Следует также указать, что на сегодняшний день отсутствуют какие-либо научные доказательства, подтверждающие вредное влияние полиэтилентерефталата (ПЭТ) на человеческий организм. Более того, сам ПЭТ-материал является абсолютно инертным относительно содержимого, что означает, что он не вступает в химическую реакцию с упаковкой, не влияет на органолептические свойства продукта и не вызывает его порчи.
ПЭТ упаковка: что это такое
Полиэтилентерефталат (сокращенно ПЭТ или ПЭТФ) представляет собой один из самых распространённых полимеров в мире. На английском языке аббревиатура PET также расшифровывается как полиэстер.
Природные полиэфиры, такие как янтарь, алое вера, пленки растительных масел и лаковое покрытие, известны человечеству с древних времён и активно использовались в различных сферах.
Сам материал полиэтилентерефталат часто упоминается под альтернативным названием — лавсан.
Полиэтилентерефталат может существовать как в аморфной, так и в кристаллической форме. Эти две формы различаются по своим физическим свойствам, что делает их подходящими для применения в различных областях.
Аморфный полиэтилентерефталат — это твердый, прозрачный материал с серовато-желтым оттенком, который можно использовать в упаковке и производстве. В то время как кристаллический полиэтилентерефталат характеризуется своим твердостью и непрозрачностью и может стать прозрачным при достижении температуры стеклования, оставаясь таковым даже после быстрого охлаждения и проходя через так называемую «зону кристаллизации».
Одним из важнейших параметров ПЭТ является «внутренняя вязкость», которая определяется длиной молекулы полимера. При увеличении вязкости происходит замедление скорости кристаллизации, что имеет значение для выбора материала в зависимости от конечного применения.
С точки зрения химического состава, ПЭТ представляет собой насыщенный полиэфир из этиленгликоля и терефталевой кислоты, что отвечает за его уникальные свойства.
Наличие суффикса «фталат» в названии ПЭТ (полиэтилентерефталат) часто приводит к заблуждениям, так как он может ассоциироваться с фталатами — классом химических соединений, применяемых в качестве пластификаторов. Фталаты являются низкомолекулярными соединениями, которые производятся из нафталиновой кислоты (также известной как фталевая кислота), и их состав отличается от химического состава ПЭТ.
Фталаты используются для придания гибкости и эластичности различным материалам, включая пластики. Однако накопление фталатов в организме известно как потенциально опасное для здоровья человека.
Важно подчеркнуть, что в технологии ПЭТ пластификаторы не используются, ведь сам полиэтилентерефталат обладает достаточной гибкостью и отличными текучими свойствами. Это высокомолекулярный полимер, который не должен путаться с низкомолекулярными фталатами, и, следовательно, не представляет опасности для среднестатистического потребителя.
Широкое применение химически синтезированного ПЭТ в разных секторах экономики и жизнедеятельности человека увеличивается из года в год. Его прочность, малый вес, термостойкость, химическая инертность и выдающиеся барьерные свойства сделали ПЭТ одним из самых предпочтительных упаковочных материалов, особенно в пищевой промышленности.
Безопасность ПЭТ-упаковки была подтверждена множеством законодательных актов на уровне государства (например, ГОСТ) и результатами обширных научных исследований как внутри страны, так и за её пределами.
История открытия ПЭТ
Первый синтез полиэфира был осуществлён в 1930 году сотрудником лаборатории «Дюпон» в США по имени Карозерс. Однако впервые ПЭТ был создан в 1939 году, когда Рекс Уинфилд и Джеймс Диксон из Calico Printers в Великобритании работали над разработкой новых текстильных волокон. Патент на это изобретение был зарегистрирован в 1941 году.
В Советском Союзе исследования по производству ПЭТФ стартовали в 1949 году в Всесоюзном научно-исследовательском институте искусственных волокон, расположенном в Мытищах, Московская область. Новый синтетический материал получили название лавсан, которое было образовано по начальным буквам Лаборатории высокомолекулярных соединений Академии наук СССР.
Главный инженер компании DuPont, Наталиэль Витт, стремился создать бутылку для прохладительных напитков, которая бы отличалась прочностью, лёгкостью и химической нейтральностью. В 1973 году он разработал метод тройного вытягивания ПЭТ, что позволило получить воздухонепроницаемую бутылку. Процесс их массового производства начался в 1976 году.
Характеристика ПЭТ
Легкий вес:
Средний вес полулитровой пластиковой бутылки составляет примерно 15 г, в то время как стеклянная бутылка такого же объёма может весить около 350 г. Благодаря малому весу ПЭТ-упаковка становится удобной для транспортировки и хранения товаров в различных условиях.
Долговечность:
ПЭТ демонстрирует высокую термостойкость в диапазоне температур от -40 °C до +200 °C, что делает его значительно более надёжным, чем многие другие виды упаковки. Он сохраняет свою форму при температурах до +85 °C и отличается низким коэффициентом трения, что делает его устойчивым к механическим повреждениям: ударам, растрескиванию и истиранию. ПЭТ-изделия также успешно выдерживают множество циклов деформации при растяжении и изгибе, что важно для длительного хранения и транспортировки.
Резистентность к газам:
ПЭТ обладает высокой плотностью, что эффективно защищает содержимое от влаги (с низким коэффициентом гигроскопичности) и углекислого газа. Поэтому использование ПЭТ в упаковке газированных напитков позволяет удерживать углекислый газ внутри, минимизируя риск потери углерода и улучшая качество конечного продукта.
Химическая и биологическая инертность:
ПЭТ-бутылки способны долго сохранять вкус и свежесть упакованных продуктов. Благодаря своей химической стойкости, они не взаимодействуют с веществами, которые хранятся в них, и обеспечивают надежную защиту от микроорганизмов, а также обладают хорошими газобарьерными свойствами.
ПЭТ не боится воздействия агрессивных сред, включая разбавленные кислоты, спирты, парафин, бензин, минеральные соли и большинство органических соединений; единственным исключением являются сильные щелочные растворы и некоторые растворители.
Экономичность и практичность:
Использование контейнеров из ПЭТ позволяет эффективно управлять товарооборотом благодаря возможности герметично открывать и закрывать упаковку. ПЭТ-упаковка не опасна для органов зрения, и в случае несанкционированного вскрытия, данный материал не разбивается, в отличие от стеклянной или алюминиевой тары, что обеспечивает безопасность на всех этапах обращения с продуктом.
Подобные упаковки позволяют потребителям видеть содержимое, что даёт возможность определить наличие посторонних предметов и уровень свежести (например, для молочных продуктов), а также оценить степень наполнения тары. По своим свойствам, прозрачность и светопропускание (до 90%) пленка ПЭТ сопоставимо с органическим стеклом (акрилом) и поликарбонатом, однако её ударная прочность в 10 раз выше по сравнению с акрилом.
Пластичность:
Высокая пластичность ПЭТ-упаковки позволяет дизайнерам реализовывать различные креативные идеи и создавать упаковку уникальных форм, что делает её привлекательной и удобной для потребителей.
Экологичность:
Производственный цикл ПЭТ-упаковки характеризуется высокой экологичностью на всех стадиях её жизненного цикла, что делает её более устойчивой в сравнении с другими упаковочными материалами.
Отходы ПЭТ относятся к категории 5, что считается самой безопасной в плане утилизации, и при сжигании не образуют диоксинов, так как не содержат хлора. Согласно исследованиям японских ученых, проводимым с помощью газового анализа с использованием газовой хроматографии, выбросы от сжигания ПЭТ в основном сопоставимы с выбросами при сжигании древесины.
Тем не менее, следует отметить, что ПЭТ-упаковка проницаема для ультрафиолетового излучения и кислорода. Это связано с тем, что структура ПЭТ на молекулярном уровне не является абсолютным барьером для газов с небольшими молекулами.
Одним из самых последних и наиболее значимых исследований, проведённых для российских потребителей, стало лабораторное исследование Института Фраунгофера («Fraunhofer IVV»).
Технология производства ПЭТ-бутылок
ПЭТ-упаковка — это один из наиболее востребованных товаров на современном рынке, и потому технологии ее производства постоянно совершенствуются с внедрением новейших решений из различных секторов промышленности. В последние годы технология производства ПЭТ-бутылок в виде гранул стала особенно популярной. Процесс изготовления состоит из нескольких последовательных этапов:
- На первом этапе производится сушка гранул ПЭТ, так как влага может попадать в материал через контакт с воздухом.
- Следующий шаг — плавление ПЭТ-гранул и их смешение с пигментом, который защищает материал от вредного воздействия ультрафиолетового излучения.
- Далее из полученной сырьевой массы формируют преформы, пропорции которых напоминают лабораторные пробирки.
- Горловина ПЭТ-бутылки заранее формируется в соответствии с технологическими требованиями.
- Полученные заготовки помещаются в печь, где они становятся пластичными; этот процесс включает вращение преформ, что обеспечивает равномерный нагрев и подготовление к последующей обработке.
- Готовые преформы отправляются на специализированное оборудование, где они под давлением формируются в конечные изделия.
Примеры использования ПЭТ-бутылок и других пластиковых упаковок
ПЭТ-упаковка отличается множеством преимуществ, что определяет широкий диапазон её применения. Она легкая и может изготавливаться в различных цветах, что делает её универсальной. Поэтому ПЭТ-материал нашел свое применение в упаковке жидкостей — от безалкогольных напитков и молочных продуктов до технических смесей, парфюмерии и декоративной косметики. Данная упаковка обеспечивает надёжную защиту от внешних воздействий и сохраняет свойства содержимого в течение длительного времени.
Применение ПЭТ-бутылок оптимизирует процессы транспортировки, так как благодаря их прочности они минимизируют риски разбивания во время перевозки, погрузки и разгрузки. Существенным является также возможность повторного использования материалов, а также производства новых изделий с использованием традиционного процесса выдувного формования.
Однако ПЭТ-упаковка также обладает некоторыми недостатками, среди которых можно отметить её ограниченные барьерные свойства. Ультрафиолетовое излучение и кислород могут легко проникать внутрь контейнера, что негативно влияет на качество содержимого. Например, углекислый газ, находясь в бутылке, может не выходить наружу, что также влияет на вкусовые качества напитков. Эти свойства материала обусловлены его высокой молекулярной структурой: газы с небольшими размерами молекул могут довольно легко проходить через полимерную цепь.
Экологичность ПЭТ-бутылок и другой пластиковой тары
Производственная деятельность по созданию изделий из ПЭТ не требует больших затрат электроэнергии, что, в свою очередь, поможет снизить выбросы CO2 в атмосферу и минимизировать негативное влияние на экологию. С экологической точки зрения более выгодно производить крупногабаритную упаковку, что активно внедряется на рынке.
Обращая внимание на потенциальный вред, касающийся ПЭТ-упаковки, можно отметить, что такие изделия могут разлагаться на свалках в течение 150 лет (в то время как алюминиевые банки разлагаются около 300 лет, а стеклянные бутылки в принципе никогда не разлагаются). Таким образом, процесс переработки является оптимальным способом утилизации пластикового мусора.
При переработке отходов ПЭТ получаемые материалы в основном формируются в виде флексов или гранул, которые впоследствии используются для производства различных искусственных волокон, пленок и других изделий. Флекс может применяться для создания таких продуктов, как:
- Щетки для чистки машин,
- щетки для очищающих машин, для станков и упаковочных مواد,
- брусчатка,
- плитки для полов.
Гранулы, полученные из переработанного ПЭТ, часто используются в качестве исходного сырья для хозяйственных нужд, например, для производства георешеток, наполнителей для спальных мешков и многих других изделий. Таким образом, переработка ПЭТ-бутылок становится выгодным бизнесом, поскольку она предлагает хорошие возможности для получения прибыли как для крупных производств, так и для микропредприятий с инвестициями, начинающимися от 200 тысяч евро.
