelit, formika, üre-formaldehit bu gruba örenektir.
Plastik ambalajların üstünlükleri:
žİstenen şekle kolaylıkla sokulabilir.
žKimyasal reaksiyonlara girmezler, inört özelliktedir .
žKırılgan değildirler, çatlama veya göçme göstermezler.
žHafiftirler.
žKolaylıkla renklendirilirler.,
žKısmi geçirgenlikleri faydalı olabilir.
žGeriye döndürülerek yeniden kullanılabilirler.
Plastik malzemelerin noksanlıkları:
žIsıya, bazı kimyasal madde ve çözücülere dirençleri yoktur.
žCam ve çelik kadar rijit değildirler. Sünek malzemelerdir, kolay delinirler.
žSu, buhar ve gaz geçişine karşı yeterli engelleme sağlayamazlar.
žÇevre kirlenmesine yol açabilirler.
Gıda ambalajlamada kullanılan başlıca plastikler:
žTermoplastik gruptan olan plastikler (polivinil klorür-PVC), kalıplanmış veya ısıyla şekillendirilmiş şekilli ambalajlar yanında filmler, etiket stokları, kapaklar, kaplamalar, laminat ve adevizeler olarak gıda ambalajlamanın hizmetindedirler.
žTermosetler gıda ambalajından ziyade kapak ve tepsi yapımında kullanılırlar.

žGerekli performansı sağlamaları açısından plastiklerin özellikleri; mekanik, ısıl, bariyer, optik ve uzun ömürlülük kategorilerine ayrılır.
žGıda ambalajlamada termoplastiklerin daha çok yer tutmasının sebebi kolayca şekillendirilebilmeleri ve geriye döndürülerek yada yakıt olarak değerlendirilebilmeleridir.
žGıda ambalajlamada kullanılan başlıca termoplastik sınıfları; poliolefinler, viniller, stirenler, polyesterler ve poliamidler. Bu polimerleri yumuşatmak için plastikleştiriciler kullanılır.
POLİOLEFİNLER
Polietilen(PE):
žPE etilenin polimeridir esas yapısı (CH2CH2)n
žPE gıda ambalajlamada ilk kullanılan olefinik polimerdir.
žPE’nin ticari hayat girişi kalıplama ile imal edilen kaplar, filmler ve kapaklardır.
žÜretimi sırasında gerdirilen PE film 70⁰C de kısmen yumuşar ve arkasından soğuduğunda içine konulan maddeleri sıkıca sarar (şirink ambalajlama).

žPE ,üzerine baskı yapmaya, süslemeye elverişli bir kağıt ve alüminyumla lamine edilerek süt ve meşrubat için kullanılan karton kutular(Tetra-pak, Tetra- brick) yapılmaktadır.
žPE’ler yoğunluklarına göre:
Çok düşük yoğunluk(ÇDYPE)
Düşük yoğunluk(DYPE)
Orta yoğunluklu(OYPE)
Yüksek yoğunluk(YYPE)
DYPE
žSu buharı geçirgenliği düşüktür, ancak oksijen ve karbondioksit, organik buhar ve sıvı yağları geçirgenliği fazladır. Işığı tam geçirmez dumansı görünüşü vardır. Isı ile kapanabilirlikte mükemmeldir ve maliyetinin düşük olması sebebiyle gıda ambalajlamada en çok kullanılan plastiktir.
YYPE
žBariyer özellikleri düşük yoğunlukludan yaklaşık 2 misli iyidir; daha rijit kaplar oluştururlar.
žYYPE esaslı şişirme ile kalıplanmış şişeler deterjan, saç şampuanı, süt, gaz yağı, mayonez, ketçap ve diğer sıvılar için kullanılmaktadır.
Polipropilen(PP):
žPP kimyasal yönden PE’e benzer. Ancak onlardan daha serttir ve daha mumsu his verir.
žIşığı yarı geçirir ve yüzeyi parlaktır.
žIsıya direnci iyidir, otoklav poşetlerinde kullanılabilir.
žGerilim çatlamasına PE’den dayanıklıdır.
žBükülme sıklığına dirençlidir.

žPP rijittir ancak PS’den daha esnek ve elastiktir.
žŞişe ağzına bastırılarak geçirilen kapak yapımına elverişlidir.
žRijitliği mükemmel olan ince cidarlı tepsiler yapılabilir.
žYağlara çok dirençlidir ve çözücülere DYPE’den daha dirençlidir.
žIsı ile şekillendirilmiş PP ambalajlar ısıya ve yağa dirençli olduklarından süt bardağı, meyve suyu, yoğurt ve tereyağı kabı, tıbbı malzeme tepsisi vb. uygulamalarında kullanılır.

žPlastikleştirici içermediğinden, kalıntı monomer ve bunun gıdaya geçiş sonucu oluşabilen sağlık tehlikesi, hidrojen klorür gazından ötürü hava kirliliği gibi problemler PP’de yoktur.

Otoklav poşetleri
VİNİL POLİMERLERİ
Polivinil Klorür(PVC):
žPVC çok yönlüm bir polimerdir.
žIşık, katı ve sıvı yağ ve kimyasal maddelere dirennçlidir.
žÇarpmaya direnci yüksek ve saydamlığı iyidir.
žPlastikleştirici artarsa geçirgenliği artar.
žMekanik kalitesi rijitten yumuşağa kadar değişir.

žAmerikan Gıda ve İlaç Dairesi(FDA) polimerleşmeye katılmayan yani kalıntı vinil klorür monomerinden kaynaklanabilen kanserojenlik ihtimali konusunda rapor yayınlayıncaya kadar PVC bir çok gıdanın saydam ambalajı olarak kullanılmıstır.

žÖnemli vinil klorür kopolimerleri polivinilden klorür(PVDC) ve etilen vinil alkol(EVOH)
žPVDC kopolimerlerin dikkat çekici özelliği gaz ve su buharı geçirmezliğinin yüksekliğidir ve film yada kaplama maddesi olarak bu özelliğinden ötürü kullanılmaktadır.
žEVOH’nın rutubet geçirmezliği düşüktür.
žEVOH iki tarafından rutubete dirençli PP yada PE ile lamine edilebilir. Böylece enjeksiyon –şişirme işlemiyle elde edilen otoklanabilir kutular gıdaya 1 yıldan daha fazla raf ömrü sağlamaktadırlar.
STİRENLER
Polisitren(PS):
žStirenik plastikler, hakim unsur olarak stiren birimleri içiren yüksek molekül ağırlıklı reçinelerdir.
žGıda ambalajlamada en tanınmış PS ürünleri; yönlendirilmiş PS(OPS) film, tepsi(küvet-tray) ve bardak olarak şekillendirilen PS köpük levhalar ve çarpmaya dayanıklı PS’lerden yapılmış bardak ve tepsilerdir.

žPS kuvvetli asit ve alkalilere dirençlidir, alifatik hidrokarbonlar da ve alkalilerde çözünmez, ancak esterler, aromatik hidrokarbonlar, yüksek alkoller, ketonlar ve klorlü hidrokarbonlarda çözünür.
žSu buharı ve gaz geçirmezliği poliolefinlerden zayıftır. Bu özelliği ile meyve- sebzelerin ambalajlama ve depolamalarında, fide,çiçek saksısı olarak kullanımında PS,PE ve PP den üstündür.

žÇevresel stres ile çatlamaya meyillidir ve tereyağı,margarin ve diğer yemeklik yağlarla uzun sureli temastan zarar görür.
žPortakal kabuğundaki alfalimonenden etkilenir.
žDış hava şartlarına dayanıklılığı zayıftır.
žMükemmel bir elektrik izolatörüdür. Bu yüzden toz ve yabancı maddeleri çeker üzerinde toplar.

žPS levha ile çarpmaya direnci yüksek PS’nin koekstrüzyonla birleştirilerek tek levha haline getirilmesi sonucu elde edilen parlak yüzeyli malzeme yoğurt kabı olarak çokça kullanılmaktadır.

žYönlendirilmiş genel amaçlı PS’nin çekme oranı 0.5 iken çarpmaya dirençli PS(HIPS)’nın ki 2-2.5 dur. Bu sebeple HIPS, yumurta tepsisi, dondurma kapları, meşrubat bardakları gibi derin-çekme gıda ambalajlarının yapımında yaygın şekilde kullanılır.

Ayrıca koruyucu paketleme, yumurta kartonları, soğutucular, tepsiler, fast-food paketleme kapları, video ve ses kaset kapları, çatal ve bıçak takımı, su bardağı, kapaklar, küçük botlar ve köpek kapları polistiren plastiklerden yapılmaktadır.
Akrilonitril-stiren(ANS):
žKopolimeri %20-30 akrilonitrille stiren’in kopolimeridir.
žAmorftur, mükemmel parlaklık ve saydamlığı vardır.
žIsı, kimyasallar ve yağlara diğer Pslerden daha dirençlidir. Gerilim çatlamasında daha dirençlidir.

žYüksek nitrilli kopolimerin karbondioksit ve oksijen geçirmezliği, yağlara ve kimyasallara direnci mükemmeldir. Sodalı meşrubat şişesi yapımına çok uygundur.
POLYESTERLER
Polietilen tereftalat(PET):
žPolyesterler gıda ve meşrubat ambalajlamada çokça kullanılan çok yönlü bir plastik sınıfını oluştururlar.
žÖzellikle gazlı meşrubat pazarında ün yapmışlardır.
žPET, doğrusal yapılı bir termoplastiktir.
žKuvvetlidir, serttir, yinede yeterince esnektir.
žÜflenerek şişirilmiş termoset kaplar sıcak dolum uygulamalarında rahatlıkla kullanılabilmektedirler(meyve sularının sıcak dolumu).

žPET’in ışığa, ısıya ve kimyasal maddelere dirençli olması,çarpmaya dirençli olması, hafif olması gıda ambalajı olarak süratle yayılmasında etkili olmuştur.
žPET meşrubat şişeleri gerdirme –şişirme işlemiyle elde edilir.
Polikarbonat(PC):
žÇarpmaya ve ısıya mükemmel direnç gösteren amorf ve saydam bir polimerdir.
žZayıf asit ve alkalilere dirençlidir; aromatik ve klorlu hidrokarbonlarda çözülür.
žYüksek sıcaklıklardaki performansı iyidir, sıcak dolum uygulamalarında kullanılabilir.
žGaz ve buhar geçirmezlikleri yeterli değildir.

žPastörize süt, puding, reçel, jöle gibi sıcak gıdalar ambalajlama hattında doğrudan PC kaplara koyulabilirler
Poliamidler(PA=naylon)
žHafif mekanik yükler altında PA’ların yüksek ısıya dirençleri diğer plastiklerden farklı şekilde yüksektir, kuvvetlidirler ve esnektirler.
žPA ‘ler içerdikleri karbon sayısına göre naylon-6,-66,-11,-12 diye isimlendirilirler.
žKuru şartlardaki geçirmezlik özellikleri, dayanıklılığı, ısıya ve yağlara direncinden ötürü gıda ambalajlamada en çok kullanılan naylon -6 dır.

žYarı-kristalin PA reçineleri aromaca zengin kuru gıdaların, mesela kahve, baharat, sucuk gibi gıdaların çok katlı ambalaj malzemelerinde yer almaktadırlar.
Plastiklerin ambalaja işlenmeleri:
žBu bölümde plastik malzemenin kutu, şişe ve film gibi gıda ambalajına dönüştürülmesinde kullanılan önemli işlemleri kısaca yer verilmektedir.
žAmaç, belli bir ambalajlama uygulaması için hem ucuz hem de sürekli olarak uygun kalitede ambalaj üretmektir.

Başlıca metotlar şunlardır:
žTek katlı levha ekstrüzyonu,
žTek katlı döküm film ekstrüzyonu,
žTek katlı şişirme film ekstrüzyonu,
žTek katlı levha ve filmlerin ısıl şekillendirilmesi,
žÇok katlı levha ve filmlerin ısıl şekillendirilmesi
žKalıplama ,

žTek katlı levha ekstrüzyonu: Ekstrüzyon katı polimerin eriyik hale gelmesi ve bunun basınç altında bir kafa yada kalıptan zorla geçirilerek şekillendirilmesidir.
žKalıplama: Uygun kalıp içinde veya etrafında malzemenin ısı ve basınç etkisi ile şekillendirilmesidir. Baskılı enjeksiyon ve emme işlemleriyle kağıt hamurdan, yumurta kartonları, şişe ve kavanoz kılıfları ve mekanik etkiye hassas her türlü gıda için uygun ambalajlar üretilmektedir.

Başlıca kalıplama tipleri şunlardır:
žEkstrüzyon şişirmeyle kalıplama,
žKoekstrüzyon şişirmeyle kalıplama,
žEnjeksiyon şişirmeyle kalıplama,
žKoenjeksiyon şişirmeyle kalıplama,
ž
Plastiklerin kaplanması ve laminasyonu:
žKaplama ve laminasyon, ambalaj malzemelerinin tek başına gösteremediği performansın, iki veya daha fazlasının bir araya getirilmesidir.
žKalıplama: Bir malzemenin üzerine bir veya birden fazla akışkan yada eriyik tabakası uygulama işlemidir.
žLaminasyon: iki veya daha çok levhanın birbirine yapıştırılması işlemidir.Çoğu kez kaplamayla birlikte yapılır.

žKalıplama ve laminasyon ile geliştirilen iyi özellikler şunlardır:
žKuvvetlilik ve sertlik gibi mekanik özellikler,
žGaz ,gıda bileşeni, su ve su buharı geçirmezliği,
žYırtılmaya , delinemeye ve katlanma yerinden kopmaya direnç,
žYazı basma ve etiketlenmeye el verişlilik,
žYüksek hızda çalışan ambalaj makinelerinde düzgünce ilerleme yeteneği,
PLASTİK VE ÇEVRE İLİŞKİSİ
žDünyamızda 1980 yılında toplam 61 milyon ton plastik üretilmiş, bu miktar 1990’larda % 130 artışla 140 milyon tona ulaşmıştır.
žÜretilen bu plastik malzemenin büyük çoğunluğu kullanıldıktan sonra fonksiyonu kaybetmekte ve plastik atık olarak atılmaktadır
žÜlkemizde de sayıları yaklaşık 2500 dolayında olduğu tahmin edilen plastik işleyen firmalar en yaygın olarak AYPE, YYPE, PP, PVC, PS ve PET gibi plastik maddeleri tüketmektedirler.

žPlastikler işlenmeleri sırasında dikkate değer bir kirlilik göstermekte ancak kullanıldıktan sonra atılması ile çevreyi önemli boyutlardaki kirletmektedir.
žYoğunlukları düşük olduğundan atıklar içinde göze en fazla çarpanlar plastik ürünleridir. Bunun sonucu olarak da önemli bir çevre kirliliği oluşmaktadır.

Polimerler ( Doç.Dr. Akgün ALSARAN )

Polimerler

Polimerler Polimer malzemeler, karbonun H, O, OH, Cl gibi element veya iyonlarla kovalent bağ karakterinde yaptığı bileşiklere ait zincir moleküllerin Vander Walls bağları ile birarada bulunması sonucu oluşan malzemeye denir. Genelde molekülün zincir halinde uzaması polimerizasyon olarak isimlendirilir. Poly mer çok tekrar (doymamış molekül) tekrar tekrar tekrar H H H H H H H H H H H H H H H H H H C C C C C C C C C C C C C C C C C C H H H H H H H Cl H Cl H Cl H CH H CH H CH 3 3 3 Polyethylene (PE) Polyvinyl chloride (PVC) Polypropylene (PP) Adapted from Fig. 14.2, Callister 7e. Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerler n Doğal polimerler ¨ Yün – Kauçuk ¨ Pamuk – Yün ¨ Deri – İpek n Bilinen en eski polimerler ¨ Inkalar tarafından kullanılan kauçuk toplar Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerler kompozisyonu Çoğu polimer hidrokarbondur. – H ve C oluşmuş n Doymuş hidrokarbonlar ¨Her bir C dört diğer atoma bağlı H H H C C H H H C H n 2n+2 Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerler Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerler Doymamış hidrokarbonlar n Nispeten ikili veya üçlü bağlar, yeni bağlar oluşabilir ¨ İkili bağ– etilen- C H n 2n H H C C H H n 4-bağ, fakat 3 tanesi C a bağlı ¨ Üçlü bağ – asetilen- C H n 2n-2 H C C H Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerizasyon Etilen monomer molekülü basınç, ısı veya katalizör yardımıyla çift bağının bir tanesi parçalanır ve mer oluşur. Merler birbirine eklenerek polimerizasyon oluşturur. Reaksiyon sonucu oluşan ürüne polimer denir. Bu tür reaksiyonlarda en önemli nokta merlerin aynı tür moleküle sahip olmalarıdır. Bu tür reaksiyonlarda herhangi bir yan ürün çıkmaz Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerizasyon Kopolimerizasyon Zincir oluşumunda birden fazla merin tekrarlı bir şekilde biraraya gelmesi ile oluşur. rasgele değişken blok Farklı hat Poliadisyon (Çoklu ekleme) Reaksiyonun başlaması için bir başlatıcı elemente veya moleküle ihtiyaç vardır. Polikondassasyon Farklı moleküle sahip merler yan ürün vererek meydana gelir. Örnek olarak dimetil terefitalat molekülü ile etil alkol molekülünün reaksiyonu sonucu polietilen terefitalat oluşumu Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerler Polimerler yapısal olarak; 1. Camsı (amorf) 2. Kristal – nadiren görülür. Özellikle molekülün karmaşıklı ve soğuma hızı arttığında kristal yapı oluşumu engellenir. 3. Camsı kristal Tek kristal Kristalin bölge Terg Hızlı Orta Yavaş Süre Kristal amorf Amorf bölge Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerler Polimer kristallerinin oluşumu Spherulite surface Nucleation site Adapted from Fig. 14.13, Callister 7e. Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerler türler Termoplastikler • Isı etkisiyle yumuşayabililer • Polimerizasyon reaksiyonu ile imal edilirler • Daha çok lineer yapı özelliği gösterirler • Sıcaklık artışıyla viskoz sıvı sonunda durumuna geçerler • Camlaşma sıcaklığının altında çok gevrek davranırlar • Sürtünme katsayıları düşüktür • Pres enjeksiyon, haddeleme, ekstrüzyon gibi imalat yöntemlerine uygundur Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerler türler Termoset plastikler • Isı etkisiyle yanarak kömürleşir, dolayısıyla yeniden şekillendirilemezler • Genelde polikondasasyon ile üretilir, yan ürün verirler • Molekül zincirleri ağ yapısında bulunur, • Camlaşma sıcaklığını altında ve üstünde gevrekleşirler • Daha çok kompozit üretiminde kullanılırlar • Epoksi, polyester, bakalit gibi Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerler türler Elastomerler • Çok yüksek elastikiyet gösterirler • Doğal kauçuk ve lateks gibi • Vulkanizasyon yardımıyla molekül zincirleri arasında çapraz bağ oluşturulur ve lastik içinde üretilerek dayanımı artırılır • Silikon lastik gibi Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerler Mekanik özellikler σ σ ε ε Termoset Termoplastik (T>Tc) Termoplastik (T≤Tc) Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerler Mekanik özellikler Gevrek polimer s of polymer ca. Metalin 10% u FS plastic elastomer elastik modul – metalden düşük Adapted from Fig. 15.1, Şekil değiştirme > 1000% olabilir Callister 7e. (metaller için, maksimum şekil değiştirme. 10% yada daha az) Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerler Çekme özellikeri: gevrek & plastik s (MPa) Lifli structure Hasar bölgesi x Gevrek kırılma Hasar bölgesi boyun oluşumu Kalıcı hasar x başlangıç Yüksüz/yeniden yüklenmiş e Aynı hıza, network Çapraz oluşumu Kristalin bölge bağlı- kayma yarı- amorf kristalin Kristalin bölge bölgeler yapı Aynı hızda uzamış Stress-strain curves adapted from Fig. 15.1, Callister 7e. Inset figures along plastic response curve adapted from Figs. 15.12 & 15.13, Callister 7e. (Figs. 15.12 & 15.13 are from J.M. Schultz, Polymer Materials Science, Prentice- Hall, Inc., 1974, pp. 500-501.) Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerler Çekme eğrisi ile ilgili detaylar Termosetler her sıcaklıkta gevrek davranış gösterirler. Bu davranış termoplastikler için Tc nin altında geçerlidir. Termoplastiklerin elastisite modülü başlangıçta doğrusal kısmın eğimi olarak hesaplanır. Malzeme akmaya uğradıktan sonra kesit daralır, moleküller düz hale gelir ve birbirine yaklaşır. Bu durumda Van der Walls bağları etkisini artırır ve molekül zincirleri birbirlerine daha sıkı bağlanır. Bu dayanımda artış oluşturur. Malzemenin ulaştığı en yüksek gerilmede kopma olur. Buna Adapted from Fig. 15.13, Callister çekme dayanımı denir ve genelde kopma uzaması 7e. (Fig. 15.13 is from J.M. Schultz, Polymer Materials değeri ile verilir. Polimerler deformasyon hızına Science, Prentice-Hall, Inc., duyarlıdır, artıkça artar. Bu nedenle çekme deneyler 1974, pp. 500-501.) standart hızda yapılır. Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerler s (MPa) x Gevrek kırılma Stress-strain curves adapted from Fig. 15.1, Callister 7e. Inset figures along elastomer curve (green) adapted Plastik hasar from Fig. 15.15, Callister x 7e. (Fig. 15.15 is from Z.D. Jastrzebski, The Nature and Properties of x Engineering Materials, elastomer 3rd ed., John Wiley and Sons, 1987.) son: zincirler uzamış e başlangıç: amorf zincirler Deformasyon aynı yönde uzar. tersinirdir Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerler T and şekil değiştirme: Thermoplastik s • Azalan T… (MPa) — artar E 8 0 4°C — artar TS — azalır %EL 6 0 20°C polimer: PMMA (Plexiglas) • artan 4 0 şekil değiştirme hızı 40°C — artar E — artar TS 20 to 1.3 — azalır %EL 60°C . 0 0 0.1 0.2 e 0.3 Adapted from Fig. 15.3, Callister 7e. (Fig. 15.3 is from T.S. Carswell and J.K. Nason, ‘Effect of Environmental Conditions on the Mechanical Properties of Organic Plastics”, Symposium on Plastics, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, PA, 1944.) Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerler kırılması Yönlenmiş zincirler Lifli köprüler mikroboşluklar çatlak Adapted from Fig. 15.9, Callister 7e. Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerler Plastik enjeksiyon n Basma ve eriyik transferi ¨ Termoplastik yada termoset Adapted from Fig. 15.23, Callister 7e. (Fig. 15.23 is from F.W. Billmeyer, Jr., Textbook of Polymer Science, 3rd ed., John Wiley & Sons, 1984. ) Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerler n Enjeksiyon ¨termoplastik & bazı termoset Adapted from Fig. 15.24, Callister 7e. (Fig. 15.24 is from F.W. Billmeyer, Jr., Textbook of Polymer Science, 2nd edition, John Wiley & Sons, 1971. ) Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerler Plastik ekstrüzyon Adapted from Fig. 15.25, Callister 7e. (Fig. 15.25 is from Encyclopædia Britannica, 1997.) Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerler Üfleme Adapted from Fig. 15.26, Callister 7e. (Fig. 15.26 is from Encyclopædia Britannica, 1997.) Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi

Polimerler İleri polimerler n Ultra yüksek molekül ağırlıklı polyetilen (UHMWPE) ¨ Moleküler ağırlık 6 ca. 4 x 10 g/mol ¨ Mükemmel özellikler UHMWPE n Golf topu dışı, kalça protezi, etc. Adapted from chapter- opening photograph, Chapter 22, Callister 7e. Doç. Dr. Akgün Alsaran, aalsaran@atauni.edu.tr, Malzeme Bilimi