افزودنی های جدید و بهبود خواص فیلم های پلاستیکی

 امروزه استفاده از افزودنی های به اصطلاح سبز (پایه زیستی)، به منظور حفظ محیط زیست و به حداقل رسانیدن صدمه به محصولات خوراکی داخل بسته بندی اهمیت ویژه ای یافته است. از سوی دیگر هرروزه تعداد تائیدیه های بهداشتی و زیستی و قوانین مصوب در این زمینه رو به گسترش است. در این نوشتار به بررسی انواع افزودنی های ضد مه گونی، لغزش و ضد خشک چسبی، در ساخت فیلم های پلاستیکی و بسته بندی مواد غذایی می پردازیم. عوامل ضد مه گونی استفاده از این عوامل در تولید فیلم های مصرفی در صنایع غذایی، باعث افزایش کارآیی این محصولات و از سوی دیگر انطباق کیفیت آنها با استانداردهای سلامتی، زیستی و بهداشتی می شود. PGE 8100، یک پلی گلیسرول استر تولید شده توسط شرکت Palsgaard بوده که از اسیدهای چرب دانه های گل آفتاب گردان تولید می شود. این افزودنی سریعا به روی سطح فیلم مهاجرت کرده و طی فرایند تولید دمشی، در فیلم خاصیت ضد مه گونی ایجاد می نماید. توضیح آنکه این عوامل مانع از تراکم قطرات آب و به اصطلاح عرق کردن بر روی سطوح فیلم های پلاستیکی شده و حالت قطره گونه و مه گونه بر روی سطوح فیلم ها ایجاد نمی شود که مسئله ای مهم در زمینه ی تولید پوشش های خوراکی به شمار می آید. بررسی خاصیت ضد مه گونی در فیلم های تولیدی توسط این افزودنی با استفاده از آزمون مه سرد (cold fog) در دمای 23°c و رطوبت نسبی 50% مورد بررسی قرار می گیرد. طی این آزمون مشخص گردید که فیلم های تولیدی با استفاده از این افزودنی تا 18 ماه خاصیت ضد مه گونی خود را حفظ می کنند. از سوی دیگر این افزودنی خاصیت ضد الکتریسته ساکن را در فیلم تولیدی ایجاد می کند که به این ترتیب احتمال چسبیدن انواع گردوغبار به فیلم حداقل شده و از لحاظ بهداشتی این دسته از فیلم ها برای مصرف در صنایع بسته بندی مواد غذایی مناسب به نظر می رسند. افزودنی دیگر تولید شده توسط این شرکت DMG 8101 بوده که با سرعت کمتری نسبت به افزودنی پیشین به سطح فیلم مهاجرت می کند. استفاده از PGE 8100 در تولید انواع پوشش ها و بسته بندی های خوراکی با طول عمر و مصرف بیش از 18 ماه توصیه می شود این در حالی است که DMG 8101 برای پوشش هایی با طول عمر کمتر از 6 ماه توصیه شده است. برای تولید فیلم LDPE با ضخامت 50 میکرون به روش دمشی، استفاده از 0/5% از افزودنی های مذکور پیشنهاد می شود. شرکت Tosaf به تازگی مستربچ هایی با خاصیت ضد مه¬گونی تولید کرده که قابل استفاده در انواع پلی الفین ها هم چون LLDPE، PP، پلی بوتادی ان و پلی اتیلن متالوسنی است. AF 4953 تولیدی توسط این شرکت در تولید فیلم های LLDPE متالوسنی چند لایه با خاصیت سدگری استفاده می شود. این دسته از فیلم ها نیز بیشتر در صنایع بسته بندی مواد غذایی کاربرد دارند. افزودنی Atmer TM 7373 تولیدی توسط شرکت Croda برای تولید فیلم های پلی پروپیلنی مناسب بوده و در هر دو هوای گرم و سرد خاصیت ضد مه گونی مناسبی را ایجاد می کند. به گزارش Polyone مهم ترین مسائلی که صنعت بسته بندی و پوشش مواد غذایی را با شکست رو به رو می کند، به قرار زیر است: دشواری در باز کردن انواع بسته بندی و پوشش های خوراکی، مات و کدر بودن بسته بندی و عدم رویت مواد غذایی داخل آن و هم چنین تاریخ انقضاء و...، ایجاد قطرات بخار آب روی فیلم و پوشش بسته بندی و عدم زیبایی پوشش مواد غذایی و خراب شدن سریعتر مواد غذایی داخل بسته بندی. دشواری در رویت نوشته ها و یا محصول داخل بسته بندی تا 66/6% و دشواری در باز کردن محصول تا 66/4% نارضایتی از سوی مشتریان را به همراه داشته است. زمانی که خریدار با هر یک از این مشکلات مواجه می شود معمولا شکایتی ابراز نکرده و به سادگی از خرید مجدد محصول خودداری می کند و همین امر اهمیت فیلم های بسته بندی مواد غذایی را نشان می دهد. همکاری دو شرکت Borealis (تولیدکننده ی انواع پلی اولفین ها) و Polyone (تولیدکننده ی انواع افزودنی ها)، تولید محصولی مناسب برای انواع پوشش های مواد غذایی را به همراه داشته است. محصولی مناسب برای باز کردن و هم چنین شفاف برای انواع بسته بندی های مواد غذایی! تولید انواع بسته بندی های میوه با خاصیت ضد مه گونی عوامل ضد خشک چسبی فیلم چسبندگی بین لایه های فیلم پدیده ای متداول بوده که حین تولید رخ می دهد. استفاده از انواع مواد معدنی هم چون تالک و سیلیکا به عنوان افزودنی و به منظور کاهش چسبندگی بین لایه های متفاوت فیلم رایج است. به عنوان مثال برای تولید فیلم های پلی اتیلنی، میزان استفاده از این افزودنی ها در حدود 500-10000 ppm گزارش می شود. حین استفاده از این مواد معدنی سختی و میزان سایش ایجاد شده، مهم تلقی می شود چراکه در صورت بالا بودن میزان سایش، تجهیزات تولید فیلم (تجهیزات رانشگر) آسیب دیده و سائیده می شوند این درحالی است که از میان تمام مواد معدنی، تالک نرم ترین افزودنی بوده که حداقل میزان سایش را نیز داراست. استفاده از تالک به عنوان عامل ضد خشک چسبی بین لایه¬های فیلم نسبت به سیلیکا ارجحیت دارد چه آنکه علاوه بر مزیت بالا، فیلم های تولیدی با تالک شفافیت و استحکام کششی بیشتری دارند. این خواص در فیلم هایی که حاوی آمیزه هایی از مواد معدنی (مثلا تالک و ماده ی معدنی دیگری) هستند، دیده نمی شود. از جمله مواد معدنی پرمصرف با خاصیت ضد خشک چسبی در صنعت تولید فیلم: سینیت نفلین با فرمول Alsio4 (سنگی حاوی فلدسپار و سیلیکات) (NS)، diatomaceous earth (DE) (سنگی حاوی جداره¬ی سیلیسی که حاوی 80-90% سیلیکا است) و... شرکت Trinity Resources به تازگی افزودنی با عنوان Altiblock و با خاصیت ضدخشک چسبی تولید کرده که این افزودنی پیروفیلیت (آلومینیم سیلیکات آبدار و با فرمولAl2Si4O10 ) است. کارایی این افزودنی نسبت به DE بهتر بوده اما هم چنان نسبت به تالک کارایی ضعیف تری دارد. از سوی دیگر میزان سختی و سایش ایجاد شده توسط این افزودنی اندکی بیشتر از تالک بوده اما بسیار کمتر از DE و NS گزارش شده است. بنابراین حین استفاده از این افزودنی نگرانی از سایش تجهیزات فرآیندی وجود نخواهد داشت. این افزودنی در ابعاد 2، 4، 6 و 9 میکرون تولید می شود. عوامل ضد لغزش به طور کلی افزودنی هایی با خاصیت لیزانندگی و یا لغزش، فرآیندپذیری محصول را ارتقاء می بخشند اما این در حالی است که در معرض حرارت و یا پرتو فرابنفش ساختار این افزودنی ها تغییر کرده و روی کارایی و عملکرد نهایی محصول تاثیر می گذارد. از سوی دیگر این تغییر ساختار ناشی از قرارگیری در معرض نور و یا حرارت می تواند روی رایحه، طعم و مزه ی ماده ی غذایی داخل بسته بندی نیز اثر گذارد. شرکت erodaمدعی است افزودنی تولید کرده که علاوه بر ایجاد خاصیت لیزانندگی حین فرآیند و بهبود فرآیندپذیری، در برابر حرارت، پرتو فرابنفش و اکسایش مقاوم بوده و به همین دلیل برای استفاده در تولید انواع پوشش و بسته بندی مواد غذایی مناسب است. افزودنی هایی برای بهبود فرآیندپذیری بسپارها دراین زمینه افزودنی های متنوعی استفاده می شود که از متداول ترین آنها می توان به بسپارهای فلورینه اشاره کرد. استفاده از این افزودنی ها مطابق با قوانین و تائیدیه های بهداشتی و غذایی است و بنابراین برای کاربرد در زمینه ی پوشش های خوراکی مناسب خواهند بود. محدوده ی استفاده از این افزودنی ها 200-1000ppm است. از جمله افزودنی های دیگر در این زمینه، انواع مواد آلی و معدنی با وزن مولکولی کم هم¬چون پلی اتیلن گلیکول، کلسیم کربنات و سیلیکا است. شرکت 3M یکی از بزرگ ترین تولیدکنندگان بسپارهای فلورینه است. محصول جدید این شرکت Dyneon بوده که استفاده از آن ویژگی های زیر را به همراه خواهد داشت: کاهش پدیده ی شکست مذاب در محصول به واسطه ی افزایش پروفیل سرعت که پیرو آن امکان وقوع پدیده ی ژل شدن کاهش یافته و فرآیندپذیری بهبود می یابد. از سوی دیگر سطح محصول تولیدی صاف و صیقلی شده که این مورد در تولید فیلم های مصرفی در صنایع غذایی مهم است. یکی از چالش های پیش رو برای تولید فیلم های 3 لایه، ایجاد پدیده ی شکست مذاب حین تولید و ناپایداری های ایجاد شده بر روی سطح محصول است که با استفاده از Dyneon می توان براین چالش غلبه کرد. استفاده از افزودنی مذکور در تولید فیلم های چند لایه، تنها در لایه ی بیرونی اهمیت دارد و باعث کنترل و کاهش پدیده ی شکست مذاب می شود. بنابراین نیازی نیست که حین تولید هر سه لایه از این افزودنی استفاده شود. اهمیت استفاده از Dyneon در لایه بیرونی فیلم های چندلایه Arkena نیز افزودنی های جدیدی برای بهبود فرآیندپذیری انواع پلاستیک های گرمانرم و هم چنین لاستیک ها به بازار معرفی کرده است. هنگام استفاده از این افزودنی ها در صنعت لاستیک، برای جلوگیری از ایجاد پدیده ی کلوخه شدن استفاده از عوامل جداکننده ی معدنی هم چون تالک توصیه می شود. توضیح آنکه عوامل جداکننده بیشتر در زمینه ی تولید لاستیک کاربرد داشته و باعث توزیع و پخش یکنواخت تر افزودنی ها می گردند و با کاهش ضریب اصطکاک، باعث افزایش کارایی و کیفیت محصول نهایی می شوند. شرکت Dupont نیز افزودنی تحت عنوان Z 100 را برای بهبود فرآیندپذیری به بازار معرفی کرده است. در ساخت این افزودنی از پلی اتیلن گلیکول به عنوان عامل سطحی برای کنترل اندازه ی ذرات افزودنی و نحوه ی قرارگیری آنها داخل آمیزه استفاده شده است. مرجع Compounding world, Film 

منبع:ایران پلیمر