ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ Σελίδα 1 από 11. ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ Παραδόσεις του µαθήµατος Συσκευασία Τροφίµων

Transcript

1 ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ Σελίδα 1 από 11 ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ Παραδόσεις του µαθήµατος Συσκευασία Τροφίµων ρ. ΣΠΥΡΙ ΩΝ Ε. ΠΑΠΑ ΑΚΗΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ - ΟΡΙΣΜΟΙ Πολυµερή (polymers) = µακροµόρια, δηλαδή µόρια µεγάλου µοριακού βάρους, που αποτελούνται από πανοµοιότυπες επαναλαµβανόµενες δοµικές µονάδες οι οποίες συνδέονται µεταξύ τους µε οµοιοπολικούς δεσµούς. Μονοµερή (monomers) = ενώσεις µικρού µοριακού βάρους από τις οποίες προκύπτουν τα πολυµερή. π.χ. το CH2=CH2 (αιθυλένιο ή αιθένιο) είναι το µονοµερές του πολυαιθυλενίου ενώ η δοµική του µονάδα είναι η (CH2 CH2) Η αντίδραση µέσω της οποίας συνδέονται τα µονοµερή µεταξύ τους ονοµάζεται πολυµερισµός. Τα πολυµερή διακρίνονται σε φυσικά και συνθετικά. Οι βασικές λειτουργίες της ζωής στηρίζονται σε φυσικά πολυµερή όπως το DNA, το RNA, οι πρωτεΐνες και οι υδατάνθρακες. Ο όρος πλαστικό (plastic) χαρακτηρίζει µια οµάδα υλικών που προέρχονται από συνθετικά ή τροποποιηµένα φυσικά πολυµερή και µπορούν να µορφοποιηθούν σε διάφορα σχήµατα και αντικείµενα συνήθως µετά από θέρµανση ή µε άσκηση πίεσης. Κατά τον Κώδικα Τροφίµων & Ποτών: «πλαστική ύλη είναι µια µακροµοριακή οργανική ένωση που λαµβάνεται µε πολυµερισµό, πολυσυµπύκνωση, πολυπροσθήκη ή οποιαδήποτε παρεµφερή διεργασία από µόρια µε µικρότερο µοριακό βάρος ή µε χηµική τροποποίηση φυσικών µακροµορίων». Στην πράξη οι όροι «πλαστικό» και «πολυµερές» χρησιµοποιούνται αδιακρίτως, αλλά συνήθως ο όρος «πλαστικό» αναφέρεται στο τελικό προϊόν, ενώ ο όρος «πολυµερές» περιγράφει την πρώτη ύλη για την κατασκευή του αντικειµένου και αποτελεί περισσότερο επιστηµονική ορολογία. ΙΣΤΟΡΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ Το σκληρό καουτσούκ είναι το πρώτο πλαστικό. Η ανακάλυψη της µεθόδου κατεργασίας του καουτσούκ µε θείο (βουλκανισµός) για την παραγωγή σκληρού καουτσούκ έγινε το 1839 από τον Charles Goodyear. Η ουσιαστική ανάπτυξη της βιοµηχανίας των πλαστικών άρχισε στην περίοδο Ο Άγγλος χηµικός και µεταλλειολόγος Alexander Parkes θεωρείται ο ιδρυτής της, καθώς ανακάλυψε τo 1850 τη νιτρική κυτταρίνη. Στις ΗΠΑ, οι εφευρέτες αδελφοί J.W. και I.S. Hyatt ανταποκρίθηκαν στην πρόκληση ενός διαγωνισµού µε βραβείο $ για την ανακάλυψη ενός νέου υλικού που θα µπορούσε να αντικαταστήσει το ελεφαντόδοντο στην κατασκευή των σφαιρών του µπιλιάρδου. To 1860, ανακάλυψαν µια νέα διαδικασία για την παραγωγή νιτρικής κυτταρίνης Οι αδελφοί Hyatt το 1870 κατοχύρωσαν µε πατέντα το προϊόν τους µε την εµπορική ονοµασία Celluloid. Το Celluloid είχε πάρα πολλές εφαρµογές και υπήρξε εµπορική επιτυχία. Τα πρώτα πλήρως συνθετικά πλαστικά ήταν οι ρητίνες φαινόλης φορµαλδεΰδης, που αναπτύχθηκαν το 1907 από το βέλγο χηµικό Leo Hendrik Baekeland. Το νέο προϊόν ονοµάστηκε Βακελίτης προς τιµήν του εφευρέτη του. Η θεωρία της ύπαρξης µακροµορίων προτάθηκε για πρώτη φορά το 1877 από τον Kekule, ο οποίος ισχυρίστηκε ότι πολλές οργανικές ενώσεις φυσικής προέλευσης αποτελούνται από πολύ µακριές αλυσίδες µορίων στις οποίες και οφείλονται οι χαρακτηριστικές ιδιότητες αυτών των ενώσεων. Ο Γερµανός χηµικός Herman Staudinger (Nobel Χηµείας 1953) το 1920 πρότεινε τη θεωρία ότι τα πλαστικά αποτελούνται από γιγαντιαία µόρια, τα «µακροµόρια» (macromolecules) όπως ο ίδιος τα ονόµασε. Τη δεκαετία παρήχθησαν τα περισσότερα θερµοπλαστικά πολυµερή (πολυστυρόλιο, πολυβινυλιδενοχλωρίδιο και πολυολεφίνες) που χρησιµοποιούνται σήµερα.

2 ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ Σελίδα 2 από 11 ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΤΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ Ταξινόµηση µε βάση την προέλευση Φυσικά πολυµερή: απαντώνται ελεύθερα στη φύση, όπως το φυσικό καουτσούκ, το φυσικό µετάξι, η κυτταρίνη, το άµυλο, οι πρωτεΐνες και µπορεί να έχουν οργανική ή ανόργανη προέλευση. Ηµισυνθετικά είναι χηµικά τροποποιηµένα φυσικά πολυµερή, όπως η νιτρική και η οξική κυτταρίνη. Συνθετικά πολυµερή παράγονται µε χηµικές µεθόδους από συγκεκριµένα µονοµερή. Ταξινόµηση µε βάση το είδος του µονοµερούς Οµοπολυµερή (homopolymers): αποτελούνται από ένα είδος επαναλαµβανόµενης δοµικής µονάδας Συµπολυµερή (copolymers): αποτελούνται από δύο ή περισσότερα είδη επαναλαµβανόµενων δοµικών µονάδων. Τα συµπολυµερή διακρίνονται σε: συνήθη συµπολυµερή που αποτελούνται από µικρά οµοπολυµερή τµήµατα, αδροµερή συµπολυµερή (block copolymers) που αποτελούνται από µεγάλα οµοπολυµερή τµήµατα κατά µήκος της αλυσίδας, ενοφθαλµισµένα συµπολυµερή (graft copolymers) που αποτελούνται από µια βασική αλυσίδα οµοπολυµερούς στην οποία υπάρχουν διακλαδώσεις (ενοφθαλµίσµατα) από οµοπολυµερή τµήµατα του άλλου είδους δοµικών µονάδων. Ταξινόµηση µε βάση το σχήµα και σύνδεση µακροµορίων Γραµµικά (linear): τα µακροµόρια εκτείνονται σε µία διάσταση ιακλαδωµένα ή διακλαδισµένα (branched) πολυµερή αποτελούνται από µία κύρια αλυσίδα και κλάδους ή πλευρικές αλυσίδες µικρού ή µεγάλου µήκους. Πολυµερή πλέγµατος (cross-linked) όπου υπάρχουν διασταυρούµενες συνδέσεις ανάµεσα στα µακροµόρια ώστε να σχηµατίζεται ένα πλέγµα που µπορεί να εκτείνεται σε δύο ή τρεις διαστάσεις. Ταξινόµηση µε βάση τη συµπεριφορά κατά τη θέρµανση Θερµοπλαστικά (thermoplastics), Θερµοσκληρυνόµενα (thermosettings, Ελαστοµερή (elastomers) Τα θερµοπλαστικά είναι: Γραµµικά ή διακλαδωµένα πολυµερή που δεν σχηµατίζουν πλέγµα. Με την αύξηση της θερµοκρασίας µαλακώνουν και τελικά τήκονται. Μπορούν εύκολα να µορφοποιηθούν και σκληραίνουν όταν ψυχθούν. Το φαινόµενο είναι αντιστρεπτό και ο κύκλος «θέρµανση ρευστοποίηση µορφοποίηση ψύξη στερεοποίηση» µπορεί να επαναληφθεί πολλές φορές. Σχεδόν όλα τα πολυµερή στη συσκευασία τροφίµων είναι θερµοπλαστικά. Αντιπροσωπεύουν πάνω από τα 2/3 της συνολικής ποσότητας πλαστικών που χρησιµοποιούνται σήµερα. Τα θερµοσκληρυνόµενα είναι: Πολυµερή που σχηµατίζουν πλέγµα Ο σχηµατισµός του πλέγµατος γίνεται κατά την µορφοποίηση και: Αρχίζει µε θέρµανση, φως ή µε προσθήκη άλλων χηµικών αντιδραστηρίων. ηµιουργούνται οµοιοπολικοί δεσµοί ανάµεσα σε µακροµοριακές αλυσίδες, οπότε το υλικό είναι ουσιαστικά ένα και µοναδικό γιγαντιαίο µόριο. Η διαδικασία είναι µη-αντιστρεπτή. Άκαµπτα και σκληρά εν ρευστοποιούνται µε θέρµανση και έτσι δεν µπορούν να µορφοποιηθούν για δεύτερη φορά. Αν η θέρµανση συνεχιστεί αποσυντίθενται και απανθρακώνονται. Παραδείγµατα θερµοσκληρυνόµενων πολυµερών: εποξυ-ρητίνες και οι ακόρεστοι πολυεστέρες Τα ελαστοµερή είναι: Πολύ ελαστικά. Εφελκούµενα παρουσιάζουν µεγάλη επιµήκυνση µε γρήγορη και πλήρη επαναφορά όταν παύσει να ασκείται η εφελκούσα δύναµη. Άτηκτα, αδιάλυτα αλλά διαποτίζονται εύκολα από διαλύτες. Τα θερµοπλαστικά και τα θερµοσκληρυνόµενα πολυµερή ονοµάζονται ρητίνες (resins), ενώ τα ελαστοµερή ονοµάζονται καουτσούκ (rubbers).

3 ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ Σελίδα 3 από 11 Ταξινόµηση µε βάση την αντίδραση πολυµερισµού Πολυµερισµός είναι η επαναλαµβανόµενη χηµική αντίδραση µε την οποίαν τα µόρια ενός ή περισσοτέρων µονοµερών ενώνονται για να σχηµατίσουν το µόριο του πολυµερούς. Ο Carothers πρότεινε τη διάκριση των πολυµερών και των αντιδράσεων πολυµερισµού µε βάση τη στοιχειοµετρία της αντίδρασης. Οι δυο κατηγορίες που πρότεινε ήταν αντιδράσεις συµπύκνωσης και αντιδράσεις προσθήκης. Ο Flory το 1952 αναθεώρησε αυτή την ταξινόµηση και κατέταξε τις αντιδράσεις σε αντιδράσεις σταδιακού και αλυσωτού πολυµερισµού µε βάση το µηχανισµό τους. Πολυµερισµός Προσθήκης & Πολυµερισµός Συµπύκνωσης Πολυµερισµός Προσθήκης Για µονοµερή µ ένα διπλό δεσµό Για τις πολυολεφίνες: 1. Αλυσιδωτός πολυµερισµός µε ελεύθερες ρίζες 2. Ανιονικός πολυµερισµός 3. Κατιονικός πολυµερισµός 4. Πολυµερισµός µε καταλύτες Ziegler-Natta ΠΟΛΥΜΕΡΙΣΜΟΣ ΣΥΜΠΥΚΝΩΣΗΣ Ο σχηµατισµός του πολυµερούς ξεκινά µε την αντίδραση ενός διβασικού οξέος µε µια διαλκοόλη οπότε παράγεται ένας εστέρας και ένα µόριο νερού. Ο εστέρας έχει µια υδροξυλοµάδα και µια καρβοξυλοµάδα, στις δυο άκρες του, διαθέσιµες για περαιτέρω αντιδράσεις. ΜΟΡΙΑΚΟ ΒΑΡΟΣ ΤΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ Βαθµός Πολυµερισµού (DP, Degree of Polymerization) = ο αριθµός των επαναλαµβανόµενων µονάδων σ ένα µόριο του πολυµερούς. Μοριακό βάρος πολυµερούς = το γινόµενο του βαθµού πολυµερισµού επί το µοριακό βάρος της επαναλαµβανόµενης δοµικής µονάδας. Τα περισσότερα βιοµηχανικά πολυµερή έχουν DP µεταξύ 100 & ή µοριακά βάρη µεταξύ και Επειδή σε κάθε βιοµηχανικό πολυµερές τα µακροµόρια έχουν διαφορετικό µέγεθος (διαφορετικό DP), κάθε πολυµερές χαρακτηρίζεται από µια κατανοµή µοριακού βάρους και ένα µέσο µοριακό βάρος. Συνηθέστερα µέσα µοριακά βάρη: αριθµητικό µέσο µοριακό βάρος, µέσο µοριακό βάρος µάζας ΠΥΚΝΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ Πυκνότητα = Συνάρτηση της χηµικής σύστασης του πολυµερούς και του τρόπου µε τον οποίο διατάσσονται τα µακροµόρια στο χώρο. Για τους πολυµερείς υδρογονάνθρακες οι οποίοι δεν έχουν «βαριά» άτοµα η πυκνότητα είναι χαµηλή. Το οξυγόνο, χλώριο, φθόριο και βρώµιο αυξάνουν την πυκνότητα των πολυµερών. Οι άµορφοι πολυµερείς υδρογονάνθρακες έχουν γενικά πυκνότητες µεταξύ 0,86 και 1,05 g/cm3. Πολυµερή που περιέχουν χλώριο έχουν µεγαλύτερη πυκνότητα (π.χ. το PVC έχει 1,4 g/cm3 και το PVDC 1,7 g/cm3. Στα κρυσταλλικά πολυµερή ο τρόπος διάταξης των µακροµορίων στο χώρο επηρεάζει την πυκνότητα. Το PE µε την επίπεδη ζιγκ-ζαγκ διάταξη έχει υψηλότερη πυκνότητα από το ισοτακτικό PP που σχηµατίζει έλικα. Το PS έχει λίγο πιο µεγάλη πυκνότητα από το PE γιατί ο δακτύλιος είναι πιο πυκνός από το γραµµικό σύστηµα C-C και γιατί έχει λιγότερα άτοµα υδρογόνου ανά άτοµο άνθρακα.

4 ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ Σελίδα 4 από 11 ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΤΑΣΤΑΣΗ ΤΩΝ ΠΟΛΥΜΕΡΩΝ Τα θερµοπλαστικά πολυµερή είναι είτε κρυσταλλικά ή άµορφα. Τα κρυσταλλικά δεν είναι ποτέ ολοκρυσταλλικά. Αποτελούνται από κρυσταλλικές και άµορφες περιοχές. ιακρίνουµε ένα βαθµό κρυσταλλικότητας που εκφράζει το ποσοστό του κρυσταλλικού υλικού στο σύνολο του υλικού. Ο βαθµός κρυσταλλικότητας επηρεάζει σηµαντικά τις µηχανικές, οπτικές, θερµικές ιδιότητες καθώς και την διαπερατότητα του πολυµερούς σε αέρια & ατµούς. Ο βαθµός κρυσταλλικότητας εξαρτάται από τη χηµική δοµή, το βαθµό διακλαδώσεων στην αλυσίδα του πολυµερούς, το µοριακό βάρος, την κατανοµή µοριακού βάρους, την επεξεργασία. ΧΑΜΗΛΗΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ ΠΟΛΥΑΙΘΥΛΕΝΙΟ (LDPE) Ιστορικά: Πρώτη παραγωγή από ICI (1933) Μέθοδοι Παραγωγής: Αρχικά υψηλής πίεσης βιοµηχανικές µέθοδοι (1000 µε 2800 atm, C). Χαµηλής πίεσης µέθοδος της Union Carbide Co. (7-20 atm, T < 100 C) οµή: Μακροµοριακές αλυσίδες µε πάρα πολλές διακλαδώσεις. 20 έως 33 οµάδες CH3 ανά 1000 άτοµα C. Ιδιότητες: Λόγω των διακλαδώσεων: Χαµηλή πυκνότητα (0,910 0,940 g/cm3) Κρυσταλλικότητα 50-70% Θερµοκρασία ευπλαστότητας < 100 C Καλή αντοχή σε εφελκυσµό, κρούση και σκίσιµο µέχρι τους -60 C Χαµηλή διαπερατότητα στους υδρατµούς, µεγάλη όµως στα αέρια. Ανθεκτικό σε οξέα, βάσεις, διαλύµατα αλάτων. Ευαίσθητο σε υδρογονάνθρακες, αλογονωµένους υδρογονάνθρακες και έλαια. Τα απορροφά και διογκώνεται. Πρόβληµα «σκασίµατος» (environmental stress cracking) της επιφάνειάς του όταν υφίσταται µηχανική καταπόνηση ενώ είναι σε επαφή µε πολικά υγρά ή ατµούς (απορρυπαντικά, αιθέρια έλαια). Απορροφά µερικά πτητικά συστατικά των τροφίµων (π.χ. D-λεµονένιο). Θερµοσυγκολλάται εύκολα δίδοντας αρίστης ποιότητας ραφές. Χρήσεις: Κατασκευή φιαλών & δοχείων. Κύριο πλεονέκτηµα η ευκαµψία & ελαστικότητα του που επιτρέπει τη λήψη ποσότητας από το περιεχόµενο προϊόν πιέζοντας το δοχείο. Το χαµηλής και το υψηλής πυκνότητας πολυαιθυλένιο είναι η πιο διαδεδοµένη πρώτη ύλη για την κατασκευή µεµβρανών. Συνδυάζεται άριστα µε άλλα υλικά (χαρτί, αλουµινόχαρτο, άλλα πολυµερή) για τον σχηµατισµό πολυστρωµατικών εύκαµπτων υλικών συσκευασίας (laminates). ΓΡΑΜΜΙΚΟ ΧΑΜΗΛΗΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ ΠΟΛΥΑΙΘΥΛΕΝΙΟ (LLDPE) Μέθοδοι Παραγωγής: Συµπολυµερισµός αιθυλενίου µε µικρές ποσότητες ανωτέρων αλκενίων (προπένιο, 1-βουτένιο, 1-εξένιο). οµή: Πάρα πολλές διακλαδώσεις αλλά πολύ µικρού µεγέθους. Ο όρος γραµµικό αναφέρεται στην απουσία διακλαδώσεων µεγάλου µεγέθους. Ιδιότητες: Πυκνότητες από 0,900 g/cm3 (VLDPE) µέχρι 0,935 g/cm3 (συµπολυµερές αιθυλενίου µε οκτένιο). Μικρότερη διασπορά µοριακών βαρών σε σχέση µε το LDPE. Πλεονεκτήµατα σε σχέση µε το LDPE: Μεγαλύτερη µηχανική αντοχή και καλύτερη αντοχή στα χηµικά, σε χαµηλές και υψηλές θερµοκρασίες και στο «σκάσιµο». ΥΨΗΛΗΣ ΠΥΚΝΟΤΗΤΑΣ ΠΟΛΥΑΙΘΥΛΕΝΙΟ (HDPE) Ιστορικά: Αρχές δεκαετίας 1950 στη Γερµανία ο καθηγητής Ziegler (Nobel Χηµείας 1963) ανέπτυξε τους Ziegler-Natta καταλύτες για την παραγωγή του HDPE. Μέθοδοι Παραγωγής: Ατµοσφαιρική πίεση, θερµοκρασία C και ειδικοί καταλύτες οµή: Μακροµοριακές αλυσίδες µε πολύ λίγες διακλαδώσεις. Κάτω από 1,5 οµάδες CH3 ανά 1000 άτοµα C.

5 ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ Σελίδα 5 από 11 Ιδιότητες: Λόγω της απουσίας πολλών & µεγάλων διακλαδώσεων: Υψηλή πυκνότητα (0,941 0,965 g/cm3) Κρυσταλλικότητα µέχρι 90% Θερµοκρασία ευπλαστότητας 121 C Μεγαλύτερη ανθεκτικότητα στα χηµικά και στα λάδια απ ότι το LDPE. 5-6 φορές µικρότερη διαπερατότητα σε υδρατµούς & οξυγόνο απ ότι το LDPE. Χαµηλή διαπερατότητα στους υδρατµούς, µεγάλη όµως στα αέρια. Πολύ περισσότερο αδιαφανές από το LDPE. υσκολότερη θερµοσυγκόλληση απ ότι το LDPE. Πρόβληµα «σκασίµατος». Χρήσεις: Κατασκευή φιαλών & δοχείων. Φιάλες για το γάλα. Στο παρελθόν φιάλες για τα λάδια, αντικαταστάθηκε όµως από το PVC και το PET που έχουν χαµηλότερη διαπερατότητα στα αέρια. Οι µεµβράνες από HDPE έχουν µια λευκή, αδιαφανή εµφάνιση και ως εκ τούτου ανταγωνίζονται στις διάφορες εφαρµογές κυρίως το χαρτί και όχι τις διαφανείς πλαστικές µεµβράνες. Επειδή δε η τιµή τους ανά µονάδα επιφάνειας πρέπει να είναι ανταγωνιστική σε σχέση µ εκείνη του χαρτιού οι µεµβράνες από HDPE είναι πολύ λεπτές (10-12 µm). ΠΟΛΥΠΡΟΠΥΛΕΝΙΟ (PP) Ιστορικά: To 1955 στην Ιταλία ο καθηγητής Natta (Nobel Χηµείας 1963) ανέπτυξε τους Ziegler-Natta καταλύτες για την παραγωγή του PP. Μέθοδοι Παραγωγής: Πίεση περίπου 100 atm, θερµοκρασία 60 C και στερεο-ειδικοί καταλύτες. οµή: Ισοτακτικό, συνδιοτακτικό, ατακτικό & στερεο-µπλοκ Πολυπροπυλένιο Στο ισοτακτικό πολυπροπυλένιο τα άτοµα C της κύριας αλυσίδας σχηµατίζουν έλικα και τα µεθύλια διατάσσονται εκτός της έλικας. Ιδιότητες: Πυκνότητα µικρότερη από το LDPE (0,900 g/cm3) Θερµοκρασία ευπλαστότητας C Μικρή διαπερατότητα στους υδρατµούς & µέτρια στα αέρια Καλή ανθεκτικότητα και καλό φραγµό στα λίπη Καλή αντοχή σε υψηλές θερµοκρασίες & στα χηµικά αντιδραστήρια Στιλπνότητα & ιαύγεια εν παρουσιάζει το «σκάσιµο» του ΡΕ Επειδή σε υψηλές θερµοκρασίες οξειδώνεται προστίθενται αντιοξειδωτικά Χρήσεις: Βάζα, κεσεδάκια, λεκανάκια, ποτήρια, δίσκοι, πώµατα φιαλών µε την τεχνική της µορφοποίησης µε έγχυση. Οι µεµβράνες από προσανατολισµένο PP (OPP-oriented PP) και από σε δυο κατευθύνσεις προσανατολισµένο PP (BOPP-biaxially oriented PP) βρίσκουν πολλές εφαρµογές στη συσκευασία τροφίµων (είδη αρτοποιίας και ζαχαροπλαστικής, σνακς). Αποτελεί πολύ καλό φραγµό στα λίπη και γι αυτό χρησιµοποιείται για συσκευασία των τσιπς πατάτας. ΠΟΛΥΣΤΥΡΟΛΙΟ (PS) Ιδιότητες: Σχεδόν αποκλειστικά άµορφο Αστραφτερό & διαφανές «κρυσταλλικής ποιότητας» πολυστυρόλιο Σκληρό & εύθραυστο µε θερµοκρασία ευπλαστότητας C Το πρόβληµα της ευθραυστότητας αντιµετωπίζεται µε προσθήκη πολυβουταδιενίου, παράγεται το αυξηµένης αντοχής PS (HIPS-High Impact PS) που έχει όµως µικρότερη διαύγεια. Σχετικά µικρή διαπερατότητα στα αέρια, υψηλή στους υδρατµούς Σχετικά αδρανές σε οξέα, βάσεις, διαλύεται όµως σε ανώτερες αλκοόλες, εστέρες, κετόνες, αρωµατικούς και χλωριωµένους υδρογονάνθρακες Χρήσεις: οχεία από HIPS που µορφοποιούνται µε έγχυση ή θερµοµορφοποίηση για συσκευασία γιαουρτιού, µαργαρίνης, παγωτών, µελιού, σιροπιών. Το µειωµένης αντοχής, διαυγές PS για κατασκευή βάζων, ποτηριών. Σε αφρώδη ή διογκωµένη µορφή για ποτήρια για ζεστά ροφήµατα και για δίσκους για νωπό κρέας και φρέσκα φρούτα και λαχανικά.

6 ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ Σελίδα 6 από 11 ΠΟΛΥ(ΒΙΝΥΛΙΚΗ ΑΛΚΟΟΛΗ) PVOH Ιδιότητες: Ασυνήθιστο πολυµερές, είναι διαλυτή στο νερό. ιευκόλυνση στη χρήση και στη µέτρηση διαφόρων χηµικών και χρωστικών ουσιών που πρόκειται να διαλυθούν στο νερό σε δεδοµένη συγκέντρωση πριν τη χρήση τους. Έχοντας τα χηµικά αυτά συσκευασµένα στις επιθυµητές ποσότητες σε σακίδια από PVOH, το µόνο που απαιτείται είναι να τοποθετηθούν τα σακίδια µέσα στο νερό. Απαιτείται να υπάρχει και δεύτερη εξωτερική συσκευασία για να προστατεύει την PVOH από την υγρασία και να τη διατηρεί σε υγιεινές συνθήκες αν το συσκευασµένο προϊόν είναι τρόφιµο. Η PVOH έχει µικρή διαπερατότητα στα αέρια και τα λίπη, πολύ µεγάλη όµως στους υδρατµούς. Οι µεµβράνες από PVOH ενώ έχουν ικανοποιητική µηχανική αντοχή σε ξηρή κατάσταση, όταν προσροφήσουν υγρασία η αντοχή τους πρακτικά µηδενίζεται. ΠΟΛΥΒΙΝΥΛΟΧΛΩΡΙ ΙΟ (PVC) Ιδιότητες: Σκληρό και εύθραυστο Με προσθήκη πλαστικοποιητών (φθαλικών εστέρων) γίνεται µαλακό & εύκαµπτο Απαραίτητη η προσθήκη σταθεροποιητών για προστασία από αποικοδόµηση (προς HCl) κατά την επεξεργασία του και για προστασία από το ηλιακό φως. Μεγάλη προσοχή στην επιλογή των κατάλληλων προσθέτων γιατί συνήθως µεταναστεύουν στο τρόφιµο. Περιεκτικότητα του PVC σε VCM µικρότερη από 1 ppm. ιαπερατότητα στους υδρατµούς µεγαλύτερη από το PE και το PP, µικρότερη όµως στα αέρια. Το µη-πλαστικοποιηµένο έχει µεγάλη ανθεκτικότητα σε λίπη, έλαια, οξέα, βάσεις, προσβάλλεται όµως από κετόνες και χλωριωµένους υδρογονάνθρακες Οι ιδιότητες του πλαστικοποιηµένου PVC εξαρτώνται κυρίως από τον τύπο & την ποσότητα του χρησιµοποιούµενου πλαστικοποιητή. Χρήσεις: PVC µε µικρή περιεκτικότητα σε πλαστικοποιητή για φιάλες για νερό, χυµούς φρούτων, λάδια και για βάζα για καφέ, στιγµιαία ροφήµατα σε σκόνη κλπ. Το πλαστικοποιηµένο PVC είναι πολύ εύκαµπτο, µε µεγάλη διαύγεια και µε µεγάλη διαπερατότητα στα αέρια και τους υδρατµούς. Για τους λόγους αυτούς λεπτές µεµβράνες από πλαστικοποιηµένο PVC χρησιµοποιούνται για τη συσκευασία νωπού κρέατος και φρέσκων φρούτων και λαχανικών. Τα πλαστικά διαχωριστικά στα κουτιά µε σοκολατάκια & µπισκότα από φύλλα µη-πλαστικοποιηµένου PVC. ΠΟΛΥΒΙΝΥΛΙ ΕΝΟΧΛΩΡΙ ΙΟ (PVdC) Βινυλιδενοχλωρίδιο: CH2=CCl2 Το οµοπολυµερές PVdC έχει υψηλή πυκνότητα και µεγάλη αδιαπερατότητα σ αέρια και ατµούς. Είναι όµως εύθραυστο, δεν προσκολλάται καλά σε άλλα υλικά και είναι πολύ δύσκολη η κατεργασία του. Γι αυτό συµπολυµερίζεται είτε µε VC ή ΜΑ. Συµπολυµερές βινυλιδενοχλωριδίου-βινυλοχλωριδίου P(VDC-VC) ή PVdC ή Saran [-CH2-CCl2-]x [-CH2-CHCl-]y βινυλιδενοχλωρίδιο βινυλοχλωρίδιο x το 85 µε 90% των ολικών γραµµοµορίων και y το υπόλοιπο Ιδιότητες Το PVdC έχει µικρή διαπερατότητα και στα αέρια, οσµές και υδρατµούς. Η υγρασία δεν επηρεάζει την διαπερατότητά του στα αέρια Είναι ανθεκτικό σε πλήρωση εν θερµώ και σε αποστείρωση µε ατµό Σε υψηλές θερµοκρασίες αποικοδοµείται παράγοντας HCl Χρησιµοποιείται ως επίστρωµα άλλων υλικών και ως µονοστρωµατικό υλικό (το φιλµ Saran).Το συµπολυµερές βινυλιδενοχλωριδίου-βινυλοχλωριδίου και το συµπολυµερές αιθυλενίου-βινυλικής αλκοόλης είναι τα δύο πολυµερή υψηλού φραγµού (high barrier polymers) που χρησιµοποιούνται στη συσκευασία τροφίµων.

7 ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ Σελίδα 7 από 11 Συµπολυµερές αιθυλενίου οξικού βινυλεστέρα (EVA) Αιθυλένιο: CH2=CH2 Οξικός βινυλεστέρας: CH3COOCH=CH2 Έχουν αρκετές κοινές ιδιότητες µε το πλαστικοποιηµένο PVC. Χρησιµοποιούνται υπό µορφή µεµβράνης για περιτύλιγµα νωπού κρέατος, αντικαθιστώντας τις µεµβράνες από PVC, έναντι του οποίου πλεονεκτούν κατά το ότι δεν περιέχουν πλαστικοποιητές, οι οποίοι είναι δυνατόν να µεταναστεύσουν στο τρόφιµο. Συµπολυµερές αιθυλενίου βινυλικής αλκοόλης (EVOH ή EVAL) Αιθυλένιο: CH2=CH2 Βινυλική αλκοόλη: CH2=CHΟΗ Το συµπολυµερές περιέχει 27 48% αιθυλένιο. Είναι ένα από τα δυο πολυµερή υψηλού φραγµού. To EVOH έχει πολύ καλές ιδιότητες φραγµού στα αέρια αλλά είναι πολύ ευαίσθητο στην υγρασία και πρέπει να προστατεύεται απ αυτήν. Έτσι ενώ το PVdC µπορεί να τοποθετηθεί στην επιφάνεια ενός υλικού συσκευασίας το EVAL πρέπει να βρίσκεται ανάµεσα σε δυο στρώµατα από πολυολεφίνες για να το προστατεύουν από την υγρασία. Η διαπερατότητά του στο O2 αυξάνεται περίπου 50 φορές για µια αύξηση της σχετικής υγρασίας από 65% σε 100%. Σε χαµηλές σχετικές υγρασίες είναι το υλικό µε τη µικρότερη διαπερατότητα στο O2, καλύτερο και από το Saran HB (High Barrier). To EVOH έχει µεγάλη µηχανική αντοχή, ελαστικότητα και σκληρότητα, στιλπνότητα, αντοχή σε εκδορές, ανθεκτικότητα σε έλαια και οργανικούς διαλύτες και αποτελεί εξαιρετικό φραγµό για τις οσµές. Άλλο πλεονέκτηµά του σε σχέση µε το PVdC είναι η αντοχή του σε υψηλές θερµοκρασίες, ενώ το PVdC σε πολύ υψηλές θερµοκρασίες αποικοδοµείται παράγοντας υδροχλώριο. Το EVOH χαρακτηρίζεται επίσης από µεγάλη αδιαπερατότητα σε ατµούς οργανικών πτητικών ενώσεων. Βρίσκει εφαρµογή σε συσκευασίες τροποποιηµένης ατµόσφαιρας όπου διατηρεί σταθερή τη σύσταση της ατµόσφαιρας σε CO2, O2 και Ν2 γύρω από το προϊόν. ΙΟΝΟΜΕΡΗ ιατίθενται στην αγορά µόνον από την Du Pont υπό το εµπορικό όνοµα Surlyn. Παράγονται µε συµπολυµερισµό του αιθυλενίου µε το µεθακρυλικό οξύ (CH2=C(CH3)COOH), σε περιεκτικότητα 1-10%. Μετά την παραγωγή του συµπολυµερούς εξουδετερώνονται οι καρβοξυλοµάδες ώστε να είναι ιοντισµένες και να δηµιουργηθούν έτσι ιοντικής φύσεως δεσµοί ανάµεσα στις µακροµοριακές αλυσίδες που προσφέρουν δυσκαµψία και σκληρότητα στο πολυµερές. Σε σύγκριση µε το LDPE τα ιονοµερή έχουν µεγαλύτερη ανθεκτικότητα στα έλαια, αντοχή στο "σκάσιµο" της επιφάνειάς τους, και µεγαλύτερη αντοχή σε γδάρσιµο. Χρησιµοποιούνται σε πολυστρωµατικές µεµβράνες ως το εσωτερικό υλικό..συνδυάζονται µε νάιλον και πολυεστέρες για τη συσκευασία κρεάτων και τυριών. Tα πολυµερή που χρησιµοποιούνται συνηθέστερα ως κόλλες για τη συνένωση των στρωµάτων σ ένα laminate είναι: LDPE, LLDPE, συµπολυµερές EVA Surlyn. Το LDPE είναι το φτηνότερο. Αµέσως καλύτερο, αλλά ακριβότερο, το LLDPE. Ακόµα καλύτερο συγκολλητικό το EVA. Το άριστο, αλλά και ακριβότερο, το Surlyn, το καταλληλότερο για τη συγκόλληση αλουµινίου µ' άλλα υλικά συσκευασίας. Το Surlyn επιτρέπει ικανοποιητική θερµοσυγκόλληση ακόµα και αν υπάρχει προϊόν στην περιοχή της ραφής, η δε θερµοσυγκόλληση έχει σηµαντική αντοχή ακόµα και όταν δεν έχει προλάβει να κρυώσει και να στερεοποιηθεί πλήρως (excellent hot tack). ΠΟΛΥΕΣΤΕΡΕΣ Προϊόντα συµπύκνωσης διαλκοολών µε διβασικά (κυρίως αρωµατικά) οξέα: Πολυαιθυλενοτερεφθαλικός εστέρας PET Ιδιότητες: Άριστη διαφάνεια Μικρή διαπερατότητα στα αέρια

8 ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ Σελίδα 8 από 11 Υψηλή θερµοκρασία ευπλαστότητας ( C) Αντοχή σε οξέα, βάσεις και διαλύτες Χρήσεις: PET για φιάλες για νερό, αναψυκτικά µε ανθρακικό και χωρίς, λάδια, γάλα. ΡΕΤ για βάζα. Μεµβράνες από ΡΕΤ για συσκευασία κατεψυγµένων τροφίµων (boil-in-bag).ταψάκια dual ovenable για συµβατικούς και φούρνους µικροκυµάτων από CPET. Πολυανθρακικά ή Πολυκαρβονικά (Polycarbonates - PC) Γραµµικοί πολυεστέρες του H2CO3 µε αρωµατικές διαλκοόλες π.χ. ιφαινόλη Α (Bisphenol A BPA). Έχουν στο µόριό τους τη χαρακτηριστική οµάδα O CO O Ιδιότητες Πλεονεκτήµατα ιαφανή, µεγάλη σκληρότητα, µηχανική αντοχή και αντοχή στη θέρµανση. Μπορούν να χρησιµοποιούνται επί µακρόν σε θερµοκρασίες 130 µε 140 C.Είναι ανθεκτικά σε αραιά διαλύµατα οξέων, διαλύονται όµως στα αλκαλικά διαλύµατα. Η διαπερατότητά τους στους υδρατµούς και τα αέρια είναι υψηλή. Σβήνουν µόνα τους σε περίπτωση φωτιάς. Μειονεκτήµατα Υψηλό κόστος παραγωγής και µικρή αντοχή σε άσχηµες καιρικές συνθήκες και στις εκδορές. Απορροφούν υγρασία µε αποτέλεσµα την υποβάθµιση των µηχανικών ιδιοτήτων τους. Χρήσεις ίσκοι για κατεψυγµένα τρόφιµα και έτοιµα γεύµατα, οι οποίοι τοποθετούνται για απόψυξη και θέρµανση του τροφίµου σε συµβατικό φούρνο. Ποτήρια & κανάτια για εστιατόρια, ξενοδοχεία κλπ. Οι πλαστικές φιάλες µε µπιµπερό για τα µωρά και οι µεγάλες φιάλες για την αποθήκευση του νερού στα αυτόµατα µηχανήµατα που σερβίρουν νερό σε πλαστικά κυπελλάκια κατασκευάζονται συνήθως από πολυανθρακικά. Κυκλοφορούν επίσης φιλµς και laminates από πολυανθρακικά παράγωγα. Θέµατα Ασφάλειας Το 2008 και 2009 το θέµα της ασφάλειας της διφαινόλης Α απασχόλησε πολλές φορές τις αρµόδιες ελεγκτικές αρχές και έτυχε µεγάλης δηµοσιότητας στα µέσα µαζικής ενηµέρωσης. H διφαινόλη Α (Bisphenol A BPA) έχει µεν µικρή οξεία τοξικότητα, αλλά επειδή η δράση της µιµείται αυτή των ανθρώπινων ορµονών, έχει διατυπωθεί η ανησυχία ότι µακροχρόνια έκθεση σε µικρές δόσεις BPA µπορεί να προκαλέσει σοβαρά προβλήµατα υγείας στον άνθρωπο.η BPA είναι ένα από τα µονοµερή των πολυανθρακικών ρητινών και των εποξειδικών ρητινών. Η ανησυχία που εκφράζεται είναι µήπως η ποσότητα της BPA που παραµένει στις από πολυανθρακική ρητίνη πλαστικές φιάλες µε µπιµπερό για βρέφη και στο εποξυφαινολικό βερνίκι των κονσερβοκυτίων, και τελικά µεταναστεύει στο τρόφιµο είναι πάνω από το όριο ασφαλείας. Η αυξηµένη µετανάστευση αφορά περισσότερο όξινα ή υψηλής θερµοκρασίας τρόφιµα. Μέχρι τον Ιανουάριο 2009, η Οµοσπονδιακή Υπηρεσία Τροφίµων και Φαρµάκων (FDA) των ΗΠΑ και η Ευρωπαϊκή Αρχή για την Ασφάλεια των Τροφίµων (EFSA) θεωρούν ότι οι ποσότητες της BPA στις οποίες εκτίθενται ενήλικες και βρέφη είναι οπωσδήποτε µικρότερες από το ισχύον όριο των 0,05 mg/kg σωµατικού βάρους για την ανεκτή ηµερήσια δόση (Tolerable Daily Intake) της BPA. Το θέµα όµως εξακολουθεί να εξετάζεται από τις δυο υπηρεσίες καθώς πραγµατοποιούνται συνεχώς νέες µελέτες για την BPA και καθώς στον Καναδά έχει ήδη απαγορευτεί η χρήση πολυανθρακικών πλαστικών που περιέχουν BPA σε φιάλες που προορίζονται για βρέφη. Πολυαµίδια ή Νάιλον (PA - Nylon) Η ανάπτυξη των νάιλον οφείλεται στις έρευνες του Carothers και των συνεργατών του στη Du Pont το χρονικό διάστηµα Συνέθεσαν πρώτοι το nylon 6,6 το 1935 και βιοµηχανική παραγωγή ινών από το πολυαµίδιο αυτό ξεκίνησε από την Du Pont το Την ίδια εποχή Γερµανοί χηµικοί προσπαθώντας να παρακάµψουν τις πατέντες της Du Pont συνέθεσαν έναν άλλο τύπο πολυαµιδίου, το nylon 6. Σήµερα σχεδόν όλα τα πολυαµίδια που χρησιµοποιούνται για παραγωγή ινών είναι είτε nylon 6 ή nylon 6,6. Όταν µια αµίνη αντιδράσει µ ένα µονοκαρβοξυλικό οξύ λαµβάνεται ένα αµίδιο ενώ όταν µια διαµίνη αντιδράσει µ ένα διβασικό οξύ λαµβάνεται πολυαµίδιο.

9 ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ Σελίδα 9 από 11 Πολυαµίδια µπορούν επίσης να παρασκευαστούν και από αντίδραση συµπύκνωσης ενός ω- αµινοξέος. Τα πολυαµίδια που λαµβάνονται από αντίδραση συµπύκνωσης µεταξύ διαµινών και διβασικών οξέων χαρακτηρίζονται µ ένα ζεύγος αριθµών. Ο πρώτος απ αυτούς είναι ο αριθµός ατόµων άνθρακα στο µόριο της διαµίνης και ο δεύτερος στο µόριο του διβασικού οξέος Στην περίπτωση συµπύκνωσης αµινοξέος το πολυαµίδιο χαρακτηρίζεται µόνο από ένα αριθµό που αντιπροσωπεύει τον αριθµό ατόµων άνθρακα στο µόριο του αµινοξέος. Στη συσκευασία τροφίµων χρησιµοποιούνται τα πολυαµίδια: Nylon 6 (Perlon): [- NH - (CH2)5 - CO -]n Nylon 11 (Rilsan): [- NH - (CH2)10 - CO -]n Nylon 6,6: [- NH - (CH2)6 - NH - CO -(CH2)4 - CO -]n Nylon 6,10: [- NH - (CH2)6 - NH - CO -(CH2)8 - CO -]n Nylon 6,12: [- NH - (CH2)6 - NH - CO -(CH2)10 - CO -]n Αν και κάθε είδος νάιλον έχει τις δικές του χαρακτηριστικές ιδιότητες, υπάρχουν και αρκετές οµοιότητες. Έχουν εξαιρετική αντοχή σε υψηλές θερµοκρασίες. Αντέχουν σε θέρµανση µε ατµό θερµοκρασίας µέχρι 140 C και σε ακόµα υψηλότερες θερµοκρασίες αν πρόκειται για ξηρή θέρµανση. Είναι ανθεκτικά σε βάσεις και ασθενή οξέα, ενώ αντιθέτως αντιδρούν µε ισχυρά οξέα και οξειδωτικά µέσα. Συγκολλώνται θερµικά και έχουν µεγάλη αντοχή στα λιπαρά. Σε ξηρή κατάσταση µικρή διαπερατότητα στο οξυγόνο, στα αέρια και τις οσµές. Η διαπερατότητά τους όµως στους υδρατµούς είναι µεγάλη και µάλιστα το νερό που απορροφούν όταν εκτεθούν σε υψηλές υγρασίες δρα ως πλαστικοποιητής και προξενεί αύξηση της διαπερατότητάς τους στα αέρια, µείωση της αντοχής τους σε εφελκυσµό, αλλά αύξηση της αντοχής σε κρούση. Στη συσκευασία τροφίµων τα πολυαµίδια χρησιµοποιούνται αποκλειστικά ως µεµβράνες για κατασκευή σακιδίων και ως περιτύλιγµα διαφόρων τροφίµων όπως τυριά, κρέατα, αλλαντικά, κατεψυγµένα τρόφιµα. Οι roast-in-bags κατασκευάζονται και από νάιλον. Μεµβράνες από διαξονικά προσανατολισµένο νάιλον (ΒΟΝ - Biaxially Oriented Nylon) έχουν πολύ καλές µηχανικές ιδιότητες και αποτελούν πολύ καλό φραγµό στα αέρια. Σηµαντικό πλεονέκτηµα των νάιλον είναι η αντοχή τους σε τρύπηµα (puncture resistance), γι' αυτό χρησιµοποιούνται σε εφαρµογές όπου κάτι τέτοιο είναι σηµαντικό, π.χ. συσκευασία κρέατος µε οστά. Τα πολυαµίδια χρησιµοποιούνται συνήθως σε laminates µαζί µε µεµβράνες από LDPE το οποίο και τα προστατεύει από την υγρασία αλλά και αποτελεί φραγµό για τους υδρατµούς. Οι νάιλον µεµβράνες συσκευασίας τροφίµων είναι συνήθως στις µεν ΗΠΑ από nylon 6, ενώ στην Ευρώπη είναι συνήθως από nylon 11. Πολυακρυλονιτρίλιο & συµπολυµερή του ακρυλονιτριλίου Χηµικός τύπος του PAN: [ CH2 CH(CN) ]n. Έχει καλές χηµικές ιδιότητες αλλά έχει απαγορευθεί η χρήση του στη συσκευασία τροφίµων λόγω του κινδύνου µετανάστευσης στο τρόφιµο του µονοµερούς ακρυλονιτριλίου (ΑΝ, CH2=CHCN), που είναι γνωστή καρκινογόνος ουσία. Συµπολυµερές ακρυλονιτριλίου/στυρολίου (acrylonitrile/styrene - ANS copolymer) παράγεται συνήθως από συνδυασµό ακρυλονιτριλίου και στυρολίου σε αναλογία 70:30. Έχει καλή αδιαπερατότητα στα αέρια και στην υγρασία. Φιάλες από ANS για τη συσκευασία αναψυκτικών µε ανθρακικό. Το 1977 το FDA απαγόρευσε τη χρήση τους. Το 1984, το FDA ανακάλεσε την απαγόρευση µε την προϋπόθεση ότι η εναποµένουσα ποσότητα ΑΝ στη φιάλη είναι µικρότερη των 0,1 ppm. Με τις µοντέρνες µεθόδους παραγωγής αυτή η συνθήκη εύκολα ικανοποιείται. Το συµπολυµερές (75:25) ακρυλονιτριλίου (CH2=CHCN) ακρυλικού µεθυλεστέρα (CH2=CHCOOCH3) (acrylonitrile/methyl acrylate ANMA copolymer) µε προσθήκη µικρής ποσότητας ελαστικού από βουταδιένιο-ακρυλονιτρίλιο είναι γνωστό µε το εµπορικό όνοµα Barex (σήµα κατατεθέν της Vistron Division of Standard Oil of Ohio). Το Barex είναι διαφανές υλικό, µε πολύ

10 ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ Σελίδα 10 από 11 µικρή διαπερατότητα σε αέρια, καλή µηχανική αντοχή και αδιάλυτο στους περισσότερους διαλύτες. Αναπτύχθηκε αρχικά για την κατασκευή φιαλών για αναψυκτικά µε ανθρακικό. Χρησιµοποιείται επίσης ως µεµβράνη και φύλλο συνδυαζόµενο µε στρώµα LDPE, οπότε το φύλλο µπορεί να θερµοµορφοποιηθεί σε δοχεία για συσκευασία τυριών και κρεάτων. Οξική Κυτταρίνη (CA) Στην κυτταρίνη σε κάθε µονάδα γλυκόζης υπάρχουν τρεις υδροξυλοµάδες. Αντίδραση της κυτταρίνης µε οξικό οξύ δίδει τριοξική κυτταρίνη. Μερική όξινη υδρόλυση της τριοξικής κυτταρίνης. Λαµβάνεται προϊόν είναι διαλυτό στην ακετόνη και είναι αυτό που ονοµάζουµε οξική κυτταρίνη (CA) και έχει 2,5 οξικές οµάδες ανά µονάδα γλυκόζης. Χρησιµοποιείται κυρίως υπό τη µορφή µεµβράνης, χαρακτηρίζεται από απαστράπτουσα διαφάνεια και στιλπνότητα. Είναι σκληρό και ανθεκτικό υλικό µε µεγάλη αντοχή σε εφελκυσµό όταν βρίσκεται σε ξηρή κατάσταση. Είναι όµως ευαίσθητη στην υγρασία. Σε περιβάλλον υψηλής σχετικής υγρασίας απορροφά εύκολα υγρασία και παραµορφώνεται. Οι µεµβράνες οξικής κυτταρίνης είναι πολύ διαπερατές από αέρια και υδρατµούς και γι' αυτό χρησιµοποιούνται για τη συσκευασία προϊόντων που «αναπνέουν» δηλαδή νωπών φρούτων και λαχανικών. Αναγεννηµένη Κυτταρίνη ή Σελοφάν Σελοφάν είναι η εµπορική ονοµασία της αναγεννηµένης κυτταρίνης. Το όνοµα δόθηκε από τον Ελβετό χηµικό Brandenburger που την παρασκεύασε πρώτος. Αποτελείται δε από τις πρώτες συλλαβές της λέξης cellulose (=κυτταρίνη) και τις τελευταίες της λέξης diaphane (=διαφανής). Η αναγεννηµένη κυτταρίνη παράγεται από ειδικά επιλεγµένα κοµµάτια ξύλου από τα οποία µε προσθήκη κατάλληλων χηµικών διαλύεται η κυτταρίνη. Στη συνέχεια, µε προσθήκη άλλων χηµικών επανακαταβυθίζεται (αναγεννάται) η κυτταρίνη υπό τη µορφή συνεχούς και διαφανούς µεµβράνης. Ουσιαστικά η αναγεννηµένη κυτταρίνη είναι διαφανές χαρτί. Είναι υλικό διαφανές, έχει µικρό κόστος, είναι αδιάλυτο στο νερό και σχετικά ανθεκτικό σε υψηλές θερµοκρασίες. Είναι πολύ διαπερατό στους υδρατµούς και όταν εµβαπτιστεί σε νερό, απορροφά τόσο νερό όσο είναι περίπου το βάρος του. Σε ξηρή κατάσταση αποτελεί καλό φραγµό στα αέρια, όταν όµως απορροφήσει υγρασία η διαπερατότητά του αυξάνει σηµαντικά. Έχει αντοχή και αδιαπερατότητα στα λίπη και έλαια και είναι αδιάλυτο σε οργανικούς διαλύτες. Επίσης δεν συγκολλάται θερµικά. Το χρησιµοποιούµενο στη συσκευασία τροφίµων φιλµ σελοφάν είναι πάντα επικαλυµµένο από τη µια ή και από τις δυο επιφάνειες. Οι ιδιότητες της µεµβράνης καθορίζονται κυρίως από το είδος της χρησιµοποιούµενης επίστρωσης. Η επίστρωση µε νιτροκυτταρίνη προσφέρει ανθεκτικότητα στην υγρασία και δυνατότητα θερµικής συγκόλλησης. Το επικαλυµµένο µε λεπτό φιλµ PVdC σελοφάν παρέχει στο προϊόν υψηλή προστασία από το οξυγόνο και την υγρασία. Το φιλµ αυτό αναφέρεται συνήθως ως σελοφάν επικαλυµµένο µε συµπολυµερές και συµβολίζεται ως MXXT. Εποξυ-ρητίνες ή Εποξειδικές ρητίνες Πολυαιθέρες που προκύπτουν από συµπύκνωση µιας διαλκοόλης (συνήθως της διφαινόλης Α) µε την επιχλωρυδρίνη ή άλλη ένωση που φέρει την εποξυ οµάδα. Χρησιµοποιούνται ως υλικά συγκόλλησης, ως επιχρίσµατα επιφανειών, στη βιοµηχανία χρωµάτων και ως σταθεροποιητές του PVC. Είναι υλικά µε µεγάλη σκληρότητα, χηµική αντοχή και αντοχή στη θερµότητα. Στη συσκευασία χρησιµοποιούνται κυρίως ως κόλλες και επιχρίσµατα. Οι εποξυφαινολικές ρητίνες χρησιµοποιούνται και ως λάκες στα λευκοσιδηρά κονσερβοκυτία. Πρόσθετα των Πολυµερών Τα πρόσθετα βελτιώνουν τις ιδιότητες του πολυµερούς χωρίς να µεταβάλλουν ουσιαστικά τη χηµική δοµή του. Ανάλογα µε τη λειτουργία που επιτελούν διακρίνονται σε πληρωτικά µέσα, πλαστικοποιητές, λιπαντικά, διογκωτικά, σταθεροποιητές, αντιοξειδωτικά κλπ. Τα πληρωτικά, οι πλαστικοποιητές και τα διογκωτικά επηρεάζουν τις µηχανικές ιδιότητες του πλαστικού αντικειµένου.

11 ΠΛΑΣΤΙΚΗ ΣΥΣΚΕΥΑΣΙΑ Σελίδα 11 από 11 Τα αντιοξειδωτικά, τα προστατευτικά µέσα (σταθεροποιητές) φωτός, θερµότητας και φλόγας περιορίζουν ανεπιθύµητες χηµικές αντιδράσεις (χηµική γήρανση) στο πολυµερές. Τα λιπαντικά και τα αντιστατικά επηρεάζουν τις ιδιότητες της επιφάνειας. Τα χρώµατα, οι χρωστικές και τα µέσα διαφάνειας επηρεάζουν την εµφάνιση του προϊόντος. Πλαστικοποιητές Ουσίες που προστίθενται στα πολυµερή ώστε να τα καταστήσουν µαλακά και εύκαµπτα και να διευκολύνουν τη διαδικασία της µορφοποίησης. Είναι συνήθως υγρά µικρού µοριακού βάρους. Συνήθως χρησιµοποιούνται οι εστέρες του φθαλικού οξέος και ιδιαίτερα ο δι(2-αιθυλεξυλ)φθαλικός εστέρας (Dioctylphalate, DOP). ρουν διεισδύοντας µεταξύ των αλυσίδων του πολυµερούς, αυξάνουν έτσι τις αποστάσεις µεταξύ τους και κατά συνέπεια µειώνουν τις ελκτικές δυνάµεις µεταξύ των µορίων του πολυµερούς και αυξάνουν την κινητικότητα των αλυσίδων των µακροµορίων. Οι πλαστικοποιητές όντας µικρά µόρια έχουν την τάση να µεταναστεύουν από το εσωτερικό του πλαστικοποιηµένου πολυµερούς προς την επιφάνειά του και στη συνέχεια βεβαίως προς το τρόφιµο. Στο εµπόριο κυκλοφορούν περίπου 500 πλαστικοποιητές εκ των οποίων το 80% χρησιµοποιείται στην παραγωγή του µαλακού PVC. Αντιοξειδωτικά Ενώσεις που αντιδρούν µε τις ελεύθερες ρίζες και έτσι αναστέλλουν την αλυσωτή αντίδραση οξείδωσης του πολυµερούς µέσω µηχανισµού ελευθέρων ριζών. Με τον τρόπο αυτό προστατεύουν το πολυµερές κατά τη διαδικασία της µορφοποίησης (υψηλές θερµοκρασίες και παρουσία οξυγόνου) και αποτρέπουν τη χηµική γήρανση του πολυµερούς. Είναι συνήθως υποκατεστηµένες φαινόλες, αρωµατικές αµίνες ή οργανικές ενώσεις του φωσφορικού οξέος. Λιπαντικά Προστίθενται για να µειώσουν τις τριβές και την τάση για πρόσφυση του πολυµερούς στις µεταλλικές επιφάνειες των µηχανών επεξεργασίας Μέσα διόγκωσης Υλικά που χρησιµοποιούνται για την παραγωγή διογκωµένων πολυµερών και διακρίνονται σε φυσικά µέσα (αέρας, άζωτο, διοξείδιο του άνθρακα) και σε χηµικά µέσα.