hrvatski

Istraživanje onečišćenja u recikliranom poli(etilen-tereftalatu)

U ovom radu provedeno je istraživanje onečišćenja recikliranog poli(etilen-tereftalata) (PET). Tijekom recikliranja PET-a (koje se odvija na povišenim temperaturama) zaostalo onečišćenje može inicirati nove kemijske reakcije koje mogu narušiti stabilnost PET ambalaže, ali i nastajanje niskomolekularnih spojeva od koji neki mogu biti štetni. Tako nastali, štetni nisko molekularni spojevi mogu migrirati u hranu (pića) čime se dovodi u pitanje sigurnost i kvaliteta zapakirane hrane. Uzorci PET boca (reciklirani i ne reciklirani) pripremljeni su ekstrudiranjem, budući da proces ekstruzije obuhvaća toplinski postupak oblikovanja plastike. Uvjeti ekstrudiranja odabrani su prema uvjetima tehnološkog postupka recikliranja u praksi, što zahtijeva točno definiranje vremena, temperature sušenja, rekristalizacije kao i definiranje temperaturnog profila ekstrudera. Pripremljeni su uzorci: PET boca iz čistog PET-a, reciklirane boce pripremljene su s 30 mas. % udjelom reciklata (70% čistog PET-a + 30% otpadnog PET-a) te su ponovno reciklirane. Uzorci su označeni kao PET, PET 30 i PET 30-30 . Kako bi se ispitala kontaminacija upakirane hrane ovi uzorci podvrgnuti su različitim uvjetima primjene u modelnim otopinama hrane (3 vol.% octena kiselina, 10 vol.% etilni alkohol, 95 vol.% etilni alkohol) i dodatno su toplinski i UV tretirani. Uvjeti primjene uključivali su tretiranje uzoraka s različitim vrstama modelnih otopina hrane (kisela, masna, alkoholna) pri širokom rasponu temperatura od -20, 5, 20, 40, 70°C tijekom 10 dana. Nakon navedenih tretiranja uzoraka PET boca određene su globalne i specifične migracije kako bi se ocijenila zdravstvena ispravnost. Na uzorcima PET boca: PET, PET 30 i PET 30-30 , a nakon simulacije primjene, proveden je postupak recikliranja. Pripremljene su PET pahulje koje su onečišćenje surogat koktelom (toluen, d-limonen, trikloretan, fenilcikloheksan, benzofenon, klorbenzen) koji je simulirao dodatnu kontaminaciju PET boca tijekom njihove ponovne primjene (reuse), a prije recikliranja. Mljevenjem su pripremljene PET pahulje, i to dvije skupine uzoraka ; čistih PET boca (prije uporabe) i miješanih PET boca (nakon uvjeta primjene) koje predstavljaju MIX iskorištenih boca iz uzoraka PET 30 i PET 30-30 . Nakon postupka onečišćenja uzorci su ponovno reciklirali ekstrudiranjem u taljevini pri čemu je istraživana razina zaostalog onečišćenja po pojedinim fazama recikliranja. Na ovaj način dobiveni su uzorci: PET (čiste PET pahulje), PET-K (onečišćene PET pahulje), PET RM (reciklirani PET), PET MIX (čiste PET pahulje nakon simulacije primjene), PET MIX K (onečišćene PET pahulje), PET MIX RM (reciklirani PET). Razina onečišćenja u čistom, onečišćenom i recikliranom PET-u, određena je iz globalnih i specifičnih migracija, različito tretiranih uzorka s modelnim otopinama hrane. Karakterizacija ekstrahiranih kontaminanata (specifičnih migracija) provedena je plinskom kromatografijom s masenom spektrometrijom (GC/MS). S obzirom da analiza plinovitih produkta toplinske razgradnje ukazuje na kemijski sastav i strukturu prisutnih tvari, uzorci su bili dodatno karakterizirani toplinskim metodama kao što su: pirolitičko-plinska kromatografija s masenom spektrometrijom (PY-GC/MS) i analiza oslobođenih plinova s masenom spektrometrijom (EGA-MS) sa i bez prisutnosti derivatizacijskog reagensa TMAH-a. Postojanost polimera PET-a nakon postupka kontaminacije surogat koktelom i nakon postupka recikliranja karakterizirana je PY-GC/MS, termogravimetrijskom analizom (TGA) i diferencijalno pretražnom kalorimetrijom (DSC). Rezultati istraživanja pokazali su da se u pogledu ispitivanja globalne migracije jasno mogu uočiti razlike u vrijednostima s obzirom na vrstu uzorka PET boca. UV tretiranje uzoraka imalo je značajan utjecaj na strukturu molekula polimera posebice onog recikliranog. Zatim, test onečišćenja pokazao je da tijekom postupka mehaničkog recikliranja dolazi do znatnog smanjenja koncentracija svih onečišćivača. Nakon procesa mehaničkog recikliranja određene su niske koncentracije fenilcikloheksan i benzofenon kontaminanata što ukazuje da je došlo do pojačane sorpcije u strukturi PET-a. Tako su uzorci: PET MIX i PET MIX RM nakon provedenog procesa mehaničkog recikliranja sadržavali više vrijednosti globalnih migracija od maksimalno dopuštene vrijednosti. Nadalje, nepovoljan utjecaj na sastav krajnjeg proizvoda (PET boca) vidljiv je iz nastajanja većeg broja sporednih reakcija uslijed dodatne razgradnje. Dodatne reakcije uključuju nastanak ionskih spojeva male molekulske mase kao što su to, na primjer linearni ugljikovodici, ali i stvaranje ostalih spojeva kao što su policiklički aromatski ugljikovodici (PAH). Isto tako u uzorcima PET MIX K i PET MIX RM određeni su degradacijski produkti koji potječu iz reakcija umreženja, a koji su jasan indikator da se radi o recikliranom materijalu.

poli(etilen-tereftalat) ; mehaničko recikliranje ; recikliranje ; ambalaža za hranu ; zdravstvena ispravnost ambalaže ; toplinska razgradnja ; pirolitičko-plinska kromatografija/masena spektrometrija.

nije evidentirano