Podela ambalanih materijala prema barijernim sposobnostima

Podela ambalanih materijala prema barijernim sposobnostima

Objavljeno: 15. jul 2009.

Autor: dipl. ing. Duica Ivanov1. Uvod2. Podela ambalanih materijala prema barijernim sposobnostima3. Srednje barijerni ambalani materijali

1. Polietilen teraftalat (PET)2. Poliamidi (PA)3. Svojstva poliamida4. Primena poliamida5. Polivinil hlorid (PVC)6. Tvrdi neplastificirani polivinil hlorid (PVC-U)7. Meki polivinil hlorid (PVC-P)8. Svojstva polivinil hlorida9. Modifikovanje karakteristika polivinil hlorida4. Visokobarijerni ambalani materijali

1. Poliviniliden hlorid (PVDC)2. Proizvodnja poliviniliden hlorida3. Kopoolimeri etilen-vinil alkohola (EVOH)4. Akrilni i metakrilni polimeri5. Literatura.Uvod

Razvoj civilizacije i formiranje prvih organizovanih ljudskih naselja, diktirao je ljudima potrebu za prikupljanjem, prenoenjem i uvanjem biljnih plodova i vode. Kako bi premostio novonastale prepreke, ovek je prvi put upotrebio primitivne oblike onoga to danas nazivamo ambalaom. Budui da ne postoje pisani dokumenti, teko je rei ta je sve korieno kao prva ambalaa. Samo se pretpostavlja da je bila izraena od prua, slame, koe i drugih delova tela ivotinja. Verovatno mnogo kasnije, ovek je otkrio posude od gline, keramike, stakla i metala.

Postoje dokazi da su prve drvene bave za vino postojale oko 2800. godine pre nove ere. Oko 530. godine pre nove ere znalo se za upove i amfore namenjene spremanju vode, vina, ulja, kao i za promet i trgovinu raznom robom. Staklene boce koristile su se u Egiptu pre vie od etiri hiljade godina. U tom razdoblju prerada navedenih materijala smatrala se umetnou.

Feniani su prvi poeli da koriste duvano staklo za izradu ambalae oko 400. 300. godine p.n.e. Negde oko 105. godine p.n.e. Kinezi su otkrili postupak dobijanja papira, to je, izmeu ostalog, omoguilo upotrebu tog materijala za pakovanje robe.

Prekretnicu u proizvodnji ambalae, u uem smislu rei, donosi industrijska revolucija. U Sjedinjenim Amerikim Dravama je 1817. godine poela proizvodnja metalnih kutija limenki, namenjenih pakovanju termiki obraenih namirnica. Neto kasnije u upotrebu ulazi aluminijum. Prva metalna tuba pojavila se 1841. godine, a potom je proizvedena prva staklenka sa navojnim poklopcem i plutanim ulokom. Na samom kraju 19. veka pojavljuje se celofan, a 1907. Baekeland je pronaao prvu plastinu masu bakelit, koja je, izmeu ostalog, koriena i za izradu razliitih vsta ambalae.

1925. godine pronaen je polistiren, koji je na odreen nain najavio eru plastinih masa, a koja i dalje traje. Pojavom razliitih savremenih ambalanih materijala razvijala se i oprema za njihovu priozvodnju, kao i tehnologija izrade. Meusobna povezanost svih pomenutih elemenata uslovila je porast proizvodnje robe koju je potrebno upakovati, kao i nastanak novih vrsta prehrambenih proizvoda. Veliki broj njih nikada se ne bi pojavio na tritu da nisu upakovani.

Zahvaljujui optem razvoju i napretku nauke i tehnike, od 1940. godine do danas, na podruju proizvodnje pojedinih vrsta i tipova ambalae i razvoja tehnologije pakovanja, uinjeno je vie nego u celokupnom prethodnom razdoblju. U ranom periodu, namirnica se pakovala tako to je potroa donosio svoju ambalau. Postupci pakovanja kakvi se danas poznaju zapoinju u razdoblju uvoenja povratne ambalae, koja je iz ekonomskih i tehnikih razloga, zamenjena nepovratnom..Podela ambalanih materijala prema barijernim sposobnostima

Pri pakovanju namirnica i napitaka, termin polimerna barijera generalno podrazumeva nepropustljivost na gasove (kiseonik, ugljen dioksid, azot). Najvei broj poznatih polimera su manje, ili vie efektne barijere. Na osnovu zatitnih karakteristika i propustljivosti na kiseonik i ugljen dioksid, izvedena je podela najire upotrebljavanih materijala u sledee grupe:

1) nebarijerni: polistiren (PS) polietilen (PE)

2) srednje barijerni: polietilen teraftalat (PET) poliamid (PA) polivinil hlorid (PVC)

3) visokobarijerni: poliviniliden hlorid (PVDC) etilen-vinil alkohol kopolimer (EVOH) poliakrilonitril (PAH) amorfni poliamid akrilik-imid kopolimer itd.

Primeeno je da se sa poveanjem nepropustljivosti na gasove, redukuju ostale pozitivne karakteristike, kao to su otpornost na vlagu, ili pogodnost za oblikovanje. Polietilen, nepolarni polukristalni polimer, specifian je po tome to poseduje odline karakteristike pri oblikovanju i visoku otpornost. Meutim, njegova nepropustljivost na gasove je niska.

Sa druge strane, polivinilni alkohol, polarni kristal, ima malu otpornost na vlagu, teak je za oblikovanje, ali je odlina barijera za gasove. Iz pomenutih razloga nema iroku upotrebu u pakovanju hrane i napitaka, jer komplikuje i poskupljuje izradu ambalae, a ne obezbeuje ni sigurnu zatitu od spoljanjeg uticaja vode, pa samim tim ni od kvarenja sadraja. Kopolimeri etilen-vinil alkohola, akrilonitrila i viniliden hlorida razvijeni su da bi obezbedili odlinu zatitu od gasova, rastvaraa i aroma, sa manje, ili vie dobrom barijerom na vlagu i karakteristikama poeljnim pri oblikovanju..Srednje barijerni ambalani materijali

.Polietilen teraftalat (PET)

Meu termoplastinim poliestrima, najvanije jedinjenje je polietilen teraftalat. Opta hemijska formula ovog jedinjenja je [(-OC-C6H4-COO-CH2-CH2-O-)n]. U svakodnevnoj komunikaciji odomaeni su trgovaki nazivi terilen, fortrel, dakron itd. To je linearni, zasieni poliestar, polukristalne strukture, termoplastian i velike tvrdoe. Ima odline barijerne karakteristike na spoljanje uticaje, ak i pri niskim temperaturama, glatke je povrine i otporan na habanje. Amorfna frakcija prelazi u kristalno stanje na temperaturama od 50 do 70C i kao takav se najee koristi za proizvodnju ambalae. Prerauje se ekstruzijom, injektovanjem i ekspandovanjem, a postoji mogunost upotrebe drugih poznatih metoda.

Barijerne karakteristike PET su izuzetno dobre, narito kada se govori o gasovima, aromama i mastima, a neto su slabije u odnosu na vodenu paru. S obzirom na specifinan proces kristalizacije, PET pokazuje visoku otpornost pri brzom, kratkotrajnom punjenju ambalae u irokom rasponu temperatura od -60, pa ak do preko 200C.

Prozirnost materijala, slina kao kod stakla, i vrstoa unapreene su istezanjem plastike. Biaksijalno istegnuti PET filmovi debljine oko 12 m naroito su znaajni u proizvodnji barijernih laminata i imaju irok spektar upotrebe, posebno u uslovma pakovanja na temperaturama preko 150C u duim vremenskim periodima.

Postupak proizvodnje filma je kod PET-a neto komplikovaniji nego kod drugih plastinih masa. Film se hladi neposredno nakon ekstruzije da bi se spreila kristalizacija, a zatim se izvodi biaksijalna orijentacija izvlaenjem pri temperaturi od 80C. Ovim postupkom se poboljavaju mehanika svojstva i smanjuje krtost materijala. Ukoliko se film uzastopno zagreva iznad 80C, dolazi do znaajne kontrakcije. Da bi se pojava ublaila, orijentisani film se vrto dri, a potom zagreva na 200C, ime se znaajno poveava kristalnost materijala, bez primetnog uticaja na orijentaciju, a naknadnim hlaenjem poboljava se stabilnost do temperature od 200C. Toplotno zavarivanje filmova je oteano usled kristalizacije.

Amorfni PET se koristi za izradu injektovane i duvane ambalae razliitih oblika i veliina (boce, tube i razliiti drugi oblici). Zbog male mase, izvanredne prozirnosti, otpornosti na poviene temperature i ostalih poeljnih svojstava, ova ambalaa vrlo dobro zamenjuje staklenu, koja se koristi za pakovanje prehrambenih, farmaceutskih, kozmetikih i hemijskih proizvoda (slika 1). Otpornost na gasove unapreuje se koekstruzijom sa barijernim slojevima, kakvi su poliamidni. Sa poboljanim karakteristikama, PET ambalaa se upotrebljava ak i za pakovanje vina, ili piva.

PET ambalaa za pakovanje napitaka

Kartonski sudovi za peenje obloeni kristalnim PET, ili PBT mogu se upotrebljavati u konvencionalnim rernama, ak do temperatura od 200 do 220C. Posude za jednu porciju hrane, izraene od toplotno obraenih filmova iroko se koriste za pripremanje u mikrotalasnim peima. [1, 2, 3].Poliamidi (PA)

Poliamidi (PA) su plastomeri sa karakteristinom amidnom grupom [-CONH-] u makromolekulima, opte formule [-R-CONH-]n, ili [-HN-R-NHCO-R-CO-]n, gde su R, R i R razliiti ugljovodonini segmenti makromolekula. Amidne grupe ujedno povezuju i lance makromolekula jakim vodoninim vezama, pa su poliamidi kristalasti plastomeri visoke temperature topljenja i dobre otpornosti na razliite vrste rastvaraa. Osnovna svojstva poliamida zavise od vrste i veliine ugljovodoninih segmenata, odnosno gustine amidnih grupa. Svojstva im se mogu menjati supstitucijom vodonika u amidnim grupama.

Proizvodnja razliitih vrsta poliamida (najee u vidu najlona) odvija se kroz polikondenzaciju amino karboksilne kiseline (ili njenih funkcionalnih derivata, kao to su laktami), ili reakcijom diamina i dikarboksilnih kiselina. Ako se amino grupe oznae sa A, a karboksilne grupe sa B, razlikuju se dve jedinjenja dve strukturne grupe: AB (od amino karboksilnih kiselina) i AA-BB (od diamina i dikarboksilnih kiselina). Broj ugljenikovih atoma u monomerima ima ulogu kodnog broja za identifikaciju poliamida.

Polimerne smee kod kojih je PA osnovna faza, mogu sadrati etilen, polipropilen, butilen, vinil estre i nazasiene alifatine kiseline, kao i njihove soli i estre. Zbog izraene polarne prirode CONH grupa, izmeu susednih makromolekula formiraju se vodonine veze. Rezultat ovakvog povezivanja je velika vrstoa PA, otpornost na visoke temperature i vrlo ureena kristalna struktura.

to su segmenti izmeu amidnih grupa krai, vea je koliina vode koju polarne grupe mogu da absorbuju. Absorcija vode poveava vrstnu sa jedne, dok sa druge strane smanjuje krutost materijala. Sa izuzetkom hlorinatnih hidrokarbonata, poliamidi su otporni na veinu ratvaraa, masti, ulja, alkalije i kiseline. Rastvaraju se u koncentrovanoj sulfurilnoj kiselini, fenolu i m krezolu.

Iako PA ima izraene barijerne karakteristike na gasove i arome, barijerne osobine prema vodi su prosene. Taka topljenja mu varira izmeu 175 i 255C, a takoe je pogodan za upotrebu na niskim temperaturama i do -50, a u nekim sluajevima i -70 C. [1, 2, 3].Svojstva poliamida

Tehniki vani poliamidi su uglavnom sa alifatinim, nerazgranatim ugljovodoninim lancima. U vrstom stanju veina poliamida je delimino kristalisana, gde stepen kristalizacije iznosi od 30 do 50%. Ovi materijali imaju dobra fizika svojstva, kao to su rastezna vrstoa, savitljivost, nizak koeficijent trenja, mala propustljivost na gasove i aromatina jedinjenja, otporni su na troenje i habanje materijala, pri radnim temperaturama do 120 C. Mehanika svojstva poliamida zavise u velikoj meri od udela vlage, koji je opet uslovljen koncentracijom amidnih grupa, to jest odnosom CONH/CH2 u makromolekulima. Poveanjem ovog odnosa poveava se i sposobnost apsorbcije vlage, iji udeo se nalazi u granicama od 1 do 4%. Kako se poveava udeo vlage, poliamidi postaju meki, smanjuje se ilavost i stabilnost materijala, pa se poveava propustljivost na gasove. Otporni su na delovanje slabih kiselina i baza, dok se u jakim kiselinama raspadaju. Mogu se preraditi svim poznatim postupcima prerade plastomera. Najvie se koriste injektovanje, ekspandovanje i rotaciono livenje. Ekstrudiranjem se proizvode filmovi, folije, trake, profili i cevi..Primena poliamida

Poliamidi se najvie upotrebljavaju kao tekstilna vlakna, poznatija kao najlon (Nylon), ili perlon (Perlon). Od ekstrudiranih filmova, folija i creva jednostavnim postupcima dobijaju se ambalane jedinice. Poliamidni i drugi plastomerni filmovi se mogu meusobno spajati (kairanjem, koekstruzijom), ime se dobijaju ambalani materijali poboljanih svojstava (rastezne vrstoe, smanjene propusnosti vodene pare). Injektovanjem, ekspandovanjem i rotacionim livenjem proizvode se razliiti oblici ambalae (posude, flae, burad, cisterne).

Laminat kombinacije PA/PE slui za pakovanje smrznutih ribljih preraevina, gde PA osigurava otpornost prema masnoama i barijeru prema kiseoniku. Biaksijalno orijentisani PA filmovi imaju poveanu savitljivost, barijerna i mehanika svojstva. Dvoosno istezanje PA unapreuje njegovu krutost i uslovljava njegovu upotrebu kao filma nosaa, zajedno sa termoskupljajuim slojevima u laminatima. Pakovanje kafe, mleka u prahu domaih i industrijskih sireva, sveeg i termiki obraenog mesa, ribe, kao i smrznute hrane u vakuumu i inertnim gasovima samo su neki od primera primene ovih laminata, koji se takoe koriste kao unutranje vree za pakovanje tenosti u kutije. [1, 2, 3].Polivinil hlorid (PVC)

Sposobnost vinil hlorida da polimerizuje prvi put je ispitivana jo pre vie od sto pedeset godina. Polivinil hlorid (PVC polyvinil chloride) industrijski se proizvodi od tridesetih godina dvadesetog veka. Iako je ist PVC prilino nestabilan, po obimu proizvodnje plastinih masa nalazi se na drugom mestu, posle polietilena (PE polyethylene). To je polimer koji sadri ponavljajuu jedinicu vinil-hlorida [-CH2-CHCl]. Svojstva mu se lako mogu menjati, pa je danas poznato izuzetno mnogo komercijalnih vrsta polimernih materijala na bazi vinil-hlorida. Meusobno se razlikuju po nainu proizvodnje, vrsti i koliini dodatog plastifikatora, ili udela komonomera. Stoga su njihova fizika svojstva veoma raznovrsna, od mekog i elastomernog, do tvrdog i ilavog materijala. PVC ima prednost u odnosu na druge plastine mase, jer je kompatibilan sa platifikatorima i drugim dodacima, lako se prerauje i relativno je niske cene. Zbog toga ovaj materijal ima izuzetno iroko podruje primene.

Polimerizacijom vinil-hlorida [CH2=CHCl] nastaje limearni polimer, koji ima kratke osnovne lance (hlormetrinske grupe) i duge bone grane, ija je duina ponekad priblino iste kao i kod osnovnog lanca. Zbog izraene razgranatosti, makromolekul je relativno prostrono neureen, pa je PVC uglavnom amorfan, sa udelom od 5 do 10% kristalne strukture. Makromolekul je takozvane glava rep konfiguracije.

Uslovi polimerizacije diktiraju strukturu i stepen kristalnosti, a od toga dalje zavise gustina, temperatura prelaska u staklasto stanje, kao i mehanika, reoloka i tremika svojstva polimera. Za postizanje odreenih karakteristika vana je temperatura polimerizacije. Sniavanjem temperature smanjuje se razgranatost, a raste prosena molekulska masa i stepen kristalizacije polimera. Stoga tako dobijeni polimer ima veu gustinu, viu temperaturu prelaska u staklasto stanje i temperaturu topljenja, to uslovljava svojstva PVC, njegovih rastvora i suspenzija sa plastifikatorima.

Prosena relativna molekulska masa komercijalnih vrsta PVC kree se u granicama od 50000 do 120000, a zavisi jedino od uslova polimerizacije. Tako se polimerizacijom na temperaturi od oko 50 C dobija molekulska masa od oko 140000, a polimerizacijom na temperaturi od oko 70 C dobija se relativna molekulska masa polimera od oko 60000.

PVC je otporan na nepolarna jedinjenja (hidrokarbonat npr.) i visoko polarne supstance (vodu, neorganske kiseline). Srednje polarna jedinjenja, kao to su cikloheksanon, dimetil formamid, aceton, hlorinisani hidrokarbonati, tetrahidrofurani i fenoli ili rastvaraju PVC, ili izazivaju njegovo bubrenje. Pojava se moe lako objasniti blago polarnom strukturom PVC makromolekula.

S obzrom na izuzetno dobre polimerne karakteristike, PVC ima irok spektar primene. Duvane kalupljene posude za pakovanje tenosti (pia, jestivih ulja, deterdenata, kozmetikih i farmaceutskih proizvoda) zauzimaju posebno mesto, kao i posude za masnu hranu i filmovi (kao to su meki PVC filmovi s visokom propustljivou na gasove) za pakovanje sveeg mesa. Meki PVC takoe se koristi kao materijal za zaptivanje.

Materijal se najee proizvodi polimerizacijom u suspenziji, a ree polimerizacijom u emulziji, ili u masi. Polimerizacija u suspenziji izvodi se u vodi, uz dodatak sredstava za stabilizaciju dispergovanog monomera vinil-hlorida. Kao inicijatori reakcije koriste se jedinjenja rastvoriva u monomeru i niskih temperatura razgradnje. Ovakvom reakcijom dobija se vrlo porozan prah polimera, to je prednost kod apsorpcije potrebnih dodataka. Polimerizacija u masi je najnoviji i sve vie primenjivan postupak. Kao proizvod dobija se prah od kojeg se daljom preradom dobijaju tvrd i mek PVC.

Poetkom sedamdesetih godina prolog veka, godinje proizvodnje PVC i PE bile su priblino jednake. Situacija se promenila kada je 1971. godine kada su otkriveni ozbiljni zdravstveni problemi jetre kod osoba izloenih vinil hloridu u vazduhu. Rezidualna koncentracija monomera vinil hlorida smanjena je sa 300 400 ppm, koliko je iznosila ezdesetih godina dvaesetog veka, na 2 do 5 ppm 1976., a danas je daleko ispod 1 ppm.

Zbog rastueg broja kritika od strane konzumenata, a na osnovu injenice da se tokom sagorevanja ambalae oslobaa hidrohlorna kiselina, kao i zbog migracije plasticizera iz mekih filmova, PVC se se vie zamenjuje drugim plastinim masama. Najea zamena u ambalai napitaka je polivinil teraftalat (PET), a za izradu mekih filmova kao alternativa se koriste jedinjenja na bazi poliolefina..Tvrdi neplastificirani polivinil hlorid (PVC-U)

Tvrdi PVC se dobija preradom polimernog praha s malom koliinom dodataka, ali bez plastifikatora. Kao to mu samo ime kae, to je tvrd i ilav materijal, koji se teko prerauje, ali je vrlo stabilan na atmosferske uticaje, vlagu i hemikalije. Proizvodi se od sva tri tipa PVC smole sa najvie 20% omekivaa. PVC-U je hemijski vrlo otporan prema rastvorima soli, razblaenim i koncentrovanim bazama i mnogim kiselinama. Propusnost na gasove i vodenu paru mu je osrednja. Izrazito je transparentan (poput stakla), a zavrna obrada povrine moe mu biti sjajna, ili mat. Poseduje dobru rasteznu vrstou i savitljivost.

Sa stanovita proizvodnje ambalae, PVC-U ima veliku prednost u odnosu na druge plastine mase, kada je re o nepropusnosti na gasove i pare organskih jedinjenja. Praktina primena PVC-U je ograniena malom termikom postojanou. Omekava ve na 85C, a temperatura proizvoda tokom punjenja ne sme biti via od 78C i to samo pod uslovom da se napunjena ambalaa odmah hladi.

Od PVC-U filmova proizvode se ae i slina ambalaa za pakovanje margarina, putera i drugih mlenih proizvoda (slika 2), kao i za pakovanje onih proizvoda koje se ne moraju naknadno termiki sterilisati. Nedostatak mu je to omekava u prisustvu organskih rastvara, a takoe pokazuje i tendenciju stvaranja statikog naboja, ukoliko se ne primenjuju odgovarajui antistatiki aditivi.

aica izraena od PVC-U filma

.Meki polivinil hlorid (PVC-P)

Meki PVC se dobija preradom osnovnog polimernog praha s dodatkom ak preko 30% plastifikatora. U prvoj fazi dobija se gusta pasta (lateks), koja na povienoj temperaturi elira, a potom prelazi u vrstu i homogenu masu mekog PVC. Svojstva mu zavise od vrste i koliine plastifikatora. Meki PVC je u odnosu na tvrdi slabijih mehanikih karakteristika, manje je otporan na toplotu, atmosferske uticaje i hemikalije, ali se lake prerauje, savitljiv je i ima bolju sposobnost istezanja.

Zbog visokog sadraja omekivaa, meki PVC je mutan i slabije proputa svetlo. Upotrebljava se za pakovanje namirnica, ali se prethodno mora znati da li je omekiva toksian i da li migrira.

Tanki PVC-P filmovi se koriste kao omotna ambalaa za razliite proizvode na podlocima, kao na slici 3. Na primer, ako se u jednoj takvoj ambalai nalazi meso, omota od PVC filma treba da bude dovoljno propustan za kiseonik (da bi omoguio stvaranje oksimioglobina, koji daje eljenu crvenu boju mesu), dovoljno jak da podnese niske temperature, da dobro prijanja uz proizvod, ali i da poseduje dobru prozirnost i sjajnost. Osim za pakovanje mesa, ovakva ambalaa koristi se i za paradajz, papriku, ili jabuke, s obzirom da visoka propusnost na vodenu paru spreava kondenzaciju pare sa unutranje strane filma.

Primena PVC-P filmova kao omotaa namirnica na podlocima

.Svojstva polivinil hlorida

PVC je beli do bledo-ukasti materijal bez mirisa i ukusa. Teko je zapaljiv, ne upija vodu i ima dobra elektroizolaciona svojstva. Struktura mu je prilino neureena, niskog stepena kristalizacije. Nestabilan je na uticaj toplote, svetla i kiseonika. Karakterie ga dobra tvrdoa i sjajnost, izuzetna otpornost na vlagu i niska propustljivost na gasove. Zbog svega navedenog, pogodan je za pakovanje gaziranih pia, mineralne vode i jestivih ulja. Materijal je otporan na delovanje jakih polarnih i nepolarnih, ali ne i na srednje polarne rastvarae, usled ijeg delovanja bubri, ili se potpuno rastvara.

Meki polivinil hlorid lako se prerauje, a najvie se primenjuju ekstrudiranje i kalandiranje, kao i injektovanje, ekspandovanje, presovanje i termooblikovanje. Podruje primene mu je izuzetno iroko, a najvie je prisutan u grevinarstvu, za izradu razliitih cevi i ambalae. Kada se govori o pakovanju proizvoda, prisutan je u vidu filmova kojim se prevlae limene posude, plastificiraju papiri i kartoni, a takoe predstavlja materijal za izradu termooblikovane ambalae i boca razliitih oblika i dimenzija. PVC se manje koristi za pakovanje namirnica zbog nedavnih saznanja o kancerogenosti monomera vinil hlorida, kao i iz ekolokih razloga..Modifikovanje karakteristika polivinil hlorida

S obzirom na to da je polivinil hlorid manje postojan od drugih plastomernih materijala i da je podloan degradaciji pod dejstvom toplote, svetla i mehanikih uticaja, potrebno je prevazii ove nedostatke. Modifikacija se izvodi kopolimerizacijom, ili dodavanjem razliitih aditiva, kao to su sredstva za poboljanje toplotne i svetlosne stabilnosti, maziva i klizna sredstva za olakavanje obrade i platifikatori i slini modifikatori, koji se dodaju u cilju poboljavanja mehanikih svojstava.

Plastisoli predstavljaju disperzije prakastog polivinil hlorida u tenom plastifikatoru u razmeri 1:1, a vikoznost im se kree od tene, do viskozne paste, koje izloene delovanju temperature od 160 C eliraju i prelaze u vrsto stanje. Koriste se kao zaptivna masa za poklopce i zatvarae staklene ambalae.

Da bi mu se smanjila krutost, PVC se mea sa drugim polimerima, ime se poveava savitljivost i olakava prerada. Za meanje se najee upotrebljavaju etilen/vinil-acetat (EVAC), akrilonitril/butadien/stiren (ABS), nitrilni kauuk (NBR, HNBR), kopolimeri na bazi estara akrilne kiseline i hlorisani polietilen.

Kopolimeri vinil hlorida sa manjim udelima drugih vinilnih monomera (do 20%) imaju izrazitu fleksibilnost i niu temperaturu topljenja homopolimera. Najvaniji je kopolimer s masenim udelom vinil-acetata od 2 do 20%. Ovaj kopolimer ima dobru prozirnost, elastinost, elektroizolaciona svojstva i lako se prerauje, ali mu je hemijska otpornost neto slabija od homopolimera. Kopolimer s 2 do 6% vinil-acetata lako se prerauje i od njega se, pored ostalog, proizvode filmovi. Kopolimer sa 12 do 16% vinil-acetata koristi se za izradu fleksibilnih filmova..Visokobarijerni ambalani materijali

.Poliviniliden hlorid (PVDC)

Homopolimerizacijom i kopolimerizacijom viniliden hlorida [CH2=CCl2] dobijaju se razliite vrste homo- i kopolimera. Vaniji kopolimeri su sa vinil hloridom [CH2=CHCl], akrilonitrilom [CH2=CHCN] i metilmetakrilatom [CH2=C(CH3)-COOCH3]. Pod pojmom poliviniliden hlorida podrazumevaju se homopolimeri i svi kopolimeri u kojima je udeo viniliden hlorida vei od 50%.

Homopolimer poliviniliden hlorida sastoji se od linearnih molekula opte formule [-CH2-CCl2-]n. U vrstom stanju lanci makromolekula su gusto sloeni u polimeru, tako da poliviniliden hlorid ima visok stepen kristalizacije (oko 75%). Ova osobina utie na to da je jedinjenje vrlo nepropusno na gasove i vodenu paru. Uz to, malo je rastvorljiv, pa se na sobnoj temperaturi rastvara samo u vrlo polarnim organskim rastvaraima. Sva pomenuta svojstva u znaajnoj meri izdvajaju PVDC od ostalih polimera.

Kopolimeri viniliden hlorida pokazuju bolja svojstva od homopolimera. Temperatura topljenja im je nia, to olakava preradu, a stabilniji su i prema razgradnji. Meutim, s porastom udela komonomera opada sklonost prema kristalizaciji kopolimera. Od stepena kristalizacije zavisi veina svojstava, izmeu ostalog mehanika, postojanost prema rastvaraima i propusnost na gasove i vodenu paru. Zbog toga se preporuuje da se pri izboru materijala za pakovanje obrati panja na odnos komonomera i uslove kristalizacije, koji e osigurati eljena svojstva..Proizvodnja poliviniliden hlorida

Proizvodnja poliviniliden hlorida odvija se po mehanizmu slobodnih radikala u emulziji, ili suspenziji, pa je slina proizvodnji polivinil hlorida. Posude za proizvodnju moraju biti izraene od nerajueg elika, ili biti emajlirane, jer je polivinilden hlorid na povienim temperaturama vrlo korozivan, zbog velikog masenog udela hlora (iznad 70%).

Polimerizacijom u emulziji najee se proizvode kopolimeri viniliden hlorida sa akrilonitrilom i metakrilmetakrilatom. Postupak moe biti diskontinualan, kada se izvodi na oko 30 C, ili kontinualan, kada temperatura ne prelazi 80 C. Kao inicijatori reakcija koriste se sulfati, vodonik peroksid, organski hidroperoksidi i perborati i perkarbonati uz prisustvo aktivatora (npr. bisulfiti). Gotov proizvod ima oblik viskozne paste (lateksa), koji moe direktno da se koristi za premaze, ili se koagulie na povienoj temperaturi i koristi kao vrsti kopolimer.

Polimerizacija u suspenziji se najvie koristi za dobijanje kopolimera viniliden hlorida sa vinil hloridom. Temperatura polimerizacije je oko 60 C, a kao sredstva za odravanje stabilnosti suspenzije se koriste metil celuloza i polivinil alkohol. Kao inicijatori se upotrebljavaju organski peroksidi, perkarbonati i azo jedinjenja. Gotov kopolimer dobija se u vrstom agregatnom stanju.

Prerad poliviniliden hlorida najee podrazumeva ekstrudiranje i injektovanje. Ekstrudirani materijal je amorfan, a kristalizacija se postie jednosmernim, ili dvosmernim razvlaenjem (monoaksijalnom, ili biaksijalnom orijentacijom) filmova na povienoj temperaturi. Moda najvani PVDC proizvodi su dvosmerno razvueni filmovi za pakovanje prehrambenih proizvoda, koji se pri zagrevanju skupljaju i na taj nain vrsto omotavaju upakovanu hranu. S obzirom na stezljivost, a zbog niske propusnosti na gasove, upotrebljavaju se za pakovanje sireva, dimljenog mesa i tamo gde postoji potreba za vakuumom, kako bi se spreio rast bakterija i diskoloracija proizvoda.

Najpoznatiji PVDC film je saran. To je vrlo mek, providan film, pogodan za zamotavanje prehrambenih proizvoda. Negativna mu je karakteristika to to pokazuje tendenciju slepljivanja, to se jednostavno otklanja silika prahom, ili sredstvima za klizavost. Saran se prilino lako rastee, pa to moe izazivati tekoe u mainskoj proizvodnji, a naroito prilikom tampanja. Otra taka topljenja zahteva strogu kontrolu temperature pri izradi termovarova. Odline zatitne osobine ine ga pogodnim za pakovanje konditorskih proizvoda koje je neophodno zatititi od vlage. Vrlo je otporan na dejstvo jakih kiselina i baza, osim amonijaka..Kopoolimeri etilen-vinil alkohola (EVOH)

Kopolimeri etilen-vinil alkohola nastaju saponifikacijom kopolimera etilen, ili vinil acetata. Tokom inicijalne faze, kopolimerizacija ova dva jedinjenja izvodi se u rastvoru i pod povienim pritiskom. Saponifikacija se potom izvodi rastvorom metanolne kaustine sode.

Polivinil alkohol ima vrlo izraenu nepropustljivost na kiseonik i ugljen dioksid, a adicija etilena na molekule poboljava otpornost na vlagu i karakteristike bitne za oblikovanje materijala. Kopolimeri etilen-vinil alkohola prisutnih na tritu razlikuju se meusobno prema sadraju etilen-vinil alkohola. Oni koji se smatraju barijernim materijalima, sadre vinil-alkohol u iznosu od 66 do 82%. U tabeli 1 prikazane su pozitivne i negatine osobine kopolimera etilen-vinil alkohola.

Tabela 1: Pozitivne i negativne karakteristike EVOHPoeljne osobineNegativne osobine

Odlina nepropustljivost na kiseonikBarijerne karakteristike zavise od vlanosti

Jednostavan za oblikovanjeMoraju se zatititi filmovima sa obe strane

Mogunost reciklaeNeophodan je lepak da bi se osiguralo dobropovezivanje poliolefina

Odlina barijera za rastvarae,arome i neprijatne mirise

Prozirnost

.Akrilni i metakrilni polimeri

Poliakrilna i polimetakrilna jedinjenja predstavljaju grupu polimera i kopolimera akrilne i metakrilne kiseline i njihovih derivata: soli, estara, amida, imida, nitrila i aldehida. Zbog postojanja velikog broja polimera i kopolimera razliitih svojstava, primena im je izuzetno iroka. Najvaniji su polimeri i kopolimeri akrilonitrila i estara akrilne (poliakrilati) i metakrilne (metakrilati) kiseline.

Poliakrilati su polimeri estara akrilne kiseline, a najznaajniji od njih su oni sa alkilnim grupama: metil, etil, n-butil i 2-oksiheksil. Ova jedinjenja su lepljiva i gumasta, male tvrdoe, pa se koriste u industriji boja, lakova, lepkova i za obradu tekstila, papira, koe i drveta.

Poliakrilonitril (PAN) je jedinjenje opte formule [-CH2-CH(CN)-]n, ima linearnu strukturu i nastaje polimerizacijom akrilonitrila. Nitrilni polimeri danas pronalaze sve veu primenu. Poliakrilonitril je poznat po izvanrednim barijernim svojstvima na gasove, to je postignuto kopolimerizacijom akrilonitrila s drugim monomerom, pa je kao takav i dobio naziv visoko nitrilni polimer (High Nitrile Polymers, HNP). To je krut kopolimer izvanrednih barijernih svojstava prema gasovima, izrazito proziran i hemijski otporan. esto se koristi za izradu laminata. Jedan od masovno upotrebljavanih HNP filmova je akrilonitril/metil akrilat kopolimer, koji sadri mali procenat butadien/akrilonitrilne gume. Poseduje visoku prozirnost i izraena barijerna svojstva. Takoe, pokazuje dobru ilavost. U poetku se koristio samo za izradu boca za pakovanje gaziranih napitaka, a danas se sve vie proizvodi u obliku filma, koji je, laminiran sa drugim materijalima, pogodan je za izradu termooblikovanih posuda za pakovanje sireva i mesa.