Tuesday, Jun 19th

Last updateTue, 29 May 2018 1pm

You are here: Home MAKALE / ARTICLE Makale1 Tek kullanımlık ambalaj malzemeleri; Biyobozunur polimerler ve Biyoplastikler
Heyecan verici hedefler, Dow tarafından düzenlenen Türkiye etkinliğinde paylaşıldı

Heyecan verici hedefler, Dow tarafından düzenlenen Türkiye etkinliğinde paylaşıldı

120’den fazla müşteri ve ortak, Dow Ambalaj ve Özel Plastikler (P&SP) iş bir...

Plastik sektörü “Selçuk Gülsün” ile gülecek

Plastik sektörü “Selçuk Gülsün” ile gülecek

Yarım asıra dayanan köklü geçmişi ile ülkemizin en deneyimli iş dünyası örgütler...

Plastik sektöründen ilk çeyrekte rekor büyüme

Plastik sektöründen ilk çeyrekte rekor büyüme

Türk plastik sektörü küresel ekonomide yaşanan tüm olumsuz gelişmelere rağmen 20...

Ambalaj sektörü 2017 yılında 787 milyon dolarlık dış ticaret fazlası verdi

Ambalaj sektörü 2017 yılında 787 milyon dolarlık dış ticaret fazlası verdi

Ambalaj Sanayicileri Derneği (ASD), Türkiye Ambalaj Sektörünün 2017 yılsonu itha...

Henkel, sürdürülebilir ambalaj konusunda kararlı adımlar atıyor

Henkel, sürdürülebilir ambalaj konusunda kararlı adımlar atıyor

Henkel, okyanusların ve nehirlerin plastik atıklardan temizlenmesi, bu atıkların...

Tek kullanımlık ambalaj malzemeleri; Biyobozunur polimerler ve Biyoplastikler

Tek kullanımlık ambalaj malzemelerinin kullanımda yenilenebilir kaynaklara olan ilginin artması ve tüketicilerin bilinçlenmesi ile petrol türevli polimerik malzemeler yerini biyobozunur ambalaj malzemelerine bırakmaktadır. 

Ambalaj malzemesinin bulunduğu ortamda (toprak, deniz vb.) fiziksel ve kimyasal etkilere maruz kalmasının yanında önemli ölçüde mikroorganizmaların etkisiyle biyobozunurluğu gerçekleşir. Biyobozunurluk petrol türevli sentetik polimerlere çeşitli katkılar ilave edilerek sağlananabildiği gibi biyobozunur polimerler kullanılarakta sağlanabilmektedir. Sentetik polimerlere ilave edilen metal içerikli katkılar ile üretilen ambalaj toprakta ve denizde parçalandığında metal birikimine yol açar. Biyobozunur polimer veya biyoplastik hammaddeden üretilen tek kullanımlık ambalaj malzemelerinde ise herhangi bir çevre kirliliği meydana gelmez.  

Biyobozunur polimerlerin bu çevreci özelliğinin yanında nem bariyer özellikleri düşüktür. Biyobozunur polimerlerin düşük nem bariyer özellikleri aşağıdaki uygulamalar ile geliştirilebilmektedir;

• Biyo-esaslı ambalaj malzemelerinin yüzeyinin mumlar, poliester, yağ asidi ester türevleri gibi hidrofobik malzemelerle kaplanması

• İnorganik dolgularla çapraz bağlama veya neme dayanıklı malzemelerle karışım yapma ya da katkı olarak doğal elyaflar kullanılması 

Biyobozunur polimer ile biyoplastik terimi arasında az da olsa bir farklılık vardır. Her biyobozunur polimer biyoplastik olarak isimlendirilir fakat her biyoplastik biyobozunur polimer özelliği göstermez. Örneğin biyo-polietilen, fermentasyon ile üretilen etil alkol monomeri kullanılarak kimyasal sentez ile üretilir. Biyo-polietilen biyoplastik olarak isimlendirilir ama biyobozunur polimerler sınıfına dahil değildir. 

Ticari olarak kullanılan tek kullanımlık biyobozunur ambalaj malzmelerinin en önemlileri nişasta temelli polimerler, poli(laktik asit) (PLA), polihidroksialkanoatlar (PHA) ve selüloz türevleridir. 

Selüloz, (b-1-4) bağları ile birbirine bağlanmış glikoz monomerlerinin lineer uzun zincirlerinden oluşmuş doğal polimerdir. Selülozun işlenmesi zor olduğundan daha kolay işlenebilir hale getirmek için endüstride selüloz türevleri halinde kullanılır. 

Selüloz türevleri;

  • Metil selüloz (MC)
  • Karboksimetil selüloz (CMC)
  • Hidroksipropil selüloz (HPC)
  • Hidroksipropil metilselüloz (HPMC) 
  • Selüloz asetat (CA)
  • Selüloz asetat propiyonat (CAP)
  • Selülozasetat bütirat (CAB) gibi selüloz esterlerini içermektedir. 

Selüloz yüksek mekanik dayanım, yüksek kristalinite ve yüksek saflıkta nano-elyaf ağ yapısı gibi mükemmel özellikleri nedeniyle birçok uygulama için umut  vaad eden bir polimerdir. 

Nişasta, glikoz monomerlerinin α-1,4 ve α-1,6 glikozidik bağlarıyla bağlanmasıyla oluşan dallanmış biyobozunur bir polimerdir.  Nişasta plastikleştiriciler yardımıyla işlenebilir hale getirilerek Termoplastik nişasta (TPS)’ya dönüştürülür. Nişasta ve TPS’nin termomekanik özellikleri zayıftır. Bu zayıf mekanik özellikleri ve termal direnci liflerinin eklenmesiyle arttırılmaktadır. Bu uygulamalarda, TPS/Biyocam, PLA/Nişasta, Protein nişasta esaslı filmler, Nişasta/kauçuk, bakteriyel selüloz fiber takviyeli nişasta ve maleatlanmış polikaprolakton/nişasta kullanılmaktadır.  

Poli(laktik Asit) (PLA) yarı kristalin özellikte ve düşük termal dayanıklılığa sahip bir biyoplastiktir. PLA mekanik olarak incelendiğinde, zincir yapısı yönlendirilmemiş PLA oldukça kırılgan olur ancak iyi mukavemete ve sertliğe sahiptir. Zincir yapısı yönlendirilmiş PLA ise yönlendirilmiş polistirenden daha yüksek performans sergilerken, polietilen tereftalat (PET)’e yakın değerlere ulaşır. PLA, petrol esaslı sentetik termoplastik polimerlerin yerini alabilecek mekanik ve gaz geçirgenliği özelliklerine sahiptir. 

PLA esaslı ürünler enjeksiyon kalıplama, termoform, baskı kalıplama, ekstrüzyon, ve film şişirme gibi birçok teknikle üretilebilmektedir. Kullanım oranına göre prosesteki PLA’nın D- ve L- izomerlerinin oranı ciddi önem taşır. PLA kullanılarak üretilen tüketici ürünlerine örnek olarak; giyim eşyaları, çatal, bıçak, tabak, tepsi, bardak gibi mutfak eşyalarını, yiyecek ve içecek ambalajlama malzemeleri verilmektedir. 

Şekil 1. Biyobozunur ambalajların yaşam döngüsü

Şekil 1’de yenilenebilir kaynaklardan elde edilen biyobozunur polimerlerin kullanılmasıyla üretilen ambalaj malzemelerinin yaşam döngüsü gösterilmektedir (Senka, 2018).

Kitin; yengeç, istakoz, karides gibi kabuklu deniz canlılarında, mantarlarda ve böceklerin kabuklarında bulunan doğal bir makromoleküldür. Kitinin kimyasal yapısı selüloza benzer. Selülozdan sonra dünyamızda bulunan en bol polimerdir. Ayrıca azot içerikli en bol bulunan polimerdir. Kitosan ise kitinin deasetillenmesi ile elde edilir. Kitosan, katyonik özellikte bir polielektrolit olması bakımında da eşsiz özellik taşır. Selülozda ikinci karbon atomuna bağlı hidroksil(-OH) grubu bulunurken, kitinde asetamin (-NHCOCH3) kitosanda ise amin (-NH2) grubu bulunmaktadır.

Polihidroksialkanoatların (PHA) ilk üyesi olan polihidroksibütirat (PHB) ve kopolimerleri termoplastik poliesterlerdir. PHA’ların mekanik özellikleri polietilen, polipropilen vs. gibi bazı geleneksel plastiklere benzemektedir.  PHB’in daha kırılgan olması ve solventlere dayanıksız olması dışında, polipropilene daha yakın özelliklere sahiptir. Düşük su buharı geçirgenliği gibi gıda ambalajlama endüstrisi açısından önemli olan bir özelliği ile de, düşük yoğunluklu polietilene benzemektedir. PHB’ın kopolimerler ise daha esnektir ve daha düşük erime sıcaklığına sahip olduğundan, preslenmiş ürünlerin imalatında kullanılmaları daha uygundur. 

Biyobozunur polimerler ambalaj malzemesi olarak geleneksel petrol türevli ambalaj malzemelerine benzer özellikler sergilenmektedirler. Zayıf olan termomekanik özellikleri de lifler ile takviye edilmektedir. Biyobozunur polimerlerin özellikle tek kullanımlık ambalaj malzemesi olarak kullanımlarına olan ilgi gün geçtikçe artmaktadır. Biyobozunur polimerler, hammaddenin ithal olması nedeniyle ürünler pahalıdır. Atıklar kullanılarak biyobozunur hammaddenin ülkemizde üretilmesi maliyetleri düşürecek ve biyobozunur polimerlerden üretilen bu ürünlerin kullanımını arttıracaktır. 

Kaynaklar

1.Biodegradable polymers for industrial applications, Edited by Ray Smith, CRC, 2000. 

2.Çelebi, M. Biyobozunur Polimerler ve Uygulamaları Ders Notu, Yalova Üniversitesi, 2018. 

3.Koller, M., “Biotechnological polymer syntesis”,Food technol. Biotechnol, 2010, 48 (3): 255-259.

4.Pilla, E.S., Hand Book Of Bioplastics And Biocomposites Enginnering Applications,   Wiley and Sons,2011, USA.

5.Senka Z. Popovic, Vera L. Lazic, Nevena M. Hromiš, Danijela Z. Šuput, Sandra N. Bulut Biopolymers for Food Design A volume in Handbook of Food Bioengineering,  Chapter 8; Biopolymer Packaging Materials for Food Shelf-Life Prolongation,  Academic Press, 2018, 223-277. 

Mithat ÇELEBİ 1,2

1 Polimer Mühendisliği Bölümü, Mühendislik Fakültesi, Yalova Üniversitesi, Yalova, 77200

2 Mitosan Biyoteknoloji Ltd. Şti.,

TEKNOLOJİ / TECHNOLOGY

Setting
Geleceğin iş yerleri insan-makine iş birliğinde olacak

Geleceğin iş yerleri insan-makine iş birliğinde olacak

Tuesday, 29 May 2018

Üretim süreçleri ve teknolojilerindeki değişim, iş...

Readmore

Ettlinger ERF serisi otomatik eriyik filtrelerinin yeni modelini tanıttı

Ettlinger ERF serisi otomatik eriyik filtrelerinin yeni modelini tanıttı

Tuesday, 29 May 2018

Yeni ERF 350 modeli bir önceki modele göre daha yü...

Readmore

Robot ve insanın iş birliği fabrikaların verimliliğini artırıyor

Robot ve insanın iş birliği fabrikaların verimliliğini artırıyor

Tuesday, 29 May 2018

Sanayinin Avrasya bölgesindeki buluşma  noktası ola...

Readmore

ÜRÜN / PRODUCTS

Setting
Ambalajda koku faktörü

Ambalajda koku faktörü

Tuesday, 29 May 2018

Raf ömrü sağlanmış tekniklerle ambalajı yapılmış b...

Readmore

Henkel endüstriyel üretim için yeni 3D baskı malzemeleri çözümleri sunuyor

Henkel endüstriyel üretim için yeni 3D baskı malzemeleri çözümleri sunuyor

Wednesday, 09 May 2018

Henkel, ekosistemini büyüterek ve etkili çözümler ...

Readmore

Boya sektörüne yönelik güvenlik ve performans arttıran yenilikçi katkılar

Boya sektörüne yönelik güvenlik ve performans arttıran yenilikçi katkılar

Wednesday, 09 May 2018

Clariant, distribütörleri Interplast ve Azelis ara...

Readmore

MAKALE / ARTICLE

Setting
Tek kullanımlık ambalaj malzemeleri; Biyobozunur polimerler ve Biyoplastikler

Tek kullanımlık ambalaj malzemeleri; Biyobozunur polimerler ve Biyoplastikler

Monday, 28 May 2018

Tek kullanımlık ambalaj malzemelerinin kullanımda ...

Readmore

Polimerler teknolojisinde sürdürülebilir kaynak kullanımı ve atık yönetimi

Polimerler teknolojisinde sürdürülebilir kaynak kullanımı ve atık yönetimi

Monday, 28 May 2018

Özet

Polimerik malzemelerin yaşam döngüsü 7 farklı ...

Readmore

Endüstri için Yapay Zekâ - 1 -

Endüstri için Yapay Zekâ - 1 -

Tuesday, 29 May 2018

1. Giriş

Yapay Zekâ kavram olarak insanlar için hep...

Readmore

RÖPORTAJ / INTERVIEW

Setting
Fill Technic yeni nesil dolum sistemleri ile müşterilerine hizmet veriyor

Fill Technic yeni nesil dolum sistemleri ile müşterilerine hizmet veriyor

Monday, 28 May 2018

Fill Technic Makine Dolum ve Paketleme Sistemleri,...

Readmore

İnovatif ambalaj çözümleri ile Pal Plastik

İnovatif ambalaj çözümleri ile Pal Plastik

Thursday, 05 April 2018


Hemen hemen her sektörde ve alanda ihtiyaca yöneli...

Readmore

Ambalaj makinelerindeki teknoloji ve kalitesiyle Yekebaş Makine…

Ambalaj makinelerindeki teknoloji ve kalitesiyle Yekebaş Makine…

Wednesday, 02 May 2018

Yenilikçi, kaliteli ve müşteri memnuniyeti ilkeler...

Readmore

Velox Türkiye

Reklam Alanı

Reklam Alanı

Reklam Alanı

Reklam Alanı