Барьерные Полимеры для Упаковки: Таблицы Характеристик, Проницаемость и Применение
Навигация по таблицам
- Таблица 1: Основные типы барьерных полимеров и их характеристики
- Таблица 2: Проницаемость барьерных полимеров по кислороду и водяному пару
- Таблица 3: Температурные диапазоны применения барьерных полимеров
- Таблица 4: Толщина барьерных пленок в зависимости от применения
Таблица 1: Основные типы барьерных полимеров и их характеристики
| Полимер | Аббревиатура | Основное преимущество | Основное применение | Особенности |
|---|---|---|---|---|
| Этиленвиниловый спирт | EVOH | Высочайшие барьерные свойства к O₂ | Многослойные пленки для мяса, сыров | Теряет свойства при влажности выше 50% |
| Поливинилиденхлорид | PVDC | Высокие барьерные свойства к O₂ и H₂O | Термоусадочные пакеты, мясо, сыры | Сохраняет свойства при 100% влажности |
| Полиамид | PA (Nylon) | Прочность, термостойкость | Вакуумная упаковка, мясо, рыба | Хорошая газонепроницаемость, особенно к O₂ |
| Полиэтилентерефталат | PET | Прозрачность, прочность | Напитки, продукты питания | Хорошие барьерные свойства к газам |
| Полиэтилен высокой плотности | HDPE | Влагонепроницаемость | Сухие продукты, завтраки | Отличная защита от водяного пара |
| Полипропилен | PP | Термостойкость, гибкость | Микроволновая упаковка | Устойчивость до 150 градусов Цельсия |
Таблица 2: Проницаемость барьерных полимеров по кислороду и водяному пару
| Полимер | Проницаемость по O₂ (см³/м²/24ч/атм при 23°C) | Проницаемость по H₂O (г/м²/24ч при 23°C) | Класс барьера | Примечание |
|---|---|---|---|---|
| EVOH | 0,05-2 | 15-25 | Высокобарьерный | Лучший барьер к кислороду |
| PVDC | 0,5-5 | 1-4 | Высокобарьерный | Универсальный барьер |
| PA (ориентированный) | 15-30 | 40-60 | Среднебарьерный | Требует комбинации с другими слоями |
| PET (ориентированный) | 40-80 | 10-20 | Среднебарьерный | Хорош для газированных напитков |
| HDPE | 2500-3500 | 2-4 | Низкобарьерный по O₂ | Отличный влагобарьер |
| PP | 2000-3000 | 3-7 | Низкобарьерный | Требует барьерных добавок |
| LDPE | 3800-5000 | 15-20 | Низкобарьерный | Используется как герметизирующий слой |
Таблица 3: Температурные диапазоны применения барьерных полимеров
| Полимер | Минимальная температура (°C) | Максимальная температура (°C) | Температура стеклования (°C) | Применение |
|---|---|---|---|---|
| EVOH | -40 | 80 | 55-65 | Охлажденные и замороженные продукты |
| PVDC | -60 | 120 | -18 | Широкий температурный диапазон |
| PA (Полиамид) | -60 | 150 | 45-60 | Вакуумная упаковка, термообработка |
| PET | -40 | 60-70 | 69-85 | Холодные напитки, комнатная температура |
| BOPET | -70 | 100 | 70-80 | Широкий диапазон применений |
| HDPE | -50 | 90 | -120 | Общее назначение |
| PP | -20 | 150 | от -20 до 0 | Горячее наполнение, микроволновая печь |
| LDPE | -50 | 80 | -125 | Замороженные продукты |
Таблица 4: Толщина барьерных пленок в зависимости от применения
| Применение | Толщина (мкм) | Рекомендуемые структуры | Типичные продукты |
|---|---|---|---|
| Пищевая пленка легкая | 8-15 | LDPE, LLDPE | Хлебобулочные изделия, овощи |
| Вакуумные пакеты средние | 50-80 | PA/PE, PET/PE | Мясо, рыба, сыр |
| Высокобарьерные вакуумные пакеты | 70-100 | PA/EVOH/PE, PET/EVOH/PE | Деликатесы, колбасы |
| Термоусадочные пакеты для свежего мяса | 38-45 | PVDC многослойные | Свежее мясо, деликатесы |
| Термоусадочные пакеты для мяса с костью | 70-85 | PVDC/PA многослойные | Куриные тушки, мясо на кости |
| Пленки для термоформера | 100-150 | PA/EVOH/PP, PET/EVOH/PE | Нарезки, готовые блюда |
| Стрейч-пленка ручная | 13-17 | LLDPE | Легкие товары, пищевые продукты |
| Стрейч-пленка машинная | 20-23 | LLDPE с добавками | Паллетная упаковка |
Оглавление статьи
- 1. Введение в барьерные полимеры для упаковки
- 2. Классификация барьерных полимеров по свойствам
- 3. Проницаемость барьерных материалов
- 4. Температурные характеристики барьерных полимеров
- 5. Толщина и структура многослойных пленок
- 6. Области применения барьерных полимеров
- 7. Факторы выбора барьерных материалов для упаковки
- Часто задаваемые вопросы (FAQ)
1. Введение в барьерные полимеры для упаковки
Барьерные полимеры представляют собой специализированные упаковочные материалы, которые играют критическую роль в сохранении качества и продлении срока годности пищевых продуктов, фармацевтических препаратов и других чувствительных товаров. Основная функция этих материалов заключается в создании надежного барьера, препятствующего проникновению кислорода, водяного пара, углекислого газа и других внешних факторов, способных негативно повлиять на свойства упакованного продукта. Данная статья содержит актуальную информацию по состоянию на 2025 год, основанную на последних исследованиях и технических данных производителей.
Современная индустрия упаковки предъявляет высокие требования к барьерным материалам. Эти требования обусловлены необходимостью обеспечить максимальную защиту продукта при минимальном использовании упаковочного материала, что важно как с экономической, так и с экологической точки зрения. Барьерные свойства полимеров измеряются способностью материала препятствовать диффузии молекул газов и паров через его структуру.
Развитие технологий полимерного синтеза и многослойной экструзии позволило создавать упаковочные материалы с комбинированными свойствами, где каждый слой выполняет определенную функцию. Такой подход дает возможность оптимизировать барьерные характеристики, механическую прочность и стоимость упаковки.
2. Классификация барьерных полимеров по свойствам
Барьерные полимеры классифицируются по нескольким основным критериям, включая уровень защиты от кислорода и влаги, температурную стойкость и область применения. Понимание этих классификаций помогает производителям упаковки выбрать оптимальный материал для конкретного продукта.
Высокобарьерные полимеры
К высокобарьерным материалам относятся полимеры с исключительно низкой газопроницаемостью. Этиленвиниловый спирт (EVOH) занимает лидирующую позицию среди прозрачных барьерных материалов. Его проницаемость по кислороду составляет менее 2 см³ на квадратный метр в сутки при стандартных условиях. Однако EVOH имеет существенный недостаток - при повышении относительной влажности выше 50 процентов его барьерные свойства значительно ухудшаются.
Поливинилиденхлорид (PVDC) является универсальным высокобарьерным материалом, обеспечивающим защиту как от кислорода, так и от водяного пара. Уникальность PVDC заключается в том, что он сохраняет свои барьерные характеристики даже при стопроцентной влажности, что делает его незаменимым для упаковки влажных продуктов.
Среднебарьерные полимеры
Среднебарьерные материалы, такие как полиамид (PA) и полиэтилентерефталат (PET), обеспечивают умеренную защиту от внешних факторов. Ориентированный полиамид демонстрирует хорошие барьерные свойства по отношению к кислороду, особенно при использовании в многослойных структурах. PET отличается прозрачностью, механической прочностью и хорошими барьерными свойствами к газам, что делает его популярным материалом для производства бутылок для напитков.
Низкобарьерные полимеры с влагозащитой
Полиэтилен высокой плотности (HDPE) и полипропилен (PP) относятся к категории материалов с низкими барьерными свойствами по отношению к кислороду, но отличной защитой от водяного пара. HDPE широко применяется для упаковки сухих продуктов, таких как сухие завтраки и крупы, где главной задачей является предотвращение проникновения влаги.
3. Проницаемость барьерных материалов
Проницаемость является ключевым параметром, определяющим эффективность барьерного материала. Она измеряется количеством вещества (газа или пара), проходящего через единицу площади материала за единицу времени при определенных условиях.
Кислородная проницаемость
Кислородная проницаемость (OTR - Oxygen Transmission Rate) измеряет количество кислорода, проходящего через материал за сутки. Показатель выражается в кубических сантиметрах на квадратный метр за 24 часа при атмосферном давлении. При этом указываются температура и влажность измерения, обычно 23 градуса Цельсия и нулевая относительная влажность. Измерения проводятся в соответствии с международными стандартами ASTM D3985 и ISO 15105.
Проницаемость = см³/(м²·24ч·атм)
Для практических расчетов необходимо учитывать толщину материала. Чем толще пленка, тем выше ее барьерные свойства. Зависимость обратно пропорциональная: удвоение толщины приводит к двукратному снижению проницаемости.
Кислород является одним из основных факторов, вызывающих порчу пищевых продуктов. Окислительные процессы приводят к прогорканию жиров, изменению цвета мяса, потере витаминов и развитию аэробных микроорганизмов. Поэтому для продуктов, чувствительных к окислению, критически важна низкая кислородопроницаемость упаковки.
Влагопроницаемость
Проницаемость по водяному пару (WVTR - Water Vapor Transmission Rate) измеряется в граммах воды на квадратный метр за 24 часа. Измерения влагопроницаемости проводятся согласно стандартам ASTM F1249 и ASTM E96. Контроль влагопроницаемости важен для двух категорий продуктов: во-первых, для сухих продуктов, которые необходимо защитить от увлажнения; во-вторых, для влажных продуктов, требующих предотвращения высыхания.
Различные полимеры демонстрируют разную селективность по отношению к кислороду и водяному пару. Например, EVOH отличается превосходными барьерными свойствами к кислороду, но проницаем для влаги. Напротив, полиолефины (PE, PP) хорошо защищают от влаги, но плохо задерживают кислород. Это обуславливает необходимость использования многослойных структур.
Факторы, влияющие на проницаемость
На проницаемость барьерных материалов влияют несколько факторов. Температура окружающей среды оказывает значительное воздействие - повышение температуры увеличивает проницаемость газов через полимерную матрицу. Толщина материала прямо влияет на барьерные свойства - увеличение толщины улучшает защитные характеристики. Степень ориентации полимера также играет важную роль - ориентированные пленки обладают лучшими барьерными свойствами по сравнению с неориентированными.
4. Температурные характеристики барьерных полимеров
Температурные характеристики барьерных полимеров определяют диапазон их применения и влияют на сохранность упакованных продуктов в различных условиях хранения и транспортировки.
Температура стеклования и плавления
Температура стеклования (Tg) представляет собой критическую точку, при которой аморфный полимер переходит из стеклообразного состояния в высокоэластичное. Ниже температуры стеклования материал становится хрупким, выше - приобретает эластичность. Для PET температура стеклования составляет 69-85 градусов Цельсия в зависимости от степени кристалличности.
Полипропилен демонстрирует отличную термостойкость с рабочим диапазоном от минус 20 до плюс 150 градусов Цельсия. Это делает PP идеальным материалом для упаковки продуктов, подвергающихся горячему наполнению или разогреву в микроволновой печи. Точка плавления полипропилена составляет около 160 градусов Цельсия.
Низкотемпературные свойства
Способность барьерных материалов сохранять свои свойства при низких температурах критична для упаковки замороженных продуктов. Полиэтилен низкой плотности (LDPE) сохраняет гибкость даже при минус 50 градусах Цельсия, что делает его подходящим для упаковки замороженных овощей, фруктов и готовых блюд.
Биаксиально ориентированный PET (BOPET) демонстрирует выдающийся температурный диапазон от минус 70 до плюс 100 градусов Цельсия, сохраняя при этом стабильные физические свойства. Это позволяет использовать BOPET-пленки как для глубокой заморозки, так и для пастеризации.
Высокотемпературная стойкость
Полиамид выдерживает температуры до 150 градусов Цельсия, что позволяет использовать его для упаковки продуктов, подвергающихся термической обработке после упаковки. Вакуумные пакеты из полиамидных пленок могут использоваться для приготовления блюд методом су-вид.
PET может выдерживать температуры до 60-70 градусов Цельсия при кратковременном воздействии. Это делает его пригодным для холодных и теплых напитков, но не для горячего наполнения при температурах выше 76 градусов Цельсия.
5. Толщина и структура многослойных пленок
Толщина барьерных пленок является критическим параметром, определяющим как защитные свойства упаковки, так и ее стоимость. Выбор оптимальной толщины требует баланса между необходимым уровнем защиты и экономической эффективностью.
Тонкопленочные материалы
Пленки толщиной от 8 до 15 микрометров используются для легкой упаковки продуктов с коротким сроком хранения. Для хлебобулочных изделий применяются пленки толщиной около 10 микрон из полиэтилена низкой плотности. Для мясных продуктов и птицы рекомендуется толщина 12-15 микрон с использованием пленок, обладающих повышенной прочностью.
Средняя толщина пленок
Диапазон от 38 до 80 микрометров является наиболее распространенным для барьерной упаковки. Термоусадочные пакеты с высокими барьерными свойствами при толщине всего 38 микрон обеспечивают превосходную защиту свежего мяса и деликатесов. Такие тонкие, но эффективные пленки получают благодаря использованию PVDC в многослойной структуре.
• 45 микрон - для свежего мяса, деликатесов, колбас, сыров без созревания
• 70 микрон - для куриных тушек, полутушек, крылышек, мяса с костью
• 85 микрон - для крупных кусков мяса на кости
Вакуумные пакеты средней барьерности со структурой PA/PE имеют толщину 50-80 микрон. Высокобарьерные варианты со структурой PA/EVOH/PE используют толщину 70-100 микрон для обеспечения максимальной защиты продуктов с длительным сроком хранения.
Толстопленочные материалы
Пленки толщиной от 100 до 150 микрометров применяются для термоформования и производства жестких упаковочных структур. Пакеты при толщине больше 100 микрон хорошо держат форму, что исключает необходимость использования дополнительной подложки.
Многослойная структура
Многослойные барьерные пленки доминируют в современной упаковочной промышленности. Комбинируя несколько слоев различных полимеров, производитель получает возможность использовать механические свойства одного материала и барьерные свойства другого. Типичная высокобарьерная структура может включать следующие слои: наружный защитный слой из PET или PA, барьерный слой EVOH или PVDC, адгезивные слои для связывания несовместимых полимеров, внутренний герметизирующий слой из PE или PP.
Технология соэкструзии позволяет создавать многослойные пленки за один производственный цикл, обеспечивая прочное межслойное соединение и снижая стоимость производства. Количество слоев в современных барьерных пленках может варьироваться от трех до девяти и более.
6. Области применения барьерных полимеров
Барьерные полимеры находят широкое применение в различных отраслях, где требуется надежная защита продукции от внешних воздействий.
Мясная промышленность
Мясные продукты обладают наибольшей чувствительностью к кислороду. Для достижения даже непродолжительного увеличения сроков хранения необходимо применять материалы с высокими барьерными свойствами. PVDC используется для упаковки обработанного и свежего мяса, обеспечивая сохранение привлекательного вида и предотвращая образование плесени.
Термоусадочные пакеты применяются для упаковки свежего мяса, мяса с костью, мясных деликатесов и колбас. Высокая адгезия продукта к пленке обеспечивает отличный внешний вид упакованного товара. Вакуумная упаковка в высокобарьерные пакеты со структурой PA/EVOH/PE значительно продлевает срок хранения охлажденного мяса.
Молочная продукция и сыры
Молочные продукты требуют защиты как от кислорода, так и от влаги. Для упаковки молока широко используется HDPE, обеспечивающий превосходную влагонепроницаемость. Сыры с созреванием требуют специального подхода - материалы с PVDC обеспечивают оптимальное соотношение проницаемости по кислороду, углекислому газу и водяному пару.
Йогурты и творожные продукты упаковываются в многослойные термоформованные лотки с покрывной пленкой. Структура обеспечивает как необходимые барьерные свойства, так и удобство потребления. Для твердых сыров применяются как вакуумные пакеты, так и термоусадочная упаковка.
Готовые блюда и кулинария
Готовые блюда требуют комплексной защиты от кислорода, влаги и микроорганизмов. Пленки для термоформера с толщиной 100-150 микрон и структурой PA/EVOH/PP или PET/EVOH/PE обеспечивают необходимый уровень защиты. Возможность использования в микроволновой печи достигается применением полипропилена в качестве внутреннего слоя.
Снэки и кондитерские изделия
Снековая продукция требует защиты от влаги и кислорода для сохранения хрустящей текстуры и предотвращения прогоркания жиров. Металлизированные пленки на основе PET или PP с нанесенным слоем алюминия обеспечивают превосходные барьерные свойства и привлекательный внешний вид упаковки.
Фармацевтическая промышленность
Фармацевтические препараты предъявляют особые требования к барьерным свойствам упаковки. PVDC широко используется в блистерной упаковке для таблеток и капсул, обеспечивая защиту от влаги и кислорода. Требования к упаковке лекарственных средств регламентируются строгими международными стандартами.
Непищевая продукция
Барьерные пленки находят применение в упаковке косметики, бытовой химии и кормов для животных. Для этих целей используются как высокобарьерные, так и среднебарьерные материалы в зависимости от требований к сроку хранения и чувствительности продукта к внешним факторам.
7. Факторы выбора барьерных материалов для упаковки
Выбор оптимального барьерного материала требует комплексного анализа множества факторов, связанных как со свойствами упаковываемого продукта, так и с условиями его хранения, транспортировки и реализации.
Характеристики продукта
Первичным фактором выбора является чувствительность продукта к различным внешним воздействиям. Продукты с высоким содержанием жиров требуют защиты от кислорода для предотвращения окислительной порчи. Сухие продукты нуждаются прежде всего в защите от влаги. Продукты с интенсивным ароматом требуют материалов с низкой ароматопроницаемостью.
Требуемый срок хранения
Планируемый срок хранения продукта напрямую влияет на выбор барьерного материала. Для продуктов с коротким сроком реализации (несколько дней) достаточно среднебарьерных материалов. Для продуктов длительного хранения (несколько месяцев) необходимы высокобарьерные материалы с минимальной проницаемостью.
Для расчета требуемых барьерных свойств необходимо учитывать:
• Объем упаковки и площадь поверхности
• Допустимое количество кислорода внутри упаковки
• Планируемый срок хранения
• Условия хранения (температура, влажность)
Технологические требования
Способ упаковывания продукта определяет требования к механическим свойствам материала. Термоформование требует пленок с хорошей формуемостью при нагреве. Термоусадочная упаковка нуждается в материалах с контролируемой усадкой. Вакуумная упаковка предъявляет требования к прочности шва и стойкости к проколу.
Возможность термосварки является критическим фактором для большинства упаковочных применений. Внутренний слой многослойной структуры должен обеспечивать надежное герметичное соединение даже при наличии мелких частиц продукта в зоне сварки.
Условия эксплуатации
Температурный режим хранения и транспортировки определяет выбор полимера. Для замороженных продуктов необходимы материалы, сохраняющие гибкость и барьерные свойства при низких температурах. Для продуктов горячего наполнения требуются термостойкие полимеры. Возможность разогрева в микроволновой печи накладывает дополнительные требования к материалу.
Экономические соображения
Стоимость барьерных материалов варьируется в широких пределах. EVOH и PVDC являются дорогостоящими полимерами, их использование экономически оправдано только для продуктов, требующих максимальной защиты. Для менее чувствительных продуктов предпочтительны среднебарьерные материалы на основе PA или PET.
Многослойные структуры позволяют минимизировать использование дорогих барьерных полимеров за счет их размещения в тонких внутренних слоях с защитой более дешевыми наружными слоями.
Экологические аспекты
Возможность вторичной переработки упаковки становится все более важным фактором выбора материала. PVDC не подлежит вторичной переработке и при сжигании выделяет токсичные газы. PET, PA и полиолефины являются перерабатываемыми материалами. Мономатериальные структуры предпочтительнее с точки зрения рециклинга, но могут уступать по барьерным свойствам.
Нормативные требования
Все материалы для контакта с пищевыми продуктами должны соответствовать требованиям технических регламентов. В Таможенном союзе действует Технический регламент ТР ТС 005-2011 о безопасности упаковки. Материалы должны иметь санитарно-эпидемиологические заключения, подтверждающие безопасность их использования.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
EVOH (этиленвиниловый спирт) обладает лучшими барьерными свойствами по отношению к кислороду среди прозрачных полимеров. Его проницаемость по кислороду составляет от 0,05 до 2 кубических сантиметров на квадратный метр за сутки. Однако EVOH чувствителен к влаге - при относительной влажности выше 50 процентов его барьерные свойства значительно ухудшаются.
PVDC (поливинилиденхлорид) является универсальным барьерным материалом, обеспечивающим защиту как от кислорода, так и от водяного пара. Его уникальное преимущество - сохранение барьерных свойств даже при стопроцентной влажности. PVDC имеет более высокую проницаемость по кислороду (0,5-5 см³/м²/сут), но значительно лучшую влагонепроницаемость (1-4 г/м²/сут) по сравнению с EVOH (15-25 г/м²/сут).
С экологической точки зрения EVOH предпочтительнее, так как PVDC не подлежит вторичной переработке и при сжигании выделяет токсичные соединения.
Выбор толщины пленки для вакуумной упаковки мяса зависит от типа продукта и требуемого срока хранения. Для обработанного мяса и деликатесов подходят среднебарьерные вакуумные пакеты со структурой PA/PE толщиной 50-80 микрон.
Для свежего мяса с длительным сроком хранения рекомендуются высокобарьерные пакеты со структурой PA/EVOH/PE толщиной 70-100 микрон. Такие пакеты обеспечивают максимальную защиту от проникновения кислорода и сохранение привлекательного цвета мяса.
Для мяса на кости используются более толстые пленки (до 150 микрон) с повышенной стойкостью к проколу. Важно также учитывать, что пакеты толщиной более 100 микрон хорошо держат форму, что исключает необходимость использования дополнительной подложки.
Полипропилен (PP) обладает отличной термостойкостью и может использоваться в широком температурном диапазоне от минус 20 до плюс 150 градусов Цельсия. Это делает PP идеальным материалом для различных температурных применений.
При низких температурах полипропилен сохраняет достаточную гибкость, хотя и становится более жестким по сравнению с полиэтиленом. При высоких температурах PP демонстрирует превосходную стабильность - контейнеры из полипропилена можно использовать для горячего наполнения при температурах до 100 градусов Цельсия.
Полипропиленовая упаковка подходит для разогрева в микроволновой печи, что делает ее популярным выбором для готовых блюд и полуфабрикатов. Точка плавления PP составляет около 160-180 градусов Цельсия в зависимости от типа полимера, что обеспечивает безопасный запас при использовании в бытовых условиях.
Сыр является сложным продуктом с точки зрения требований к упаковке. Для созревающих сыров необходимо обеспечить оптимальное соотношение проницаемости по кислороду, углекислому газу и водяному пару. Слишком низкая газопроницаемость может нарушить процесс созревания, а слишком высокая приведет к быстрой порче продукта.
PVDC обеспечивает идеальный баланс для созревания сыров - материал пропускает необходимое количество газов для поддержания жизнедеятельности полезной микрофлоры, но предотвращает развитие нежелательных микроорганизмов и образование плесени на поверхности.
Для твердых сыров без созревания часто используются многослойные пленки из EVOH и нейлона, которые обладают высокой проницаемостью для углекислого газа (выделяемого сыром) и низкой проницаемостью для кислорода. Это предотвращает окислительную порчу и сохраняет органолептические свойства продукта.
Температура оказывает значительное влияние на барьерные свойства полимерных материалов. Повышение температуры увеличивает подвижность полимерных цепей и расширяет межмолекулярные пространства, что приводит к росту проницаемости газов и паров через материал.
Зависимость проницаемости от температуры описывается законом Аррениуса - при повышении температуры на каждые 10 градусов проницаемость увеличивается примерно в 2-3 раза. Это означает, что упаковка, эффективная при комнатной температуре, может оказаться недостаточной при хранении в теплых условиях.
При понижении температуры барьерные свойства улучшаются. Замороженные продукты имеют значительно больший срок хранения не только благодаря замедлению биохимических процессов, но и за счет снижения проницаемости упаковочного материала.
Особенно критична температурная зависимость для EVOH - при температурах выше 80 градусов Цельсия его барьерные свойства резко ухудшаются. PVDC и полиамиды демонстрируют лучшую температурную стабильность.
Переработка многослойных барьерных пленок представляет серьезную экологическую проблему. Разделение слоев различных полимеров технически сложно и экономически нецелесообразно. Большинство многослойных структур не подходят для механической переработки в традиционных системах рециклинга.
Однако разрабатываются новые подходы к решению этой проблемы. Мономатериальные многослойные структуры, состоящие из полиолефинов различных марок, могут перерабатываться совместно. Создаются специальные технологии химической переработки, позволяющие разлагать полимеры до исходных мономеров.
PET, полиамид и полиолефины (PE, PP) являются перерабатываемыми материалами при условии их раздельного сбора. PVDC не подлежит вторичной переработке. При выборе упаковочного материала следует учитывать экологические аспекты и стремиться к использованию более легко перерабатываемых структур, где это возможно без ущерба для качества продукта.
Многослойные структуры необходимы потому, что ни один полимер не обладает всем комплексом требуемых свойств одновременно. Высокобарьерные материалы, такие как EVOH и PVDC, имеют свои ограничения: они дороги, могут быть хрупкими и не всегда обладают хорошей свариваемостью.
Многослойная конструкция позволяет комбинировать преимущества различных полимеров: наружный слой из PET или PA обеспечивает механическую прочность и стойкость к проколу; барьерный слой из EVOH или PVDC обеспечивает защиту от кислорода; адгезивные слои связывают несовместимые полимеры; внутренний слой из PE или PP обеспечивает герметичную термосварку.
Такой подход позволяет минимизировать использование дорогостоящих барьерных полимеров, размещая их в тонких внутренних слоях. Например, слой EVOH толщиной всего 5-10 микрон в общей структуре толщиной 80 микрон может обеспечить необходимые барьерные свойства при значительно меньших затратах по сравнению с монопленкой из барьерного материала.
Для замороженных продуктов критически важны несколько факторов. Во-первых, материал должен сохранять гибкость при низких температурах - обычно до минус 40 градусов Цельсия. Полиэтилен низкой плотности (LDPE) и линейный полиэтилен низкой плотности (LLDPE) отлично подходят для этой цели, сохраняя эластичность даже при минус 50 градусах.
Во-вторых, необходима защита от миграции влаги. Замороженные продукты постепенно теряют влагу через упаковку, что приводит к "морозильному ожогу" - появлению белых сухих пятен на поверхности продукта. Материалы с низкой влагопроницаемостью, такие как HDPE и специальные сополимеры, предотвращают этот процесс.
В-третьих, важна стойкость к термическим циклам. При транспортировке и хранении могут происходить кратковременные повышения температуры. Материал должен сохранять целостность и барьерные свойства при многократных циклах замораживания-оттаивания.
Для особо чувствительных продуктов, таких как рыба и морепродукты, рекомендуются многослойные структуры с включением PA и EVOH, обеспечивающие комплексную защиту от кислорода и влаги.
