إن صناعة البوليستر في بلدي تتطور بسرعة، ومن بينها مادة البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) التي تستخدم على نطاق واسع لإنتاج منتجات مثل التهجئة والألياف والأفلام. يستخدم فيلم PET على نطاق واسع في مجال تغليف المواد الغذائية بسبب خصائصه الفيزيائية والكيميائية الممتازة.
ومع ذلك، فإن بعض مونومراتها ومحفزاتها وغيرها من الإضافات، بما في ذلك المنتجات الثانوية، هي مواد شديدة السمية، وهناك خطر الهجرة.
ومع تقدم تكنولوجيا البتروكيماويات، تطورت صناعة البوليستر في بلدي بسرعة وأصبحت الآن أكبر قاعدة لإنتاج منتجات البوليستر في العالم.
من بينها، يستخدم البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) على نطاق واسع في إنتاج الزجاجات والألياف والأفلام بسبب صلابته الممتازة ومقاومته للحرارة والعزل الكهربائي والمقاومة الكيميائية. تُستخدم أفلام PET على نطاق واسع في الأجهزة الإلكترونية وتغليف المواد الغذائية والمواد الحساسة للضوء.
تشتمل طرق تصنيع PET شائعة الاستخدام على طريقة الأسترة المباشرة لحمض تيريفثاليك (PTA) وجليكول الإيثيلين (EG) (طريقة PTA) وطريقة الأسترة التبادلية لثنائي ميثيل تيريفثاليت (DMT) وجلايكول الإثيلين (DMT). قانون).
أثناء تفاعل التكثيف المتعدد لـ PET، تكون هناك حاجة إلى إضافات أو مواد مساعدة مثل المحفزات (مثل ثالث أكسيد الأنتيمون) والمثبتات. وفي الوقت نفسه، أثناء تفاعل الأسترة، يتم إنتاج منتجات ثانوية (مثل ثنائي إيثيلين جلايكول، الأسيتالديهيد وبعض الأوليجومرات)) وبعض هذه المواد تكون سامة إلى حد ما وسوف تهاجر إلى المحتويات من خلال العبوة. المواد أثناء ملامستها للأغذية، مما يتسبب في تلوث محتوياتها ويؤثر بشكل أكبر على صحة المستهلكين.
قامت البلدان في جميع أنحاء العالم (الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة والصين واليابان وغيرها) بصياغة لوائح مقابلة بشأن متطلبات النظافة والسلامة الخاصة بالـ PET لمواد تغليف المواد الغذائية، كما نصت على حدود قصوى للانتقال ومتطلبات الاستخدام للمواد التي تنطوي على مخاطر الهجرة .
عملية تصنيع PET والمواد الخام المستخدمة
المحفزات هي في الأساس مركبات معدنية، مثل محفزات الأنتيمون، ومحفزات الجرمانيوم، ومحفزات التيتانيوم. من بينها، تعد المحفزات المعتمدة على الأنتيمون هي الأكثر استخدامًا على نطاق واسع نظرًا لنشاطها العالي، وتفاعلاتها الجانبية القليلة، وانخفاض الترويج لتفاعل التحلل الحراري للبوليستر، والسعر المنخفض، والمنتجات عالية الجودة.
يتم تصنيع PET غالبًا بالطريقتين التاليتين: الأسترة المباشرة لحمض تيريفثاليك (PTA) وجلايكول الإثيلين (EG) (طريقة PTA) واسترة ثنائي ميثيل تيريفثاليت (DMT) وجلايكول الإثيلين. القانون (قانون DMT).
تستخدم طريقة الأسترة المباشرة PTA وEG للأسترة مباشرة إلى أوليجومر من حمض تيريفثاليك وإيثيلين جلايكول (ثنائي هيدروكسي إيثيل تيريفثاليت BHET)، ثم إجراء تفاعل تكثيف متعدد.
بالمقارنة مع طريقة الأسترة التبادلية، تتميز طريقة الأسترة المباشرة بمزايا العملية القصيرة والاستهلاك المنخفض والإنتاج الأكثر أمانًا. أصبحت الأسترة المباشرة هي عملية الإنتاج الرئيسية والطريق الفني المفضل للبوليستر منذ الثمانينات.
تتمثل قاعدة عملية الأسترة التبادلية في تحويل تيريفثاليت أولاً إلى ثنائي ميثيل تيريفثاليت، ومن ثم تحسينه لتصنيع البوليستر من خلال تفاعل الأسترة التبادلية.
المواد الخام الرئيسية لتصنيع PET هي: حمض تيريفثاليك (TPA)، ثنائي ميثيل تيريفثاليت (DMT)، وجلايكول الإثيلين (EG).
تشتمل محفزات الأنتيمون شائعة الاستخدام على جلايكول إيثيلين الأنتيمون وخلات الأنتيمون وثالث أكسيد الأنتيمون. ومع ذلك، فإن سمية مركبات الأنتيمون يمكن أن يكون لها آثار ضارة على صحة الإنسان والبيئة. في السنوات الأخيرة، طرحت البلدان في جميع أنحاء العالم بعض المتطلبات الجديدة لاستخدام الأنتيمون. على سبيل المثال، يشترط الاتحاد الأوروبي أن تكون كمية الأنتيمون المنقولة إلى الغذاء لكل كيلوغرام من العبوة أقل من 0.01mg/kg. .
مقدمة إلى سمية المواد الخام PET
المواد الخام المشاركة في تصنيع PET، وحمض تيريفثاليك، وجلايكول الإيثيلين، ومحفزات الأنتيمون، جميعها لها تأثيرات معينة على صحة الإنسان. يتم عرض المخاطر المحددة أدناه.
1. حمض التريفثاليك
وهو مسحوق بلوري أبيض اللون في درجة حرارة الغرفة، وغير سام وقابل للاشتعال. مهيجة للعيون والأغشية المخاطية والجهاز التنفسي العلوي.
2. جلايكول الإثيلين
وهي مادة منخفضة السمية. إذا استنشقت بخار الإيثيلين جليكول الذي تم تطايره بالتسخين أو شربت الإيثيلين جليكول عن طريق الخطأ، فقد يؤدي ذلك إلى التسمم الحاد. إذا كنت تستنشق بخار جلايكول الإيثيلين لفترة طويلة، فقد يؤدي ذلك إلى التسمم المزمن. LD50 للفئران هو 5.5 ~ 8.54 مل / كجم، و LD50 للإعطاء عن طريق الفم للإنسان هو 80 ~ 100 جرام. يصل تركيز جلايكول الإيثيلين في الدم إلى 2.4 جم/لتر، مما قد يسبب فشل كلوي حاد. تشمل أعراض التسمم بالاستنشاق الارتباك والرأرأة والبروتين وبلورات أكسالات الكالسيوم وخلايا الدم الحمراء في البول.
3. محفزات الأنتيمون
محفزات الأنتيمون هي المحفزات الأكثر استخدامًا في إنتاج البوليستر، بما في ذلك بشكل رئيسي ثالث أكسيد الأنتيمون، وخلات الأنتيمون، وجلايكول إيثيلين الأنتيمون، وما إلى ذلك، وكلها مساحيق بلورية بيضاء. سوف تتحلل خلات الأنتيمون وجليكول الأنتيمون إلى أبخرة حمض الأسيتيك وأكسيد الأنتيمون عند تسخينها. أبخرة أكسيد الأنتيمون شديدة السمية ويمكن أن تسبب اضطرابات الجهاز الهضمي والقيء والإسهال والأمراض العصبية.
عملية إنتاج فيلم BOPET
هناك ثلاث طرق معالجة رئيسية لفيلم PET: طريقة الصب (APET)، وطريقة النفخ وطريقة التمدد ثنائي المحور المسطح (BOPET). ولكل طريقة من الطرق الثلاثة مميزاتها وعيوبها، كما تختلف خصائص الأفلام المنتجة. من بينها، فيلم البوليستر المسطح ثنائي المحور (BOPET) يتمتع بأفضل جودة وهو الأكثر استخدامًا.
تشمل معدات إنتاج BOPET شركة DMT الفرنسية، وشركة Bruckner الألمانية، وشركة Dornier الألمانية، وشركة Mitsubishi Heavy Industries اليابانية، وغيرها.
مقدمة عن اللوائح المتعلقة باشتراطات النظافة والسلامة الخاصة بالـPET المستخدم في ملامسة الغذاء
تستخدم أفلام PET على نطاق واسع في مجال تغليف المواد الغذائية نظرًا لخصائصها الفيزيائية والكيميائية الممتازة، مثل القوة العالية والشفافية الجيدة وعدم السمية وخصائص الحاجز الجيدة وخصائص العزل الكهربائي الممتازة. ومع ذلك، فإن بعض مونومراتها ومحفزاتها وغيرها من الإضافات، بما في ذلك المنتجات الثانوية، هي مواد شديدة السمية، وهناك خطر الهجرة. قامت البلدان في جميع أنحاء العالم بصياغة معايير مقابلة لمتطلبات النظافة الخاصة بالبولي إيثيلين تيرفثالات عند ملامستها للأغذية.
1. الاتحاد الأوروبي رقم 10/2011 بشأن المواد والمنتجات البلاستيكية المتوقع أن تتلامس مع الأغذية
تتطلب هذه اللائحة كميات خاصة من المونومرات والمواد المضافة في PET، بما في ذلك منتجاتها الثانوية. الهجرة الخاصة للمونومرات والمواد المضافة والمنتجات الثانوية في PET مقيدة في (الاتحاد الأوروبي) رقم 10/2011.
من بينها، يعتبر الأنتيمون معدنًا شديد السمية (السمية الحادة: الجرعة المميتة المتوسطة للفئران داخل الصفاق: 100 ملجم/كجم؛ الجرعة المميتة المتوسطة للفئران داخل الصفاق: 80 مل/كجم). تعتمد سمية الأنتيمون على تركيبه الكيميائي وحالة الأكسدة. الأنتيمون ثلاثي التكافؤ أفضل من الأنتيمون خماسي التكافؤ. أكثر سمية.
يستخدم اختبار الهجرة الخاص للأنتيمون في لوائح الاتحاد الأوروبي المحاليل المحاكاة التالية: 3% حمض أسيتيك (B)، 20% إيثانول (C)، زيت الزيتون (D2).
بالنسبة للأغذية المحبة للماء والتي يمكنها استخلاص مواد محبة للماء، استخدم المحاكيات الغذائية A وB وC؛ بالنسبة للأطعمة التي تحتوي على درجة حموضة أقل من 4.5، استخدم مادة المحاكاة B؛ بالنسبة للأطعمة التي تحتوي على الكحول والتي لا يزيد محتوى الكحول فيها عن 20% وتلك التي تحتوي على أطعمة معينة تحتوي على كمية كبيرة من المكونات العضوية وأكثر محبة للماء، استخدم مادة المحاكاة C؛ الأطعمة التي تحتوي على دهون خالية على السطح تستخدم مادة D2 المشابهة. حدد شروط الاستخدام الأكثر قسوة لوقت الاتصال ودرجة الحرارة بين العينة والمحاكاة.
يمكن تحليل كمية الهجرة الخاصة من الأنتيمون بواسطة ICP-MS وHG-AFS وHPLC-ICP-MS.
2.FDA177.1630PET الراتنج
تحدد هذه المواصفة القياسية متطلبات بوليمرات إيثيلين جلايكول فثالات لاستخدامها بشكل آمن كمواد بلاستيكية ملامسة للأغذية (أغشية ومنتجات متنوعة) أو تركيبات بلاستيكية.
مؤشر الجودة: اختبار محتوى مستخلصات PET القابلة للذوبان في الكلوروفورم. حلول المحاكاة شائعة الاستخدام هي الماء المقطر والهبتان n والإيثانول بنسبة 8٪؛ شروط الاختبار هي 49 درجة × 24 ساعة؛ يجب ألا تزيد مستخلصات الكلوروفورم القابلة للذوبان التي تم الحصول عليها عن 0.05mg/in2.
3.GB9685-2008 المعايير الصحية لاستخدام المواد المضافة لحاويات المواد الغذائية ومواد التعبئة والتغليف ومسودتها للتعليقات
لدى GB9685-2008 متطلبات محددة لكمية الترحيل الخاصة للمونومرات والمواد المضافة في PET، بما في ذلك منتجاتها الثانوية. لدى GB9685-2008 أيضًا متطلبات حدود محددة للهجرة الخاصة للمونومرات والمواد المضافة والمنتجات الثانوية في PET، ومن بينها كمية الأنتيمون. المتطلبات هي الأكثر صرامة.
أضافت مسودة GB9685 التي تم إصدارها للتعليقات في عام 2015 338 نوعًا إضافيًا جديدًا مقارنة بإصدار 2008 وعدلت هيكل الملحق الإضافي. يتم تصنيف وشرح قائمة المواد المضافة ومتطلبات استخدامها حسب نطاق الاستخدام.
إن متطلبات حدود الترحيل الخاصة للمونومرات والمواد المضافة والمنتجات الثانوية في PET هي نفس تلك المذكورة في الجدول أعلاه. وفي الوقت نفسه، يتم زيادة الحد الإجمالي المحدد للانتقال SML(T) للمنتج الثانوي للأسيتالديهيد إلى 6 مجم/كجم (محسوبًا على أنه أسيتالديهيد).
4.GB13113-1991 المعايير الصحية لمنتجات PET المستخدمة في حاويات المواد الغذائية ومواد التعبئة والتغليف
تنطبق هذه المواصفة القياسية على الحاويات والأفلام والمواد المركبة المصنوعة من راتنج البولي إيثيلين تيريفثاليت لتغليف المواد الغذائية.
5.GBXXXX-XXXX المواد والمنتجات البلاستيكية الملامسة للأغذية (مسودة للتعليقات)
تعد المسودة الاستشارية للمواد والمنتجات البلاستيكية الملامسة للأغذية والتي تم إصدارها في عام 2015 بمثابة معيار لجميع المواد والمنتجات البلاستيكية الملامسة للأغذية، بما في ذلك PET. ستحل هذه اللائحة محل منتجات GB{1}} PET الخاصة بحاويات المواد الغذائية ومواد التعبئة والتغليف. المعايير الصحية والمتطلبات المحددة للمؤشرات الفيزيائية والكيميائية. وتنص اللوائح أيضًا على أن المواد المضافة المستخدمة في المواد والمنتجات البلاستيكية يجب أن تتوافق مع متطلبات GB9685.
6. معايير النظافة الغذائية والمضافات الغذائية اليابانية
تتضمن المتطلبات القياسية الصحية لراتنجات PET ما يلي:
(1) اختبار الترشيح:
تركز البلدان المذكورة أعلاه بشكل مختلف على متطلبات النظافة والسلامة الخاصة بالـ PET، ولكن يمكن أن نرى من هذه المعايير أن الهجرة الخاصة للمونومرات والمواد المضافة والمواد المساعدة، بما في ذلك المنتجات الثانوية وبقايا التبخر في PET الملامسة للأغذية هي محور المنتج. أمان.
لخص
تتضمن طرق تصنيع البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) شائعة الاستخدام طريقة الأسترة المباشرة (طريقة PTA) وطريقة الأسترة التبادلية (طريقة DMT). ويستخدم على نطاق واسع في الغذاء بسبب خصائصه الفيزيائية والكيميائية الممتازة. مجال التعبئة والتغليف. ومع ذلك، فإن المواد المضافة أو المواد المساعدة مثل المحفزات والمثبتات المستخدمة في تفاعل التكثيف المتعدد لـ PET، بما في ذلك المنتجات الثانوية الناتجة عن التفاعل، قد جذبت اهتمامًا واسع النطاق بسبب سميتها ومخاطر الهجرة المحددة.
قام الاتحاد الأوروبي والولايات المتحدة والصين واليابان وغيرها بصياغة لوائح مقابلة بشأن متطلبات الصحة والسلامة الخاصة بالـ PET لمواد تغليف المواد الغذائية، وبالتالي تنظيم تطوير PET بشكل فعال في اتجاه أكثر صحة وأمانًا.
