Friday, Dec 14th

Last updateWed, 31 Oct 2018 11am

Buradasınız: Home Makale Tek kullanımlık ambalaj malzemeleri; Biyobozunur polimerler ve Biyoplastikler
Plastik sektörü 19,4 milyar dolar üretim yaptı

Plastik sektörü 19,4 milyar dolar üretim yaptı

İlk 6 ay plastik sektöründe üretim yüzde 7,2 ihracat yüzde 12,8 yükseldi

Türkiye ...

Türk Tuborg A.Ş.’ye iki büyük ödül

Türk Tuborg A.Ş.’ye iki büyük ödül

Haziran ayında İtalya’da düzenlenen A'Design yarışmasında altın madalya kazanan ...

İKMİB, Avrupa’nın en büyük sivil Ar-Ge projesine katıldı

İKMİB, Avrupa’nın en büyük sivil Ar-Ge projesine katıldı

Avrupa’nın en büyük sivil Ar-Ge programı olan Horizon 2020 kapsamında desteklene...

Tamek “Ustasından Soslar” serisi ödüle layık görüldü

Tamek “Ustasından Soslar” serisi ödüle layık görüldü

1955 yılından bu yana tüketicilerini kaliteli ve lezzetli ürünlerle buluşturan T...

Avrupa’da tek kullanımlık plastiklere sınırlama

Avrupa’da tek kullanımlık plastiklere sınırlama

Avrupa Konseyinin bazı plastik ürünlerin çevreye etkisinin azaltılması konulu te...

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
ECOtech ile soğuturken tasarruflarınızı arttırın

ECOtech ile soğuturken tasarruflarınızı arttırın

Friday, 26 October 2018

Enerji tasarrufu için artan ihtiyaç ve özellikle d...

Readmore

Türk kahvesi servis eden Japon robot sanayicilerin sağ kolu olmaya aday

Türk kahvesi servis eden Japon robot sanayicilerin sağ kolu olmaya aday

Wednesday, 31 October 2018

Endüstriyel robotların Türkiye’deki en önemli bulu...

Readmore

Tüm dünyada 2021’e kadar 126 bin adet robot kurulacak

Tüm dünyada 2021’e kadar 126 bin adet robot kurulacak

Wednesday, 31 October 2018

Robotik teknolojilere olan ilgi tüm dünyada hızla ...

Readmore

ÜRÜN / PRODUCTS

Setting
Clariant, Türkiye’nin boya sektörüne “süper saydam” pigment preparatlarıyla hizmet veriyor

Clariant, Türkiye’nin boya sektörüne “süper saydam” pigment preparatlarıyla hizmet veriyor

Thursday, 04 October 2018

Hostatint™A 100-ST, tüketim ürünleri, ahşap, cam v...

Readmore

BETA Kimya’dan yeni çok amaçlı sprey: APEL BK40

BETA Kimya’dan yeni çok amaçlı sprey: APEL BK40

Monday, 08 October 2018

Akılcı çözümleriyle kimya sektörüne değer katan BE...

Readmore

Basılı promosyonlar satın almayı tetikliyor

Basılı promosyonlar satın almayı tetikliyor

Monday, 08 October 2018

Günümüzde markalar sadece pazarlama kampanyalarıyl...

Readmore

MAKALE / ARTICLE

Setting
Plastik parçalarda oluşan akış izi probleminin saptanması ve giderilmesi

Plastik parçalarda oluşan akış izi probleminin saptanması ve giderilmesi

Friday, 26 October 2018

Özet

Günümüz otomotiv endüstrisi, araçların hafifle...

Readmore

Enjeksiyonda kalıplanmış PP ve PP kompozitin birleşme izi özelliklerinin incelenmesi

Enjeksiyonda kalıplanmış PP ve PP kompozitin birleşme izi özelliklerinin incelenmesi

Wednesday, 31 October 2018

Özet

Yapılan deneysel çalışmada katkılı ve katkısız...

Readmore

Ürün yaşam döngüsü yönetiminde dijital insan modellemesi

Ürün yaşam döngüsü yönetiminde dijital insan modellemesi

Monday, 08 October 2018

Özet

Küresel rekabet ve hızla değişen müşteri talep...

Readmore

RÖPORTAJ / INTERVIEW

Setting
Kautex Maschinenbau ambalaj üreticileri için çok farklı yenilikçi çözümler sunuyor

Kautex Maschinenbau ambalaj üreticileri için çok farklı yenilikçi çözümler sunuyor

Friday, 26 October 2018

Alman ekstrüzyon şişirme makinaları üreticisi Kaut...

Readmore

Hedefimiz elimizde tuttuğumuz sektörel liderlik bayrağını sürekli olarak taşımak

Hedefimiz elimizde tuttuğumuz sektörel liderlik bayrağını sürekli olarak taşımak

Friday, 26 October 2018

Aytek Soğutma, Endüstriyel ve HVAC soğutma uygulam...

Readmore

Velox Türkiye

Reklam Alanı

Reklam Alanı

Reklam Alanı

Reklam Alanı