Tuesday, Oct 16th

Last updateMon, 08 Oct 2018 2pm

Buradasınız: Home Makale Tek kullanımlık ambalaj malzemeleri; Biyobozunur polimerler ve Biyoplastikler
Endüstriyel tasarım dünyasına yön veren tasarımcılar İstanbul’da buluşuyor

Endüstriyel tasarım dünyasına yön veren tasarımcılar İstanbul’da buluşuyor

Türkiye’nin tasarımla markalaşmasına katkı sağlamak amacıyla bu yıl 7.’si düzenl...

ABD’ye makine ihracatı 700 milyon dolar yükseldi

ABD’ye makine ihracatı 700 milyon dolar yükseldi

Makine sektörü ABD pazarında hedef büyüttü

Temmuz ayında ihracatını geçtiğimiz yı...

Kimya sektörü ihracatta engel tanımıyor

Kimya sektörü ihracatta engel tanımıyor

Kimya Sektörü, Turkchem 2018 Fuarı ile uluslararası pazarlara açılmaya hazırlanı...

Yeni Nesil Ekstrüzyon Semineri’nde Dr. Peter Cox plastik sanayicileri ile buluşacak

Yeni Nesil Ekstrüzyon Semineri’nde Dr. Peter Cox plastik sanayicileri ile buluşacak

Plastik Sanayicileri Derneği (PAGDER), plastik sektörüne yönelik eğitim faaliyet...

PLASFED’den “Enerji Verimliliği Semineri”

PLASFED’den “Enerji Verimliliği Semineri”

Türkiye plastik sektörü işletmelerinin hammadde tedariğinden sonra en büyük gide...

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
Ozon tabakasına zarar vermeyen su soğutma cihazı “CO2tech”

Ozon tabakasına zarar vermeyen su soğutma cihazı “CO2tech”

Monday, 08 October 2018

Aytek Soğutma Sistemleri tarafından üretilen CO2te...

Readmore

Standart kaliteye giden akıllı yol: AIPC Technology

Standart kaliteye giden akıllı yol: AIPC Technology

Monday, 08 October 2018

AIPC (Automatic Injection Pressure Control), otoma...

Readmore

Yeni dozajlama ünitesi 3E ; “yerleştirin, fişe takın ve çalışın”

Yeni dozajlama ünitesi 3E ; “yerleştirin, fişe takın ve çalışın”

Monday, 08 October 2018

Sonderhoff’un 3E yeni dozajlama ünitesini bir kont...

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
Termoplastik Nişasta

Termoplastik Nişasta

Monday, 08 October 2018

1.Giriş

Nişasta amiloz ve amilopektin içeren iki fa...

Readmore

Dayanıklı tüketim mallarında kullanılan plastiklerin geri dönüştürülmesi

Dayanıklı tüketim mallarında kullanılan plastiklerin geri dönüştürülmesi

Monday, 08 October 2018

Özellikle ambalaj sektöründeki plastiklerin geri d...

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
“Tak-Çalıştır ve Üretime Başla” teknolojisi ile Universal Robots

“Tak-Çalıştır ve Üretime Başla” teknolojisi ile Universal Robots

Thursday, 04 October 2018

50’den fazla ülkede yüzde 58’lik pazar payıyla sek...

Readmore

Velox Türkiye

Reklam Alanı

Reklam Alanı

Reklam Alanı

Reklam Alanı