Polipropilenin Gıda Ambalajı Olarak Kullanılması

Polipropilen (PP) poliolefin sınıfına dahil polimerlerden biridir. Bu polimerler olefin (doymamış hidrokarbon) monomerlerden türetilirler.  Örneğin, “etilen” olefini polietilenin monomeridir. Propilen ise polipropilenin monomeridir.

PP’den elde edilen plastik malzemeler ticari alanda ilk kez 1950’lerde kullanılmaya başlandı. Polipropileni temel alan termoplastikler polietilene dayalı olanlardan sonra ticari kullanımı açısından ikinci sıradadır.

Propilen homopolimerden üretilen plastikler ve kopolimerler sıradan plastik imalat yöntemlerinin tümü ile üretilebilir.  Şişirme kalıplama, enjeksiyon kalıplama, ısıyla şekillendirme (termoform yöntemi) ve “cast” veya “oryente” film oluşturma gibi..

Polipropilen hammaddesi uygun maliyeti ve fiziksel/kimyasal özellikleri sayesinde birçok gıdanın ambalajlanmasında yaygın olarak tercih edilmektedir.  Kaplar, kovalar, kapaklar, tepsiler, şişeler, poşetler ve ambalaj filmleri bu tip gıda ambalajlarındandır.  Polietilen teraftalat (PET)’in lider konumda olduğu içecek şişeleri ve genellikle yüksek yoğunluklu polietilen (HDPE) plastik hammaddesinin kullanıldığı süt şişeleri hariç, sert (rijit) gıda ambalajında en yaygın kullanılan plastik malzemedir.

PP filmler ya “cast” ya da tek ya da çift yönde gerdirilmiş (oryente edilmiş) MOPP ve BOPP filmler gibi çeşitlerde üretilmektedirler.  OPP filmlerin gaz bariyer özellikleri (oksijen ve karbon dioksite karşı) kaplamalar ve çok tabakalı/katlı yapılar kullanılarak arttırılır.

Sızdırmazlık ise genellikle ya kaplama ya da polietilen veya etilen – propilen kopolimerleri ile laminasyon yapılarak sağlanır. OPP filmler gıda aromasının kaybını önleyici özelliktedir, ama bariyer özelliklerinde daha da iyileştirme için bariyer polimerler ve çok katlı yapılar gerekir.

Poliviniliden kopolimerler (PVDC), akrilikler ve etilen vinil alkol (EVOH) kullanılan başlıca gaz bariyeri polimerleridir.  Alüminyum yüzey işlemleri veya alüminyum folyo ile laminasyon da gaz engelleme ve mor ötesi (UV) ışığı engelleme özelliği kazandırır.  Kaplanmış ve lamine filmler torba ya da poşet halinde, sızdırmaz ambalaj olarak, plastik tepsilerdeki, karton kaplardaki gıdalar için üst ambalaj olarak ya da kaplarda kapak olarak kullanılırlar.  OPP filmler şişe etiketi olarak da kullanılır çünkü kâğıttan farklı olarak, bunlar küf oluşumunu ortadan kaldırır, kolay yırtılmaz, aşınmaya dirençlidir ve soğutucularda şişenin yüzeyinden ayrılmaz.

Yiyecek ve içeceklerin doğrudan tüketilmesine yönelik kapların ve tek kullanımlık ürünler için üretilen karton kutular da polipropilen ile kaplanabilmekte ya da lamine edilebilmektedir.

Polipropilen kap ve kovalar enjeksiyon kalıplama ya da ısıyla şekillendirme yöntemleriyle üretilirler.  Şişeler şişirme kalıplama prosesiyle imal edilir.  Soslarda ve hazır yemeklerde kullanılanlar başta olmak üzere şişelerde, kaplarda ve tepsilerde güçlü gaz bariyer özelliği olması gerekiyorsa, bunlar polipropilen tabakalar arasında iç tabaka olarak bariyer polimeri (genellikle EVOH) içeren çok katlı yapı olarak üretilirler.  EVOH’u polipropilene bağlamak için yapıştırıcı madde gerektiğinden, bu tür çok katlı yapılarda ayrı ayrı beş kat bulunur. Tipik yapıştırıcılar arasında % 82 – 90 etilen içeren etilen vinil asetat (EVA) – vinil alkol terpolimerler sayılabilir.  Engelleyici kat olarak EVOH içeren beş katlı bir şişenin yapısı şekilde gösterilmiştir.

Son yıllarda polipropilen bazı uygulamalarda diğer plastiklerin yerini almıştır.  Bunun en tipik örneği şekerleme ambalajlarında kullanılan rejenere selüloz filmler (selofan) dır.  Selofanın hem “kırışma” hem de tam bükülme özellikleri polipropilen filmlerde de elde edilebilmektedir.  Sıvı ve katı yağlara dayanıklı olan polipropilen margarin kaplarında da kullanılan başlıca plastik türüdür.

Polipropilen hammaddesi, kristal polistiren (GPPS) kadar olmasa da şeffaf görünümlü kap ve bardaklar için kullanılabilmektedir.  Diğer uygulamalar arasında sıcak dolum için sterilize ya da pastörize edilebilen kavanozlar sayılabilir.

Polipropilenin erime noktasının nispeten yüksek olması, plastiğin, ister kap isterse kaplamalı levha biçiminde olsun, hazır yemekler gibi gıdaların mikrodalgada ısıtılmasında/pişirilmesinde kullanılabilmesi kolaylığı sağlar.

PP unlu mamuller, sebze ve meyve gibi gıda maddelerinin perakende dökme teslimatı için tekrar kullanılabilen çuval ve benzeri taşıma ambalajlarında da kullanılır.

Polipropilenden imal edilen ambalajların başlıca tipleri be bunların kullanıldığı gıda türleri şöyle özetlenebilir:

Kaplar: Yoğurt, margarin, peynir, mikrodalgada kullanılabilecek kaplar,

“Cast” filmden torbalar: Ekmek ambalajları,

OPP filmden torbalar / ambalajlar: Cips, kuruyemiş, müsli, bisküvi, şekerleme, baharat, makarna, pirinç, şeker ve çikolata ambalajları,

Karton kutulardaki yiyecekler için OPP film kaplama: Dondurulmuş sebze ve meyve, pişmiş et, börek, unlu mamuller, vb. ürünler için ambalaj filmleri,

Çok katlı filmler: Et ve balık gibi gıdalar için kontrollü atmosferde ambalajlama işlemine uygun filmler,

Torbalar: Kurutulmuş ürünler, hazır çorba vb. ürünler için poşetler,

Bariyer özellikli şişeler: Keççap şişesi,

Şişe kapakları: Alkolsüz içecekler, sirke, maden suları ve sıvı yağlar için kapaklar.

Plastik Ambalajlar

Plastik ambalajlar, içerdikleri ürünün üretiminden tüketici tarafından kullanılmasına kadar uzanan zincirin vazgeçilmez bir halkasıdır. 

- Plastik bir ambalajın üretimi ekonomik ve kolaydır

- Bu tür ambalajlara otomatik ve sıcak dolum yapılabilmektedir

- Taşıma/nakliye avantajlıdır çünkü içerdiği ürünü dış etkilerden koruma, fazla yer kaplamama ve hafif olma özelliklerine sahiptirler

- Çekici tasarımlar uygulanabilir; şeffaf olabilirler ve böylece içerdikleri ürünü görmemizi sağlarlar, pazarlamacılar için iyi bir malzemedir

- Kolay taşınabilme, hafif olma, kaliteyi koruma, nem ve sıcaklığa dayanıklılık, pratik kullanıma uygun, geri dönüştürülebilir olma gibi özelliklerinden dolayı tüketicilerin ilgisini çekerler.

Plastik ambalajlar sadece gıda gibi sıkça tükettiğimiz ürünlerin ambalajlanmasında değil, ilaç, tıbbi araç-gereç gibi medikal ürünlerin ambalajlanmasında ve endüstriyel malların taşınmasında da sıkça kullanılmaktadırlar.

Plastiklerin her birinin kendine has fiziksel ve kimyasal özellikleri, işlenme özellikleri ve tabi beraberinde maliyeti vardır.  Bir plastik tek başına kullanıldığı gibi, diğer plastikler, alüminyum ya da kağıt/karton gibi malzemelerle birlikte de kullanılabilir.  Bu uygulamalara sert (rijit) plastik ambalajlar ve esnek (fleksıbıl) ambalajlar örnek olarak gösterilebilir.

	Esnek (fleksıbıl) ambalaj	Sert (rijit) plastik ambalaj
Tek malzemeli	Alışveriş torbası Meyveli şeker ambalajı Shrink film	Meşrubat şişesi, Varil, bidon Kap, tabak
Plastik çok katlı	PE astarlı PP “bigbag” büyük-dokuma torbalar Şarküteri ambalajları	Ketçap şişesi Zirai ilaç şişesi
Diğer malzemelerle birleşik	Metalize filmler, Kahve ambalajı, Kuruyemiş ambalajı	Blister ambalaj, İlaç ambalajları

Bugün polimer yani plastik hammadde üreticileri devamlı yeni teknolojiler geliştirerek; özellikle ambalaj uygulamalarına yönelik ürünlerinin özelliklerini ve performanslarını daha da iyileştirmektedirler.

Ambalaj uygulamalarında en çok kullanılan polimerler şunlardır:

Polietilen (PE)

Polietilen hammaddesi üretim şekli ve kimyasal yapısı itibariyle çeşitli ürünlerin genel adıdır.  Ancak en çok bilinenleri şunlardır:

HDPE – Yüksek yoğunluk polietilen

Ekstrüzyonlu şişirme ile kalıplama yöntemi ile üretilen süt, temizlik ürünleri ve endüstriyel maddeler, kimyasal maddeler için olan variller; kovalar, ince cidarlı kaplar ve enjeksiyonlu kalıplama ile üretilen kapaklar; enjeksiyonlu şişirme ile kalıplama ile yapılan ilaç ve şampuan şişeleri ve kozmetikte kullanılan kaplar bu hammaddeden üretilir.  Fleksıbıl ambalaj uygulamalarında kullanılan blown ve cast filmler de örnek olarak verilebilir.

LDPE – Alçak yoğunluk polietilen

Film, poşet/torba, shrink filmler, kaplar ve kapaklar gibi hem fleksıbıl hem de rijit uygulamalarda kullanılmaktadır. 

LLDPE – Lineer alçak yoğunluk polietilen

Streç film, alışveriş torbaları gibi ürünlerin imalatında tercih edilir.  LDPE ve LLDPE genellikle karıştırılarak kullanılır ve böylece LLDPE’nin fiziksel özellikleri ile LDPE’nin ısıl yapışma özelliği birleştirilir.

Polipropilen (PP)

Ekmek ve unlu mamuller, çok katlı filmler, medikal ambalajlar, şişe, kap ve kapaklar, “bigbag”ler gibi çok çeşitli kullanım alanları vardır. 

Polietilen teraftalat (PET)

Sıvı yağ, maden suyu, gazlı içecekler ve bira gibi sıvıların ambalajlanmasında kullanılan PET malzemesi, mikrodalgaya konabilecek gıda ambalajlarında, fırın poşetlerinde ve tıbbi ürün ambalajlarında da kullanılmaktadır.   

Polistiren (PS)

Ambalaj uygulamalarında sıkça kullanılan polistiren hammaddesinin çeşitleri şunlardır:

GPPS – Kristal polistiren

Berrak ve kırılgandır.  CD kutuları, ilaç şişeleri, ince cidarlı bardak, kap, vb. ürünlerin yapımında kullanılır. 

HIPS – Antişok polistiren

Termoform yöntemi ile üretilmiş kap ve kapaklarda kullanılır. 

EPS – Genleşebilen polistiren

Isıyı geçirmeyen çay-kahve koymak için kullanılan bardaklar, “fast food” restoranlarında kullanılan tabaklar, et-tavuk ambalajlamasında kullanılan tabaklar gibi gıda uygulamalarının yanı sıra; elektronik ve kırılgan eşyaların sevkıyatında koruma amaçlı da kullanılmaktadır.

Polivinil klorür (PVC)

Gıda ve gıda dışı ürünlerin ambalajlanmasında kullanılan şişeler, streç film, tıbbi ambalajlar (torbalar), blister ambalajlar, kutu vb. uygulamaları mevcuttur.

Polikarbonat (PC)

Damacana gibi temizlenip yeniden kullanılan su ve süt şişeleri ambalajlanmasında çok yaygın olarak kullanılmaktadır. 

EVOH, PA, PVDC

Çok katlı esnek ve sert ambalajlarda bariyer özelliklerini artırmak için kullanılırlar.  Açılımları sırasıyla EVOH (etilen vinil alkol), PA (poliamid), PVDC (poliviniliden klorür)’dür.  

Ambalaj uygulamalarında kullanılan plastiklerin bariyer performansları (Oksijen geçirgenliği / Su geçirgenliği) Şekil 1’de özetlenmiştir.

Şekil 1

Şekil 1’de görüldüğü üzere, polimerlerin su ve oksijen geçirgenliği birbirinden farklıdır.  Genellikle bir ambalajda istenilen özellikleri sağlamak için farklı polimerler bir araya getirilerek kullanılmaktadır.  Örneğin plastik diş macunu ambalajı çok basit bir ambalaj gibi görünse de, birkaç polimer katmanından oluşan bir üründür.  Yapısında genellikle LDPE/Etilen vinil asetat/EVOH/Etilen vinil asetat/LDPE katmanları bulunur.  Bu yapıda etilen vinil asetat katmanların birbirine bağlanmasını sağlar.  

Polietilen katmanını daha kalın kullanarak istenen oksijen bariyeri elde edilebilir ancak bu şekilde daha çok malzeme kullanılacağından, ekonomik değildir.  En uygun maliyetli olanı farklı polimerlerin birlikte kullanılmasıdır.  Çünkü birkaç ince katman, çoğu zaman tek başına kalın bir katmandan daha iyi bariyer sağlar.  

Bazen de polimerler, diğer malzemelerle birlikte kullanılarak ambalajlama yapılır.  En bilinenlerinden birisi kahvaltıda çokça tükettiğimiz mısır gevreği, müsli, vb. ürünler gibi bir karton kutu içerisinde yer alan plastik bir torbanın içinde satışa çıkarılmış ürün ambalajlarıdır.  Fleksıbıl plastik sınıfına giren bu film, ürünü taze tutmak amaçlı üretilmiş çok katlı bir yapı da olabilir.

İlaçların ambalajlanmasında sıkça kullanılan blister ambalaj üretiminde de plastik ve alüminyum folyo birleştirilir.  

Aktif ambalajlama

Ambalaj artık sadece ürünün tüketiciye ulaşmasına kadarki sürede kullanılan bir araç olmaktan çıkmış; bazı özel uygulamalarda içerisinde bulunan ürünün kalitesini korumada ve yükseltmekte aktif rol oynayan bir ürün olarak görülmeye başlanmıştır.  Ambalajın içine oksijeni emmek amacıyla demir oksit ve nemi emmek amacıyla silis jeli içeren küçük torbacıklar koyma uygulaması buna çok güzel bir örnektir ve uzun zamandır yapılmaktadır.  Günümüzde plastik ambalaj malzemesinin içine oksitlenebilen katkı maddeleri konabilmekte ve polimerleştirme sırasında polimerin yapısına oksijeni emen monomerler eklenerek oksijen emme özelliği olan plastikler yapılabilmektedir.   Bazen ise plastik ambalajın içinde oluşan amonyak, etilen ve hidrojen sülfit gibi bileşikleri emilerek meyve ve sebzelerin tazeliği korunabilmektedir.

Plastiklerin işaretlenmesi

Tüm dünyada geri dönüşüm / geri kazanım faaliyetlerine yardımcı olması bakımından plastik ambalajların işaretlenmesi giderek önem kazanmaktadır.  Bu işaretler ilk olarak ABD’li plastik organizasyonu SPI – The Society of the Plastics Institute tarafından 1988 yılında ortaya konmuştur.  Bu sembollerin ambalajlar üzerinde işaretlenmesi, ABD’nin bazı eyaletlerinde zorunludur.  Avrupa Birliği (AB) Ambalaj ve Ambalaj Atıkları Direktifi’ne göre kullanılan malzemenin türü ambalaj üzerinde belirtilecekse benzer bir şekilde işaretleme yapılacaktır.  Avrupa Standartları Örgütünün (CEN) de ambalajların işaretlenmesi konusunda benzer tavsiyelerde bulunmaktadır.  Şekil 2’de gösterdiğimiz bu sembollerin kullanılması, plastik ambalajların geri dönüştürülmesi / geri kazanılması işlemi sırasındaki ayırma işlemini son derece kolaylaştırmaktadır. 

Şekil 2: Plastik ambalajların işaretlenmesinde önerilen semboller (CEN önerisi - AB Komisyonu Kararı - APME’nin görüşü)

Barrier polymers Polyamide, EVOH and PVDC

Polyamide

Polyamides (PA) or nylons are condensation polymers, linear, thermoplastic polyamides that contains amide group as a recurring part of the polymer chain.  In general they are clear, thermoformable, strong and tough over a broad range of temperatures.

They can be made from the condensation of diamines and dibasic acids or from the condensation of amino-acids which contain both amine and acid functional groups in a single molecule.  Nylons are identified by numbers corresponding to the number of carbon atoms in the monomers. Two numbers are needed in the case of the condensation of diamines and dibasic acids and only one number indicates how many C atoms are in the amino acid.  For example:

 

Number of C atoms in the diamine                6	Number of C atoms in the diacid 6	Name of the nylon Nylon 66
Number of C atoms in the amino acid 6		Name of the nylon Nylon 6

 

Polyamides (PAs) nylon 6 and nylon 66 are widely used as gas barrier materials in flexible packaging applications.  They are not often used as a gas barrier in rigid plastics packaging applications.  The gas permeability of nylon 6 and nylon 66 increases at high humidity.  They are also chemical resistant raw materials and suitable for solvent barrier applications.  Therefore, both nylon 6 and nylon 66 are used in multilayer HDPE bottles for agricultural chemicals and other solvent based chemicals. 

 

Polyamides have strong intermolecular forces.  These forces are combined with crystallinity to yield tough, high melting thermoplastic materials (For example, Nylon 66 has a melting point of 269°C).

Nylons can be processed using conventional extrusion process.  Films can be produced either the cast film or blown film processes.  During the film production, different degrees of crystallinity are obtained depending on the temperature and rate of quenching.  When the cooling rate is increased, a less crystalline nylon is obtained since the polymer was not given sufficient time to form crystals.  The decrease in crystallinity produces a more transparent and more thermoformable film.  Biaxial orientation of nylon films provides better crack resistance, mechanical and barrier properties.     

Blow molding is used to produce industrial containers, fuel tanks and oil reservoirs, as well as some other containers.  Thermoformed polyamides are also used for disposable pharmaceutical packs, and meat and cheese packaging.

 

Polyamides are used in coextrusion with other plastic materials.  Polyolefins are commonly used in the coextrusion processes to provide heat sealability and moisture barrier, and also to reduce cost.  Multilayer films containing nylon layer are used in vacuum-packing of processed meats.  Also, PVDC coating on PA is available for improved gas barrier properties.  PA is also used to extrusion coat paperboard to get heavy duty paperboard. 

 

 

EVOH

Ethylene vinyl alcohol (EVOH) is produced by a controlled hydrolysis of ethylene vinyl acetate copolymer.  The highly polar OH groups increase the intermolecular forces, while the ethylene groups maintain molecular mobility.  The polymer has randomly distributed ethylene and vinyl alcohol units.  The ratio of ethylene to vinyl alcohol determines the end product characteristics.  The lowest ethylene or the highest vinyl alcohol content can be used to get very high barrier properties whereas the highest ethylene content or the lowest vinyl alcohol leads to better flexibility.  Processors should decide the desired processing characteristics in order to decide on the ethylene/vinyl ratio that is suitable to their needs.

 

 

 

Structure of EVOH

 

EVOH is a moisture sensitive polymer.  The presence of water decreases the oxygen barrier properties of the material.  Therefore, EVOH is usually incorporated into packaging structures as a buried inner layer in a coextrusion surrounded by polyolefins or other good water vapor barrier polymers.  These structures contain an adhesive or tie layer between the EVOH and the polyolefin to provide adequate adhesion between EVOH and polyolefin. 

 

 

Properties of some EVOH copolymers

 

 

Property	EVOH 32 %, Ethylene	EVOH 44%, Ethylene
Density, g/cm3	1.19	1.14
Tensile Strength, MPa	88	68
Tm, °C	181	164
Tg, °C	70	55
Heat Seal Temperature, °C	179-238	177-238
Oxygen Permeability, cm3 µm2 day atm 0% RH 65% RH	0.004 0.013	0.24 0.045
WVTR, g µm/m2 day at 38°C 90% RH	2.5	2.8

 

Processing and applications of EVOH

Processing method	Sample application	Sample structure
Cast coextrusion	Processed meat, cheese	PET/EVOH/EVA
Blown extrusion	Red meat	LLDPE/EVOH/LLDPE
Lamination	Condiments	OPP/EVOH/LDPE
Coextrusion coating	Aseptic packaging	LDPE/paperboard/EVOH/Ionomer
Thermoforming	Yogurt	PP/EVOH/PP
Coextrusion blow molding	Ketchup	PET/EVOH/PET

 

PVDC

Polyvinylidene chloride (PVDC) is a transparent and almost colorless polymer.  PVDC can be obtained directly ethylene and chlorine or by the further chlorination of vinyl chloride with removal of hydrogen chloride by alkali treatment.  It is polymerized in suspension or emulsion processes.  The chemical formula CH₂=CCl₂, polymer repeating unit structure -[CH₂-CCl₂-]

Vinylidene chloride homopolymers and copolymers were first produced as Saran, a registered trademark of Dow Chemical.  Their low water vapor and gas permeability make them ideal for food packaging.  The polymers are based on vinylidene chloride (VCD) and comonomers such as vinyl chloride, methyl acrylate and vinyl nitrile. 

 

PVDC has a melting point around 400°C but it decomposes at 205°C, producing hydro chloric acid HCl in a manner similar to PVC.  Therefore, these conditions make PVDC homopolymer impossible to melt process.  By adding comonomers, the melting point is decreased to a range of 140-175°C, making melt processing feasible. 

Addition of comonomers also reduces crystallinity and the crystalline melting point, permitting processing at lower temperatures.  For example, vinyl chloride and methyl acrylate are used for extrudable resins, in amount from 6 – 28 %.  All commercially available PVDC resins are copolymers.           

 

The main applications of PVDC are in food packaging as barrier materials to moisture, gases, flavors and odors.  PVDC is also used in pharmaceutical and cosmetic packaging.  The structures containing 10 – 20 % of PVDC copolymer are used as shrinkable films.  PVDC is also used as a barrier material in thermoforming applications.    

 

 

 

 

 

Bariyer polimerleri Poliamid, EVOH ve PVDC

Poliamid

Poliamidler (PA) ya da naylonlar polimer zincirinin tekrarlanan bölümü olarak amid grubu içeren kondenzasyon yolu ile sentezlenmiş lineer, termoplastik polimerlerdir.  Bunlar genellikle berraktırlar ve ısıyla şekillendirilebilirler.  Güçlüdürler ve geniş bir sıcaklık aralığında sağlam kalırlar.

PA’lar diaminlerin ve dibazik asitlerin reaksiyona girmeleriyle, ya da tek bir molekülde hem amin hem de asit fonksiyonel gruplarını içeren aminoasitlerin reaksiyona girmesiyle elde edilebilirler.  Naylonlar monomerlerdeki karbon atomlarının sayısını ifade eden sayılarla isimlendirilirler.  Diaminlerin ve dibazik asitlerin bir araya gelmesiyle oluşanlar, iki ayrı rakamla ifade edilirken; sadece bir rakamla isimlendirilen naylonlar, üretimleri için kullanılan aminoasit kökünde kaç tane C atomu olduğunu gösterir.  Örneğin:

 

Daimindeki C atomu sayısı 6	Diasitteki C atomu sayısı 6	Naylonun adı Naylon 66
Aminoasitteki C atomu sayısı         6		Naylonun adı Naylon 6

 

Naylon 6 ve naylon 66 poliamidleri, esnek ambalaj imalatında, gaz bariyeri olarak sıkça kullanılırlar.  Sert plastik ambalaj uygulamalarında ise pek tercih edilmezler.  Naylon 6 ve naylon 66’nın gaz geçirgenliği nemli ortamlarda artar.  Bunlar aynı zamanda kimyasallara dirençli hammaddelerdir ve solvent geçirgenliğini engellemek için uygundurlar.  Bu nedenle, hem naylon 6 hem de naylon 66 zirai kimyasalların ve diğer solvent bazlı kimyasalların konduğu çok katmanlı HDPE şişelerde kullanılmaktadırlar.

 

Poliamidlerin molekülleri arasındaki kuvvetler güçlüdür. Bu kuvvetler kristal yapı ile birleşince ortaya erime noktası yüksek, katı termoplastik malzemeler çıkar (örneğin, Naylon 66’nın erime noktası 269°C’dir).

 

Naylonlar geleneksel ekstrüzyon prosesi ile işlenebilirler.  Filmler cast film ya da şişirme yöntemi ile üretilebilir.  Film üretimi sırasında, elde edilen kristallik derecesi soğutma sıcaklığına ve hızına bağlı olarak değişebilir.  Soğutma hızı artınca, daha az kristalli bir naylon elde edilir çünkü polimerin kristal oluşturacak zamanı olmaz.  Kristallikteki azalma ile daha şeffaf ve ısıyla daha kolay şekillendirilebilen bir film elde edilir.  Naylon filmlerin çift yönde gerdirilmesiyle yırtılmaya daha dirençli, iyi mekanik özellikler ve bariyer özellikleri elde edilir.    

 

Şişirme ile kalıplama yöntemi ile, endüstriyel konteynır, yakıt tankı ve petrol rezervuarı ve benzeri ambalajların imalatında kullanılmaktadırlar.  Isıyla şekillendirilen (termoform) poliamidler tek kullanımlık ilaç ambalajlarında ve et ve peynir gibi ürün ambalajlarında da kullanılırlar.

 

Poliamidler diğer plastik hammaddelerle koekstrüzyon prosesi ile birleştirilirler.  Poliolefinler koekstrüzyon süreçlerinde sızdırmazlık ve nemi engelleme özelliği sağlamaya ve maliyeti azaltmaya yarar. Naylon katman içeren çok katlı filmler işlenmiş etlerin vakumla ambalajlanmasında kullanılır. Ayrıca, PA üzerine PVDC kaplama yapılarak gazı engelleme özellikleri iyileştirilebilir. PA ile ayrıca karton üzerine ekstrüzyonla kaplama yapılarak ağır hizmet kartonu elde edilir. 

 

 

EVOH

Etilen vinil alkol (EVOH) etilen vinil asetat kopolimerinin kontrollü hidrolizi ile üretilir. Polar özelliği güçlü olan OH grupları, moleküllerin arasındaki kuvvetleri arttırırken; etilen grupları moleküler hareketliliği sağlar. Polimerde rasgele dağılmış etilen ve vinil alkol birimleri vardır.  Etilenin vinil alkole oranı son ürünün özelliklerini belirler.  En düşük etilen ya da en yüksek vinil alkol içeriği kullanılarak çok güçlü bariyer özellikleri elde edilebilinir, öte yandan en yüksek etilen içeriği ya da en düşük vinil alkol içeriği esnekliği arttırır. Üreticiler kendi ihtiyaçlarına uygun etilen/vinil oranını bulmak için istenen işlenme özelliklerine karar vermelidir.

 

EVOH’un yapısı

 

EVOH neme duyarlı bir polimerdir. Suyun varlığı malzemenin oksijeni engelleme gücünü zayıflatır. Bu nedenle, EVOH ambalaj yapılarında genellikle poliolefinlerle veya su buharını engelleyen diğer polimerlerle çevrelenmiş koekstrüzyon içinde kalmış, bir iç katman olarak ambalaja dahil edilir.  Bu yapılarda EVOH ile poliolefin arasında bulunan yapışkan katman ya da bağ katmanı EVOH ile poliolefinin birbirine yeterince yapışmasını sağlar. 

 

Bazı EVOH kopolimerlerinin özellikleri:

 

Özellik	EVOH %32, Etilen	EVOH %44, Etilen
Yoğunluk, g/cm3	1.19	1.14
Gerilme Direnci, MPa	88	68
Tm, °C	181	164
Tg, °C	70	55
Isıl Yapışma Sıcaklığı, °C	179-238	177-238
Oksijen Geçirgenliği, cm3 µm2 gün atm % 0  bağıl nem % 65 bağıl nem	0.004 0.013	0.24 0.045
Su buharı geçirme oranı, 38°C % 90 bağıl nemde, g µm/m2 gün	2.5	2.8

 

Proses ve ürün uygulamaları:

Proses	Örnek uygulama	Örnek yapı
Cast koekstrüzyon	İşlenmiş et, peynir	PET/EVOH/EVA
Şişirmeli koekstrüzyon	Kırmızı et	LLDPE/EVOH/LLDPE
Laminasyon	Soslar	OPP/EVOH/LDPE
Koekstrüzyonla kaplama	Aseptik ambalaj	LDPE/karton/EVOH/Ionomer
Isıyla şekillendirme (termoform)	Yoğurt	PP/EVOH/PP
Koekstrüzyonlu şişirmeli kalıplama	Ketçap	PET/EVOH/PET

 

PVDC

Poliviniliden klorür (PVDC) şeffaf ve neredeyse renksiz bir polimerdir. PVDC doğrudan etilenden veya klordan elde edilebilir ya da alkali işlemiyle hidrojen klorür giderilerek vinil klorürün tekrar klorlanmasıyla elde edilebilir.  Süspansiyon veya emülsiyon prosesleri ile polimerleşebilir.  Kimyasal formül CH₂=CCl₂ dir ve polimerin tekrarlayan birimi  ise -[CH₂-CCl₂-] dir.

 

Viniliden klorür homopolimerler ve kopolimerler ilk kez Dow Chemical firmasının tescilli markası Saran olarak üretilmiştir.  Su buharını ve gazı fazla geçirmedikleri için gıda ambalaj uygulamalarında idealdirler.  Kopolimerler ise viniliden klorür (VCD) ve vinil klorür, metil akrilat ve vinil nitrat gibi komonomerlerden oluşmaktadırlar. 

 

PVDC’nin erime noktası 400°C civarıdır ama 205°C’de ayrışarak PVC’ye benzer biçimde hidroklorik asit (HCl) açığa çıkarır.  Bu nedenle, bu koşullarda PVDC homopolimerini erime sürecinde kullanmak imkansızdır. Komonomerler eklenerek erime noktası 140 – 175°C aralığına düşürüldükten sonra erime süreci mümkün olur. 

 

Komonomerlerin eklenmesi kristalliği azalttığı ve kristalin erime noktasını düşürdüğü için düşük sıcaklıklarda işlem yapmak mümkün olur. Örneğin, vinil klorür ve metil akrilat kalıptan geçirilebilinen reçinelerde % 6 ile 28 oranında kullanılır. Piyasada bulunan bütün PVDC hammaddeleri kopolimerlerdir.         

  

Nemi, gazları, tatları ve kokuları engelleyen bir malzeme olarak PVDC’nin başlıca uygulamaları gıda ambalajlarıdır.  PVDC ayrıca ilaç ve kozmetik ambalajlarında da kullanılır.  % 10 – 20 oranında PVDC kopolimer içeren yapılar büzülebilen film uygulamalarında kullanılırken; ısıyla şekillendirme – termoform uygulamalarında bariyer malzemesi olarak da kullanılmaktadırlar.