هل الأكواب البلاستيكية الشفافة مناسبة للمشروبات الباردة فقط؟
مؤلف: Iris
2025-12-09
I. تحليل الخصائص الأساسية لمواد PP وPET
1.1 التركيب الجزيئي والخواص الحرارية لمادة PP
PP (البولي بروبيلين) عبارة عن بوليمر لدن بالحرارة شبه بلوري مصنوع من مونومرات البروبيلين من خلال بلمرة الإضافة. وهي مادة صلبة شمعية بيضاء اللون وغير سامة وعديمة الرائحة. يحتوي تركيبها الجزيئي على مجموعات الميثيل. نظرًا لأن حجم مجموعة الميثيل أكبر من حجم ذرة الهيدروجين، يكون العائق الاستاتيكي أكبر، مما يجعل درجة حرارة التزجج لـ PP أعلى من درجة حرارة البولي إيثيلين. يمنح هذا التركيب الجزيئي الفريد PP مقاومة ممتازة للحرارة.
من منظور معلمات الأداء الحراري، تتمتع مادة PP بمقاومة درجات الحرارة العالية بشكل ملحوظ. تتراوح درجة انصهاره من 164 إلى 176 درجة مئوية، ويمكن أن تصل نقطة انصهار بعض PP المتساوي النقاء عالي النقاء إلى 176 درجة مئوية. فيما يتعلق بدرجة حرارة التشوه الحراري، فإن درجة حرارة التشوه الحراري لـ PP تكون 114 درجة مئوية (تحت ظروف 1.82MPa)، ونقطة تليين Vicat أكبر من 140 درجة مئوية. تظهر هذه البيانات أن مادة PP يمكن أن تحافظ على استقرار هيكلي جيد حتى في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة.
وفقاً للمعايير الوطنية وأبحاث الصناعة، فإن نطاق درجة حرارة التشغيل لمواد PP هو -20 درجة مئوية إلى 120 درجة مئوية، ويمكنها تحمل درجات الحرارة العالية التي تصل إلى 150 درجة مئوية دون تشوه تحت أي قوة خارجية. في التطبيقات العملية، يمكن استخدام مادة PP أعلى من 100 درجة مئوية، وتصل إلى 120 درجة مئوية تحت ظروف الحمل الخفيف، والحد الأقصى لدرجة حرارة الاستخدام المستمر تحت عدم التحميل هي 120 درجة مئوية، مع درجة حرارة استخدام قصيرة المدى تصل إلى 150 درجة مئوية. هذه المقاومة الممتازة للحرارة تجعل من PP مادة مثالية لصنع المشروبات الساخنةأكواب بلاستيكية يمكن التخلص منهاوحاويات الطعام القابلة للاستخدام في الميكروويف.
من منظور معلمات الأداء الحراري، تتمتع مادة PP بمقاومة درجات الحرارة العالية بشكل ملحوظ. تتراوح درجة انصهاره من 164 إلى 176 درجة مئوية، ويمكن أن تصل نقطة انصهار بعض PP المتساوي النقاء عالي النقاء إلى 176 درجة مئوية. فيما يتعلق بدرجة حرارة التشوه الحراري، فإن درجة حرارة التشوه الحراري لـ PP تكون 114 درجة مئوية (تحت ظروف 1.82MPa)، ونقطة تليين Vicat أكبر من 140 درجة مئوية. تظهر هذه البيانات أن مادة PP يمكن أن تحافظ على استقرار هيكلي جيد حتى في البيئات ذات درجات الحرارة المرتفعة.
وفقاً للمعايير الوطنية وأبحاث الصناعة، فإن نطاق درجة حرارة التشغيل لمواد PP هو -20 درجة مئوية إلى 120 درجة مئوية، ويمكنها تحمل درجات الحرارة العالية التي تصل إلى 150 درجة مئوية دون تشوه تحت أي قوة خارجية. في التطبيقات العملية، يمكن استخدام مادة PP أعلى من 100 درجة مئوية، وتصل إلى 120 درجة مئوية تحت ظروف الحمل الخفيف، والحد الأقصى لدرجة حرارة الاستخدام المستمر تحت عدم التحميل هي 120 درجة مئوية، مع درجة حرارة استخدام قصيرة المدى تصل إلى 150 درجة مئوية. هذه المقاومة الممتازة للحرارة تجعل من PP مادة مثالية لصنع المشروبات الساخنةأكواب بلاستيكية يمكن التخلص منهاوحاويات الطعام القابلة للاستخدام في الميكروويف.
1.2 التركيب الجزيئي والخصائص الحرارية لمادة PET
PET (البولي إيثيلين تيريفثاليت)، المعروف باسم راتنجات البوليستر، هو بوليستر مشبع بلوري، وهو بوليمر أبيض حليبي أو أصفر فاتح، شديد التبلور. يحتوي هيكل السلسلة الجزيئية لـ PET على حلقات بنزين وروابط إستر، ويحدد هذا التركيب الكيميائي الخاص خصائصه الفيزيائية والكيميائية الفريدة.
يختلف الأداء الحراري لمواد PET بشكل كبير عن أداء PP. تبلغ درجة حرارة التحول الزجاجي (Tg) حوالي 70-80 درجة مئوية، وهي معلمة رئيسية تحدد ما إذا كان PET يمكنه الاحتفاظ بالمشروبات الساخنة. على الرغم من أن نقطة انصهار PET تصل إلى 250-260 درجة مئوية، وهي أعلى بكثير من نقطة انصهار PP وPE-HD، إلا أن درجة حرارة التزجج هي العامل الرئيسي الذي يحد من استخدامه في درجات الحرارة العالية.
في التطبيقات العملية، يتراوح نطاق درجة حرارة التشغيل لمادة PET من -20 درجة مئوية إلى 68 درجة مئوية. خارج نطاق درجة الحرارة هذا، تخضع مادة PET لتغيرات فيزيائية وكيميائية كبيرة. عندما تتجاوز درجة الحرارة 70 درجة مئوية، يبدأ PET في إظهار تشوه حراري كبير، وتتكثف حركة السلسلة الجزيئية، مما يؤدي إلى انخفاض صلابة المواد؛ في نطاق 85-100 درجة مئوية، يخضع PET لعملية تحول زجاجي، ويتغير من الحالة الزجاجية إلى الحالة المرنة للغاية، ويكون جسم الزجاجة عرضة للتشوه.
يختلف الأداء الحراري لمواد PET بشكل كبير عن أداء PP. تبلغ درجة حرارة التحول الزجاجي (Tg) حوالي 70-80 درجة مئوية، وهي معلمة رئيسية تحدد ما إذا كان PET يمكنه الاحتفاظ بالمشروبات الساخنة. على الرغم من أن نقطة انصهار PET تصل إلى 250-260 درجة مئوية، وهي أعلى بكثير من نقطة انصهار PP وPE-HD، إلا أن درجة حرارة التزجج هي العامل الرئيسي الذي يحد من استخدامه في درجات الحرارة العالية.
في التطبيقات العملية، يتراوح نطاق درجة حرارة التشغيل لمادة PET من -20 درجة مئوية إلى 68 درجة مئوية. خارج نطاق درجة الحرارة هذا، تخضع مادة PET لتغيرات فيزيائية وكيميائية كبيرة. عندما تتجاوز درجة الحرارة 70 درجة مئوية، يبدأ PET في إظهار تشوه حراري كبير، وتتكثف حركة السلسلة الجزيئية، مما يؤدي إلى انخفاض صلابة المواد؛ في نطاق 85-100 درجة مئوية، يخضع PET لعملية تحول زجاجي، ويتغير من الحالة الزجاجية إلى الحالة المرنة للغاية، ويكون جسم الزجاجة عرضة للتشوه.
1.3 مقارنة الثبات الكيميائي للمادتين
من حيث الاستقرار الكيميائي، يظهر PP وPET خصائص مختلفة. تتمتع مادة PP بثبات كيميائي ممتاز، وغير قابلة للذوبان في أي مذيب في درجة حرارة الغرفة، ومقاومة للأحماض والقواعد والأملاح ومعظم المذيبات العضوية باستثناء العوامل المؤكسدة القوية وحمض الكبريتيك المركز وحمض النيتريك المركز. ويظل مستقرًا في حامض الفوسفوريك المركز، وحامض الهيدروكلوريك، وحامض الكبريتيك 40٪، ومحاليلهم الملحية عند 100 درجة مئوية، وقد يتسبب عدد قليل فقط من العوامل المؤكسدة القوية، مثل دخان حمض الكبريتيك، في حدوث تغييرات.
تتميز مادة PET بمقاومة جيدة للحرارة والأكسدة والاختزال والبيئات الحمضية في درجة حرارة الغرفة، مما يجعلها مناسبة لمعظم تطبيقات تغليف المواد الغذائية والمشروبات. ومع ذلك، في ظل درجات الحرارة العالية، الأكسدة القوية، أو الظروف الحمضية القوية القاسية، فإن أدائها سينخفض بشكل ملحوظ. خاصة في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة، تكون روابط الإستر في جزيئات PET عرضة للتحلل المائي، خاصة في وجود كميات ضئيلة من الماء.
تتميز مادة PET بمقاومة جيدة للحرارة والأكسدة والاختزال والبيئات الحمضية في درجة حرارة الغرفة، مما يجعلها مناسبة لمعظم تطبيقات تغليف المواد الغذائية والمشروبات. ومع ذلك، في ظل درجات الحرارة العالية، الأكسدة القوية، أو الظروف الحمضية القوية القاسية، فإن أدائها سينخفض بشكل ملحوظ. خاصة في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة، تكون روابط الإستر في جزيئات PET عرضة للتحلل المائي، خاصة في وجود كميات ضئيلة من الماء.
1.4 المعايير والمواصفات لتطبيقات ملامسة الأغذية
في الصين، يجب أن تتوافق تطبيقات ملامسة الأغذية لمواد PP وPET مع المعايير الوطنية الصارمة. وفقًا لـ GB 4806.7-2016 "المعيار الوطني لسلامة الأغذية للمواد البلاستيكية والمواد المخصصة لملامسة الأغذية"، تم إدراج كلتا المادتين كمواد بلاستيكية مناسبة لملامسة الأغذية. تحدد هذه المواصفة القياسية النطاق والمصطلحات والمتطلبات الأساسية والمتطلبات الفنية وإجراءات اختبار الهجرة ومتطلبات وضع العلامات على المواد البلاستيكية والمواد المخصصة لملامسة الأغذية.
بالنسبة لمواد PP، فإن المعيار يتطلب منها اجتياز اختبار مقاومة الحرارة 100 درجة مئوية، وتبقى غير مشوهة في الماء الساخن 100 درجة مئوية. يضمن هذا المتطلب سلامة مادة PP عند احتوائها على مشروبات ساخنة. بالنسبة لمواد PET، فإن معيار المجموعة الصينية T/ZZB 0915-2018 "أكواب البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) للاستعمال مرة واحدة" يحدد بوضوح نطاق درجة حرارة التشغيل من -20 درجة مئوية إلى 68 درجة مئوية، وهو حد درجة الحرارة الذي يعكس حدود مقاومة الحرارة لمادة PET.
فيما يتعلق بالمعايير الدولية، تحدد US FDA 21 CFR 177.1520 متطلبات الاتصال الغذائي لمواد PP، بما في ذلك عناصر الاختبار مثل انتقال الهكسان الذي لا يتجاوز 6.40%، وانتقال الزيلين الذي لا يتجاوز 9.80%، ونقطة الانصهار ضمن نطاق 160-180 درجة مئوية. بالنسبة لمواد PET، فإن FDA 21 CFR 177.1630 ينظم بشكل خاص بوليمرات البولي إيثيلين تيريفثاليت، التي تتطلب انتقال الأسيتالديهيد بما لا يتجاوز 50 جزء في البليون، وإجمالي الهجرة (10% إيثانول، 40 درجة مئوية × 10 أيام) لا تتجاوز 0.5 ملجم/بوصة مربعة.
ينظم معيار الاتحاد الأوروبي EU 10/2011 أيضًا تطبيقات الاتصال الغذائي لهاتين المادتين، مما يتطلب من جميع المواد البلاستيكية الامتثال لحدود الهجرة العامة وحدود الهجرة المحددة. يوفر تطوير وتنفيذ هذه المعايير الدولية ضمانات مهمة للتطبيق الآمن لمواد PP وPET في مجال ملامسة الأغذية.
بالنسبة لمواد PP، فإن المعيار يتطلب منها اجتياز اختبار مقاومة الحرارة 100 درجة مئوية، وتبقى غير مشوهة في الماء الساخن 100 درجة مئوية. يضمن هذا المتطلب سلامة مادة PP عند احتوائها على مشروبات ساخنة. بالنسبة لمواد PET، فإن معيار المجموعة الصينية T/ZZB 0915-2018 "أكواب البولي إيثيلين تيريفثاليت (PET) للاستعمال مرة واحدة" يحدد بوضوح نطاق درجة حرارة التشغيل من -20 درجة مئوية إلى 68 درجة مئوية، وهو حد درجة الحرارة الذي يعكس حدود مقاومة الحرارة لمادة PET.
فيما يتعلق بالمعايير الدولية، تحدد US FDA 21 CFR 177.1520 متطلبات الاتصال الغذائي لمواد PP، بما في ذلك عناصر الاختبار مثل انتقال الهكسان الذي لا يتجاوز 6.40%، وانتقال الزيلين الذي لا يتجاوز 9.80%، ونقطة الانصهار ضمن نطاق 160-180 درجة مئوية. بالنسبة لمواد PET، فإن FDA 21 CFR 177.1630 ينظم بشكل خاص بوليمرات البولي إيثيلين تيريفثاليت، التي تتطلب انتقال الأسيتالديهيد بما لا يتجاوز 50 جزء في البليون، وإجمالي الهجرة (10% إيثانول، 40 درجة مئوية × 10 أيام) لا تتجاوز 0.5 ملجم/بوصة مربعة.
ينظم معيار الاتحاد الأوروبي EU 10/2011 أيضًا تطبيقات الاتصال الغذائي لهاتين المادتين، مما يتطلب من جميع المواد البلاستيكية الامتثال لحدود الهجرة العامة وحدود الهجرة المحددة. يوفر تطوير وتنفيذ هذه المعايير الدولية ضمانات مهمة للتطبيق الآمن لمواد PP وPET في مجال ملامسة الأغذية.
ثانيا. آلية تأثير درجة الحرارة على خواص المواد
2.1 التغيرات في الخواص الفيزيائية لمواد PP عند درجات حرارة مختلفة
تُظهر مادة PP تغيرات كبيرة في الخواص الفيزيائية في ظل ظروف درجات الحرارة المختلفة. في نطاق درجة الحرارة من 0 إلى 100 درجة مئوية، يكون الهيكل البلوري لـ PP مستقرًا، كما تحافظ أجزاء السلسلة الجزيئية في المنطقة غير المتبلورة أيضًا على الصلابة، وبالتالي تظهر مقاومة ممتازة للحرارة. تسمح هذه الخاصية لمادة PP بالحفاظ على ثبات الشكل الجيد والقوة الميكانيكية عند احتوائها على المشروبات الساخنة.
عند درجات حرارة تتراوح بين 100-120 درجة مئوية، لا يزال من الممكن استخدام مادة PP بشكل طبيعي تحت ظروف الحمل الخفيف، ويمكن أن تصل درجة حرارة الاستخدام المستمر القصوى تحت عدم التحميل إلى 120 درجة مئوية. في نطاق درجات الحرارة هذا، تتكثف حركة السلاسل الجزيئية PP، لكن الهيكل العام يظل مستقرًا، دون تشوه أو تليين كبير.
عندما تتجاوز درجة الحرارة 120 درجة مئوية، يبدأ PP في مواجهة مشاكل مثل الشيخوخة الحرارية، والتشوه الحراري، والتشقق الإجهادي. في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة، تكون السلاسل الجزيئية للـPP عرضة للحركة، مما يؤدي إلى انخفاض تدريجي في خواصها الميكانيكية. على الرغم من أن نقطة انصهار PP تتراوح بين 160-170 درجة مئوية، إلا أن الاستخدام لفترة طويلة في درجات حرارة قريبة من نقطة الانصهار سوف يؤدي إلى تسريع عملية الشيخوخة الحرارية للمادة.
عندما تصل درجة الحرارة إلى 150 درجة مئوية، فإن مادة PP لن تتشوه حتى بدون قوة خارجية، ولكن الحركة الحرارية للسلاسل الجزيئية تكون بالفعل شديدة للغاية. عندما تتجاوز درجة الحرارة 220 درجة مئوية، يخضع PP لتفاعلات تحلل كبيرة، والتي تتجلى بشكل رئيسي في كسر السلسلة الجزيئية وتوليد المواد المتطايرة. عند درجات الحرارة المرتفعة، سوف تتحلل مضادات الأكسدة والمثبتات والمواد المضافة الأخرى في PP، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في الخواص الفيزيائية للمادة.
تظهر دراسات تحليل قياس الوزن الحراري أن درجة حرارة التشوه الحراري لمادة PP عند درجات الحرارة المرتفعة يمكن زيادتها بحوالي 20 درجة مئوية عن طريق تحسين ظروف المعالجة. يوفر هذا الاكتشاف مسارًا تقنيًا لتحسين مقاومة الحرارة لمواد PP. من خلال إضافة مواد حشو نانوية، وتعديل كوبوليمر، وطرق أخرى، يمكن تحسين الاستقرار الحراري لمواد PP، مما يسمح لها بالحفاظ على الأداء الجيد في درجات حرارة أعلى.
عند درجات حرارة تتراوح بين 100-120 درجة مئوية، لا يزال من الممكن استخدام مادة PP بشكل طبيعي تحت ظروف الحمل الخفيف، ويمكن أن تصل درجة حرارة الاستخدام المستمر القصوى تحت عدم التحميل إلى 120 درجة مئوية. في نطاق درجات الحرارة هذا، تتكثف حركة السلاسل الجزيئية PP، لكن الهيكل العام يظل مستقرًا، دون تشوه أو تليين كبير.
عندما تتجاوز درجة الحرارة 120 درجة مئوية، يبدأ PP في مواجهة مشاكل مثل الشيخوخة الحرارية، والتشوه الحراري، والتشقق الإجهادي. في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة، تكون السلاسل الجزيئية للـPP عرضة للحركة، مما يؤدي إلى انخفاض تدريجي في خواصها الميكانيكية. على الرغم من أن نقطة انصهار PP تتراوح بين 160-170 درجة مئوية، إلا أن الاستخدام لفترة طويلة في درجات حرارة قريبة من نقطة الانصهار سوف يؤدي إلى تسريع عملية الشيخوخة الحرارية للمادة.
عندما تصل درجة الحرارة إلى 150 درجة مئوية، فإن مادة PP لن تتشوه حتى بدون قوة خارجية، ولكن الحركة الحرارية للسلاسل الجزيئية تكون بالفعل شديدة للغاية. عندما تتجاوز درجة الحرارة 220 درجة مئوية، يخضع PP لتفاعلات تحلل كبيرة، والتي تتجلى بشكل رئيسي في كسر السلسلة الجزيئية وتوليد المواد المتطايرة. عند درجات الحرارة المرتفعة، سوف تتحلل مضادات الأكسدة والمثبتات والمواد المضافة الأخرى في PP، مما يؤدي إلى انخفاض كبير في الخواص الفيزيائية للمادة.
تظهر دراسات تحليل قياس الوزن الحراري أن درجة حرارة التشوه الحراري لمادة PP عند درجات الحرارة المرتفعة يمكن زيادتها بحوالي 20 درجة مئوية عن طريق تحسين ظروف المعالجة. يوفر هذا الاكتشاف مسارًا تقنيًا لتحسين مقاومة الحرارة لمواد PP. من خلال إضافة مواد حشو نانوية، وتعديل كوبوليمر، وطرق أخرى، يمكن تحسين الاستقرار الحراري لمواد PP، مما يسمح لها بالحفاظ على الأداء الجيد في درجات حرارة أعلى.
2.2 التغيرات في الخواص الفيزيائية لمواد PET عند درجات حرارة مختلفة
تعتبر الخصائص الفيزيائية لمواد PET حساسة للغاية للتغيرات في درجات الحرارة، خاصة بالقرب من درجة حرارة التزجج. أقل من 60 درجة مئوية، يتمتع PET بثبات ممتاز ويمكنه الحفاظ على قوة ميكانيكية جيدة واستقرار الأبعاد. نطاق درجة الحرارة هذا هو نطاق التشغيل الآمن لمواد PET، وهو مناسب لاحتواء المشروبات الباردة والمشروبات في درجات حرارة معتدلة.
عندما تصل درجة الحرارة إلى 70 درجة مئوية، يبدأ PET في إظهار تشوه حراري كبير، وتتكثف حركة السلاسل الجزيئية، مما يؤدي إلى انخفاض صلابة المواد. وذلك لأن 70 درجة مئوية قريبة من درجة حرارة التزجج (Tg) لـ PET، وعند هذه النقطة تبدأ أجزاء السلسلة الجزيئية في اكتساب طاقة كافية للتحرك، وتتحول المادة من الحالة الزجاجية إلى الحالة المرنة للغاية. في نطاق درجة حرارة 85-100 درجة مئوية، يخضع PET لعملية تحول زجاجي كاملة، ويتحول من الحالة الزجاجية إلى الحالة المرنة للغاية، مما يجعل جسم الزجاجة عرضة للتشوه. تُظهر اختبارات قياس سعرات المسح التفاضلي (DSC) أن الميزة الأكثر أهمية لمنحنى PET DSC هي درجة حرارة التزجج العالية (Tg ≈ 75 درجة مئوية). على الرغم من أن نقطة انصهاره تبلغ حوالي 250 درجة مئوية، وهي أعلى بكثير من PP وPE-HD، إلا أن درجة حرارة التزجج هي العامل الرئيسي الذي يحدد ما إذا كان يمكنه الاحتفاظ بالماء الساخن.
عندما تتجاوز درجة الحرارة 150 درجة مئوية، تبدأ سلاسل PET الجزيئية في الانهيار بشكل ملحوظ، مما يؤدي إلى إنتاج مركبات ذات وزن جزيئي منخفض. ويؤدي هذا التدهور الحراري إلى تدهور أداء المواد، مثل انخفاض القوة الميكانيكية والاصفرار. عند درجات الحرارة المرتفعة (> 1600 كلفن)، تهيمن تفاعلات الجذور الحرة على آلية التحلل الحراري، مع تكسير EG (جليكول الإيثيلين) إلى الفورمالديهايد أو الأسيتالديهيد، مما يؤدي إلى تكوين غازات جزيئية صغيرة (مثل ثاني أكسيد الكربون).
يعد الانكماش الحراري لمادة PET أيضًا من الخصائص المهمة في درجات الحرارة المرتفعة. نظرًا لأن السلاسل الجزيئية لـ PET يتم تمديدها وتوجيهها أثناء عملية النفخ، فعند تسخينها مرة أخرى، تميل السلاسل الجزيئية إلى العودة إلى حالة غير منتظمة، مما يؤدي إلى انكماش المنتج. تُستخدم هذه الخاصية على نطاق واسع في ملصقات الانكماش الحراري من PET، ولكنها قد تؤدي إلى تشوه الحاوية أو حتى تمزقها عند حمل المشروبات الساخنة.
عندما تصل درجة الحرارة إلى 70 درجة مئوية، يبدأ PET في إظهار تشوه حراري كبير، وتتكثف حركة السلاسل الجزيئية، مما يؤدي إلى انخفاض صلابة المواد. وذلك لأن 70 درجة مئوية قريبة من درجة حرارة التزجج (Tg) لـ PET، وعند هذه النقطة تبدأ أجزاء السلسلة الجزيئية في اكتساب طاقة كافية للتحرك، وتتحول المادة من الحالة الزجاجية إلى الحالة المرنة للغاية. في نطاق درجة حرارة 85-100 درجة مئوية، يخضع PET لعملية تحول زجاجي كاملة، ويتحول من الحالة الزجاجية إلى الحالة المرنة للغاية، مما يجعل جسم الزجاجة عرضة للتشوه. تُظهر اختبارات قياس سعرات المسح التفاضلي (DSC) أن الميزة الأكثر أهمية لمنحنى PET DSC هي درجة حرارة التزجج العالية (Tg ≈ 75 درجة مئوية). على الرغم من أن نقطة انصهاره تبلغ حوالي 250 درجة مئوية، وهي أعلى بكثير من PP وPE-HD، إلا أن درجة حرارة التزجج هي العامل الرئيسي الذي يحدد ما إذا كان يمكنه الاحتفاظ بالماء الساخن.
عندما تتجاوز درجة الحرارة 150 درجة مئوية، تبدأ سلاسل PET الجزيئية في الانهيار بشكل ملحوظ، مما يؤدي إلى إنتاج مركبات ذات وزن جزيئي منخفض. ويؤدي هذا التدهور الحراري إلى تدهور أداء المواد، مثل انخفاض القوة الميكانيكية والاصفرار. عند درجات الحرارة المرتفعة (> 1600 كلفن)، تهيمن تفاعلات الجذور الحرة على آلية التحلل الحراري، مع تكسير EG (جليكول الإيثيلين) إلى الفورمالديهايد أو الأسيتالديهيد، مما يؤدي إلى تكوين غازات جزيئية صغيرة (مثل ثاني أكسيد الكربون).
يعد الانكماش الحراري لمادة PET أيضًا من الخصائص المهمة في درجات الحرارة المرتفعة. نظرًا لأن السلاسل الجزيئية لـ PET يتم تمديدها وتوجيهها أثناء عملية النفخ، فعند تسخينها مرة أخرى، تميل السلاسل الجزيئية إلى العودة إلى حالة غير منتظمة، مما يؤدي إلى انكماش المنتج. تُستخدم هذه الخاصية على نطاق واسع في ملصقات الانكماش الحراري من PET، ولكنها قد تؤدي إلى تشوه الحاوية أو حتى تمزقها عند حمل المشروبات الساخنة.
2.3 تأثيرات درجات الحرارة المرتفعة على الخواص الكيميائية للمواد
لا تؤثر درجة الحرارة المرتفعة على الخواص الفيزيائية للمواد البلاستيكية فحسب، بل الأهم من ذلك أنها يمكن أن تؤدي إلى تغيرات كيميائية معقدة. بالنسبة لمواد PP، تحدث تفاعلات التحلل التأكسدي في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة. تعمل درجة الحرارة المرتفعة على تسريع أكسدة PP، مما ينتج عنه جذور حرة ومنتجات ثانوية منخفضة الوزن الجزيئي، مما يؤدي إلى شيخوخة المواد وتآكل السطح. إذا ظلت درجة الحرارة مرتفعة جدًا، فقد يؤدي ذلك إلى التحلل الكامل، وتوليد مركبات جزيئية صغيرة ضارة.
بعد التسخين لفترة طويلة في درجات حرارة عالية، سوف تتحلل السلاسل الجزيئية لمادة PP، مما ينتج عنه منتجات تحلل ذات وزن جزيئي منخفض. قد تشتمل منتجات التحلل هذه على مركبات عضوية متطايرة، وهيدروكربونات جزيئية صغيرة، وما إلى ذلك، والتي قد يكون لبعضها آثار ضارة على صحة الإنسان. أظهرت الدراسات أن PP يتحلل إلى مونومرات البروبيلين عند درجات حرارة تتجاوز 150 درجة مئوية. على الرغم من أن PP نفسه مقاوم للحرارة وغير سام، إلا أنه عند استخدامه في درجات حرارة تتجاوز 140 درجة مئوية لفترات طويلة، فإن المواد المضافة (مثل بعض الملدنات أو الملونات) قد تطلق مواد ضارة.
بالنسبة لمادة PET، تكون التغيرات الكيميائية في درجات الحرارة المرتفعة أكثر تعقيدًا. آلية التحلل الحراري لـ PET هي في المقام الأول تحلل جزيئي متغاير، أي أن الجزيء ينكسر في المنتصف، ويأخذ إلكترونًا. بسبب التأثير المحب للنواة لأكسجين الكربونيل على ذرة الهيدروجين عند الموضع β، إلى جانب قطبية الرابطة التي تربط ذرة الكربون ألفا بأكسجين الإستر وجاذبية كربون الكربونيل المشحون إيجابيا، يحدث تغيير في توزيع سحابة الإلكترون في الجزيء، مما يؤدي إلى انقسام الهيدروجين عند ذرة الكربون بيتا.
في درجات الحرارة المنخفضة (عادة أقل من 200 درجة مئوية)، تتحلل سلاسل PET الجزيئية بشكل رئيسي من خلال انقسام السلسلة الرئيسية. يؤدي التفاعل المتسلسل إلى انهيار السلاسل الجزيئية PET تدريجيًا، مما يؤدي في النهاية إلى إنتاج حمض التريفثاليك (TPA) وجلايكول الإيثيلين (EG). في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة (> 1600 كلفن)، تتحول آلية التحلل الحراري إلى عملية تهيمن عليها الجذور الحرة، حيث ينقسم EG إلى الفورمالديهايد أو الأسيتالديهيد، مما يؤدي إلى تكوين جزيئات غازية صغيرة.
إن تأثير درجة الحرارة على عملية انقسام السلسلة الجزيئية حساس للغاية. تشير الدراسات إلى أنه عند 1400 كلفن، تتحلل سلاسل PET الطويلة (في البداية 100 مونومر) ببطء، مع الحفاظ على أجزاء ذات وزن جزيئي مرتفع؛ بينما عند 1800-2000K، ينخفض طول السلسلة بشكل حاد خلال 200 ps، مما يؤدي إلى تسريع عملية التجزئة. تشير هذه النتيجة إلى أن التغيرات الصغيرة في درجة الحرارة يمكن أن تؤدي إلى تدهور كبير في خصائص مادة PET.
بعد التسخين لفترة طويلة في درجات حرارة عالية، سوف تتحلل السلاسل الجزيئية لمادة PP، مما ينتج عنه منتجات تحلل ذات وزن جزيئي منخفض. قد تشتمل منتجات التحلل هذه على مركبات عضوية متطايرة، وهيدروكربونات جزيئية صغيرة، وما إلى ذلك، والتي قد يكون لبعضها آثار ضارة على صحة الإنسان. أظهرت الدراسات أن PP يتحلل إلى مونومرات البروبيلين عند درجات حرارة تتجاوز 150 درجة مئوية. على الرغم من أن PP نفسه مقاوم للحرارة وغير سام، إلا أنه عند استخدامه في درجات حرارة تتجاوز 140 درجة مئوية لفترات طويلة، فإن المواد المضافة (مثل بعض الملدنات أو الملونات) قد تطلق مواد ضارة.
بالنسبة لمادة PET، تكون التغيرات الكيميائية في درجات الحرارة المرتفعة أكثر تعقيدًا. آلية التحلل الحراري لـ PET هي في المقام الأول تحلل جزيئي متغاير، أي أن الجزيء ينكسر في المنتصف، ويأخذ إلكترونًا. بسبب التأثير المحب للنواة لأكسجين الكربونيل على ذرة الهيدروجين عند الموضع β، إلى جانب قطبية الرابطة التي تربط ذرة الكربون ألفا بأكسجين الإستر وجاذبية كربون الكربونيل المشحون إيجابيا، يحدث تغيير في توزيع سحابة الإلكترون في الجزيء، مما يؤدي إلى انقسام الهيدروجين عند ذرة الكربون بيتا.
في درجات الحرارة المنخفضة (عادة أقل من 200 درجة مئوية)، تتحلل سلاسل PET الجزيئية بشكل رئيسي من خلال انقسام السلسلة الرئيسية. يؤدي التفاعل المتسلسل إلى انهيار السلاسل الجزيئية PET تدريجيًا، مما يؤدي في النهاية إلى إنتاج حمض التريفثاليك (TPA) وجلايكول الإيثيلين (EG). في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة (> 1600 كلفن)، تتحول آلية التحلل الحراري إلى عملية تهيمن عليها الجذور الحرة، حيث ينقسم EG إلى الفورمالديهايد أو الأسيتالديهيد، مما يؤدي إلى تكوين جزيئات غازية صغيرة.
إن تأثير درجة الحرارة على عملية انقسام السلسلة الجزيئية حساس للغاية. تشير الدراسات إلى أنه عند 1400 كلفن، تتحلل سلاسل PET الطويلة (في البداية 100 مونومر) ببطء، مع الحفاظ على أجزاء ذات وزن جزيئي مرتفع؛ بينما عند 1800-2000K، ينخفض طول السلسلة بشكل حاد خلال 200 ps، مما يؤدي إلى تسريع عملية التجزئة. تشير هذه النتيجة إلى أن التغيرات الصغيرة في درجة الحرارة يمكن أن تؤدي إلى تدهور كبير في خصائص مادة PET.
2.4 الاعتماد على درجة الحرارة لسلوك الهجرة المضافة
يعد سلوك هجرة المواد المضافة في المواد البلاستيكية في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة عاملاً مهمًا يؤثر على سلامة الأغذية. أظهرت الدراسات أن درجة الحرارة لها تأثير كبير على تعزيز الهجرة المضافة. عندما يتم زيادة درجة الحرارة من درجة حرارة الغرفة إلى 40 درجة مئوية، تزيد كمية هجرة مضادات الأكسدة بحوالي 50%؛ ومع زيادة درجة الحرارة إلى 60 درجة مئوية، ترتفع هذه النسبة إلى أكثر من 70%.
بالنسبة لمواد PP، تعمل درجة الحرارة المرتفعة على تسريع الحركة الجزيئية، كما تزيد الرطوبة العالية من درجة تورم مادة البولي بروبيلين وتوفر المزيد من وسط التفاعل. التأثير المشترك لكلاهما يعزز بشكل كبير هجرة مضادات الأكسدة. في بيئة بدرجة حرارة 40 درجة مئوية ورطوبة 85%، تكون كمية هجرة مضادات الأكسدة أعلى بعدة مرات مما كانت عليه في ظروف درجة الحرارة والرطوبة العادية، كما أن معدل الهجرة أسرع بشكل ملحوظ.
تعتبر الملدنات فئة مهمة أخرى من المواد المضافة، كما يتأثر سلوك هجرتها بشكل كبير بدرجة الحرارة. تتمتع الملدنات بقوة ربط ضعيفة مع البوليمرات، ومع ارتفاع درجة الحرارة، تتكثف الحركة الجزيئية، مما يجعلها تهاجر بسهولة خارج البلاستيك. الملدنات الفثالات عرضة للانتقال إلى الغذاء عند درجات حرارة عالية، وقد يكون للابتلاع على المدى الطويل آثار ضارة على صحة الإنسان.
بالنسبة لمواد PET، تتضمن هجرة المادة عند درجات الحرارة المرتفعة بشكل أساسي مواد مثل الأسيتالديهيد والأنتيمون. قد تطلق مواد PET كميات ضئيلة من الأنتيمون عند درجات حرارة عالية، وهو بقايا المحفز المستخدم في عملية إنتاج PET. لقد وجدت الدراسات أنه عندما تم ملء الزجاجات البلاستيكية من مادة PET بحمض أسيتيك بنسبة 4%، و10% إيثانول، و20% إيثانول، على التوالي، كانت كمية انتقال مادة الأنتيمون الضارة في الزجاجة التي تحتوي على حمض أسيتيك أعلى بكثير مما كانت عليه في الزجاجتين الأخريين. يشير هذا إلى أن خصائص محاكاة الغذاء تؤثر أيضًا على سلوك هجرة المواد.
يوضح نموذج معادلة أرينيوس أنه مقابل كل زيادة بمقدار 10 درجات مئوية في درجة الحرارة، يزيد معدل الهجرة بمقدار 2.3 مرة، كما يؤدي انخفاض وحدة درجة الحموضة بمقدار 1 إلى تسريع إطلاق الأنتيمون بنسبة 40%. توفر هذه النتيجة أساسًا كميًا لتقييم سلامة المواد البلاستيكية في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة، كما تذكر المستهلكين بإيلاء اهتمام خاص للتحكم في درجة الحرارة عند استخدام الحاويات البلاستيكية.
بالنسبة لمواد PP، تعمل درجة الحرارة المرتفعة على تسريع الحركة الجزيئية، كما تزيد الرطوبة العالية من درجة تورم مادة البولي بروبيلين وتوفر المزيد من وسط التفاعل. التأثير المشترك لكلاهما يعزز بشكل كبير هجرة مضادات الأكسدة. في بيئة بدرجة حرارة 40 درجة مئوية ورطوبة 85%، تكون كمية هجرة مضادات الأكسدة أعلى بعدة مرات مما كانت عليه في ظروف درجة الحرارة والرطوبة العادية، كما أن معدل الهجرة أسرع بشكل ملحوظ.
تعتبر الملدنات فئة مهمة أخرى من المواد المضافة، كما يتأثر سلوك هجرتها بشكل كبير بدرجة الحرارة. تتمتع الملدنات بقوة ربط ضعيفة مع البوليمرات، ومع ارتفاع درجة الحرارة، تتكثف الحركة الجزيئية، مما يجعلها تهاجر بسهولة خارج البلاستيك. الملدنات الفثالات عرضة للانتقال إلى الغذاء عند درجات حرارة عالية، وقد يكون للابتلاع على المدى الطويل آثار ضارة على صحة الإنسان.
بالنسبة لمواد PET، تتضمن هجرة المادة عند درجات الحرارة المرتفعة بشكل أساسي مواد مثل الأسيتالديهيد والأنتيمون. قد تطلق مواد PET كميات ضئيلة من الأنتيمون عند درجات حرارة عالية، وهو بقايا المحفز المستخدم في عملية إنتاج PET. لقد وجدت الدراسات أنه عندما تم ملء الزجاجات البلاستيكية من مادة PET بحمض أسيتيك بنسبة 4%، و10% إيثانول، و20% إيثانول، على التوالي، كانت كمية انتقال مادة الأنتيمون الضارة في الزجاجة التي تحتوي على حمض أسيتيك أعلى بكثير مما كانت عليه في الزجاجتين الأخريين. يشير هذا إلى أن خصائص محاكاة الغذاء تؤثر أيضًا على سلوك هجرة المواد.
يوضح نموذج معادلة أرينيوس أنه مقابل كل زيادة بمقدار 10 درجات مئوية في درجة الحرارة، يزيد معدل الهجرة بمقدار 2.3 مرة، كما يؤدي انخفاض وحدة درجة الحموضة بمقدار 1 إلى تسريع إطلاق الأنتيمون بنسبة 40%. توفر هذه النتيجة أساسًا كميًا لتقييم سلامة المواد البلاستيكية في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة، كما تذكر المستهلكين بإيلاء اهتمام خاص للتحكم في درجة الحرارة عند استخدام الحاويات البلاستيكية.
ثالثا. تقييم السلامة وتحليل المخاطر الصحية
3.1 تقييم سلامة مادة البولي بروبيلين
لقد تم الاعتراف على نطاق واسع بسلامة مادة PP في التطبيقات الملامسة للأغذية. وفقًا لمعيار GB 4806.7-2016، يجب ألا يتجاوز إجمالي انتقال مادة PP 10 ملجم/سم²، ويجب التحكم في الانتقال عند 100 درجة مئوية في حدود 8 ملجم/سم². يضمن هذا الحد أن مادة PP لن تشكل خطراً على الصحة في ظل ظروف الاستخدام العادية.
فيما يتعلق بالمواد المهاجرة المحددة، فإن المواد الرئيسية التي يجب التحكم فيها في مادة PP تشمل المعادن الثقيلة والمواد المضافة. وينص المعيار على ألا تتجاوز هجرة الرصاص 0.01 ملغم / كغم، ويجب ألا تتجاوز هجرة الكادميوم 0.002 ملغم / كغم، ويجب ألا تتجاوز هجرة الفورمالديهايد 15 ملغم / كغم. تعكس هذه الحدود للمعادن الثقيلة والفورمالدهيد الحماية الصارمة لصحة المستهلك وسلامته.
يعد النقل الإضافي جانبًا مهمًا لتقييم سلامة مادة البولي بروبيلين. يجب ألا تتجاوز هجرة مضادات الأكسدة BHT (هيدروكسيتولوين بوتيل) 0.05-0.5 مجم/كجم، ويجب ألا تتجاوز هجرة الملدنات DEHP (ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات) 0.3 مجم/كجم. على الرغم من أن هذه المواد المضافة لا تشكل خطراً على الصحة في ظل ظروف الاستخدام العادية، إلا أنها قد تنتقل تحت درجة حرارة عالية أو ظروف اتصال طويلة، لذلك يجب التحكم بشكل صارم في مستويات انتقالها.
أظهرت دراسة أجرتها مؤسسة بحثية أوروبية أن تبلور PPأكواب بلاستيكية يمكن التخلص منهايتغير بشكل ملحوظ بعد التسخين المسبق عند درجات حرارة مختلفة، مما يؤثر بدوره على سلوك هجرة المواد المضافة. وجدت الدراسة أنه بعد التسخين المسبق عند 70 درجة مئوية لمدة ساعتين، زادت هجرة المواد المضافة مثل 1-بالميتويلجليسرول، FCM رقم 500، وFCM رقم 808 مع تمديد وقت التسخين المسبق. تشير هذه النتيجة إلى أنه حتى المواد المقاومة للحرارة مثل PP لا تزال تتطلب الانتباه إلى خطر انتقال المواد المضافة في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة.
من المهم بشكل خاص ملاحظة أنه على الرغم من أن PP نفسه مقاوم للحرارة وغير سام، إذا تجاوزت درجة حرارة المعالجة نطاق تحملها بكثير (على سبيل المثال، أعلى من 140 درجة مئوية باستمرار)، فإن المواد المضافة (مثل بعض الملدنات أو الملونات) قد تطلق مواد ضارة (مثل نظائر ثنائي الفينول أ). ولذلك، عند استخدام حاويات PP للمشروبات الساخنة، ينبغي تجنب الاتصال لفترة طويلة مع السوائل التي تتجاوز 120 درجة مئوية.
فيما يتعلق بالمواد المهاجرة المحددة، فإن المواد الرئيسية التي يجب التحكم فيها في مادة PP تشمل المعادن الثقيلة والمواد المضافة. وينص المعيار على ألا تتجاوز هجرة الرصاص 0.01 ملغم / كغم، ويجب ألا تتجاوز هجرة الكادميوم 0.002 ملغم / كغم، ويجب ألا تتجاوز هجرة الفورمالديهايد 15 ملغم / كغم. تعكس هذه الحدود للمعادن الثقيلة والفورمالدهيد الحماية الصارمة لصحة المستهلك وسلامته.
يعد النقل الإضافي جانبًا مهمًا لتقييم سلامة مادة البولي بروبيلين. يجب ألا تتجاوز هجرة مضادات الأكسدة BHT (هيدروكسيتولوين بوتيل) 0.05-0.5 مجم/كجم، ويجب ألا تتجاوز هجرة الملدنات DEHP (ثنائي (2-إيثيل هكسيل) فثالات) 0.3 مجم/كجم. على الرغم من أن هذه المواد المضافة لا تشكل خطراً على الصحة في ظل ظروف الاستخدام العادية، إلا أنها قد تنتقل تحت درجة حرارة عالية أو ظروف اتصال طويلة، لذلك يجب التحكم بشكل صارم في مستويات انتقالها.
أظهرت دراسة أجرتها مؤسسة بحثية أوروبية أن تبلور PPأكواب بلاستيكية يمكن التخلص منهايتغير بشكل ملحوظ بعد التسخين المسبق عند درجات حرارة مختلفة، مما يؤثر بدوره على سلوك هجرة المواد المضافة. وجدت الدراسة أنه بعد التسخين المسبق عند 70 درجة مئوية لمدة ساعتين، زادت هجرة المواد المضافة مثل 1-بالميتويلجليسرول، FCM رقم 500، وFCM رقم 808 مع تمديد وقت التسخين المسبق. تشير هذه النتيجة إلى أنه حتى المواد المقاومة للحرارة مثل PP لا تزال تتطلب الانتباه إلى خطر انتقال المواد المضافة في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة.
من المهم بشكل خاص ملاحظة أنه على الرغم من أن PP نفسه مقاوم للحرارة وغير سام، إذا تجاوزت درجة حرارة المعالجة نطاق تحملها بكثير (على سبيل المثال، أعلى من 140 درجة مئوية باستمرار)، فإن المواد المضافة (مثل بعض الملدنات أو الملونات) قد تطلق مواد ضارة (مثل نظائر ثنائي الفينول أ). ولذلك، عند استخدام حاويات PP للمشروبات الساخنة، ينبغي تجنب الاتصال لفترة طويلة مع السوائل التي تتجاوز 120 درجة مئوية.
3.2 تقييم سلامة مادة PET
يعد تقييم سلامة مادة PET أكثر تعقيدًا، ويشتمل بشكل أساسي على المواد الضارة المختلفة التي قد تطلقها عند درجات حرارة عالية. وفقًا للمعايير الوطنية، فإن المواد الرئيسية التي يجب التحكم فيها في مواد PET تشمل الأسيتالديهيد والأنتيمون وحمض التريفثاليك والإيثيلين جلايكول.
الأسيتالديهيد هو أحد المواد الرئيسية التي تنطلق من مواد PET عند درجات حرارة عالية. وينص المعيار على ألا تتجاوز كمية انتقال الأسيتالديهيد 50 ميكروغرام/لتر. الأسيتالديهيد له رائحة مزعجة، وقد يكون للابتلاع بتركيز عالٍ آثار ضارة على جسم الإنسان. أظهرت الدراسات أن زجاجات PET تتحلل بسهولة وتطلق كميات ضئيلة من الأسيتالديهيد تحت درجات حرارة عالية أو التعرض لأشعة الشمس، وقد يؤدي تراكمها على المدى الطويل إلى زيادة خطر الإصابة بالسرطان.
الأنتيمون هو محفز يستخدم في إنتاج PET وهو سام بيولوجيا. ينص معيار GB 4806.7-2016 بوضوح على أن كمية انتقال الأنتيمون في زجاجات المشروبات PET يجب ألا تتجاوز 0.05 ملغم / لتر. يمكن أن يدخل الأنتيمون إلى جسم الإنسان من خلال الجلد والجهاز الهضمي وما إلى ذلك، مما يتسبب في تلف الأنسجة والأعضاء مثل الجلد والقلب والكبد والكلى. لقد وجدت الدراسات أنه عند درجة حرارة 60 درجة مئوية وعند الوصول إلى توازن الهجرة، تزداد كمية الأنتيمون المنتقلة من رقائق PET (rPET) المعاد تدويرها إلى المحاكيات الغذائية المختلفة مقارنة بزجاجات مشروبات PET الأصلية.
يعد حمض تيريفثاليك وجلايكول الإيثيلين من الوحدات المكونة لسلسلة PET الجزيئية ويتم إطلاقهما عند تحللهما في درجات حرارة عالية. وتنص المواصفة القياسية على ألا تتجاوز كمية هجرة حمض التريفثاليك 7.5-30 مجم/كجم، ويجب ألا تتجاوز كمية هجرة جلايكول الإيثيلين 10-30 مجم/كجم. وقد يكون لهذه المواد تأثيرات مهيجة لجسم الإنسان عند تناولها بتركيزات عالية.
ترتبط سلامة مادة PET أيضًا ارتباطًا وثيقًا بظروف استخدامها. أظهرت الدراسات أن مواد PET قد تطلق كميات ضئيلة من الأنتيمون في درجات حرارة عالية، في حين أن مواد PP، بعد التسخين لفترة طويلة في درجات حرارة عالية، تتعرض لكسر السلسلة الجزيئية، مما ينتج منتجات تحلل منخفضة الوزن الجزيئي. طالما أن المنتجات البلاستيكية المصنوعة من مادة PET الموجودة في السوق تتوافق مع المعايير الوطنية ويتم تخزينها في ظل ظروف مناسبة ولفترات مناسبة، فإن كمية المواد الضارة المهاجرة ستكون أقل من الكمية القياسية ولن تشكل خطراً على صحة جسم الإنسان. ومع ذلك، إذا أعيد استخدامها بشكل متكرر، أو إذا تم تغيير المحتويات، أو إذا تم تخزينها في ظروف غير مناسبة، فقد تصبح الزجاجات البلاستيكية الآمنة غير آمنة.
الأسيتالديهيد هو أحد المواد الرئيسية التي تنطلق من مواد PET عند درجات حرارة عالية. وينص المعيار على ألا تتجاوز كمية انتقال الأسيتالديهيد 50 ميكروغرام/لتر. الأسيتالديهيد له رائحة مزعجة، وقد يكون للابتلاع بتركيز عالٍ آثار ضارة على جسم الإنسان. أظهرت الدراسات أن زجاجات PET تتحلل بسهولة وتطلق كميات ضئيلة من الأسيتالديهيد تحت درجات حرارة عالية أو التعرض لأشعة الشمس، وقد يؤدي تراكمها على المدى الطويل إلى زيادة خطر الإصابة بالسرطان.
الأنتيمون هو محفز يستخدم في إنتاج PET وهو سام بيولوجيا. ينص معيار GB 4806.7-2016 بوضوح على أن كمية انتقال الأنتيمون في زجاجات المشروبات PET يجب ألا تتجاوز 0.05 ملغم / لتر. يمكن أن يدخل الأنتيمون إلى جسم الإنسان من خلال الجلد والجهاز الهضمي وما إلى ذلك، مما يتسبب في تلف الأنسجة والأعضاء مثل الجلد والقلب والكبد والكلى. لقد وجدت الدراسات أنه عند درجة حرارة 60 درجة مئوية وعند الوصول إلى توازن الهجرة، تزداد كمية الأنتيمون المنتقلة من رقائق PET (rPET) المعاد تدويرها إلى المحاكيات الغذائية المختلفة مقارنة بزجاجات مشروبات PET الأصلية.
يعد حمض تيريفثاليك وجلايكول الإيثيلين من الوحدات المكونة لسلسلة PET الجزيئية ويتم إطلاقهما عند تحللهما في درجات حرارة عالية. وتنص المواصفة القياسية على ألا تتجاوز كمية هجرة حمض التريفثاليك 7.5-30 مجم/كجم، ويجب ألا تتجاوز كمية هجرة جلايكول الإيثيلين 10-30 مجم/كجم. وقد يكون لهذه المواد تأثيرات مهيجة لجسم الإنسان عند تناولها بتركيزات عالية.
ترتبط سلامة مادة PET أيضًا ارتباطًا وثيقًا بظروف استخدامها. أظهرت الدراسات أن مواد PET قد تطلق كميات ضئيلة من الأنتيمون في درجات حرارة عالية، في حين أن مواد PP، بعد التسخين لفترة طويلة في درجات حرارة عالية، تتعرض لكسر السلسلة الجزيئية، مما ينتج منتجات تحلل منخفضة الوزن الجزيئي. طالما أن المنتجات البلاستيكية المصنوعة من مادة PET الموجودة في السوق تتوافق مع المعايير الوطنية ويتم تخزينها في ظل ظروف مناسبة ولفترات مناسبة، فإن كمية المواد الضارة المهاجرة ستكون أقل من الكمية القياسية ولن تشكل خطراً على صحة جسم الإنسان. ومع ذلك، إذا أعيد استخدامها بشكل متكرر، أو إذا تم تغيير المحتويات، أو إذا تم تخزينها في ظروف غير مناسبة، فقد تصبح الزجاجات البلاستيكية الآمنة غير آمنة.
3.3 تقييم المخاطر الصحية للاستخدام على المدى الطويل
المخاطر الصحية المرتبطة باستخدام المتاح على المدى الطويلأكواب بلاستيكية شفافةتشكل مصدر قلق كبير للمستهلكين. تشير الدراسات إلى أن التعرض لفترات طويلة للمنتجات البلاستيكية التي يمكن التخلص منها يمكن أن يغير الكائنات الحية الدقيقة في الأمعاء، ويؤدي إلى استجابات التهابية وإجهاد مؤكسد، مما يؤدي إلى تلف عضلة القلب وأمراض القلب والأوعية الدموية. يمكن للمواد الكيميائية المسببة لاضطرابات الغدد الصماء والتي توجد عادة في المنتجات البلاستيكية، مثل ثنائي الفينول أ (BPA) والفثالات (PAEs)، أن تعطل التوازن الهرموني وتؤثر على صحة القلب والأوعية الدموية.
توفر التجارب على الحيوانات أدلة أكثر مباشرة. وقد وجدت الدراسات أن المواد المرتشحة من البلاستيك المعرضة للماء الساخن تسببت في أضرار مرضية كبيرة لأنسجة عضلة القلب لدى الفئران وزيادة الاستجابات الالتهابية. على الرغم من عدم وجود معايير واضحة للسلامة في الوقت الحالي، تشير التجارب على الحيوانات إلى أن التعرض لجرعات منخفضة على المدى الطويل قد يؤدي إلى اضطرابات التمثيل الغذائي، وتلف الأعضاء، والالتهابات.
ولا ينبغي أيضًا تجاهل المخاطر الصحية للجسيمات البلاستيكية الدقيقة والجسيمات البلاستيكية النانوية. تشير الدراسات إلى أن اللدائن الدقيقة واللدائن النانوية التي تغزو أنسجة الشريان السباتي تزيد من خطر الإصابة بأمراض القلب والسكتة الدماغية والوفاة. قد تعبر هذه الجزيئات الصغيرة حاجز الدم في الدماغ، مما يؤدي إلى التهاب الدماغ. تلف الغشاء المخاطي في الأمعاء، مما يؤدي إلى اختلال التوازن الميكروبي واضطرابات الجهاز الهضمي. والتعرض على المدى الطويل قد يسبب خللاً في المناعة، مما يزيد من خطر الإصابة بأمراض المناعة الذاتية.
بالنسبة لمواد PET، فإن مخاطر الاستخدام المتكرر على المدى الطويل تكون أكثر وضوحًا. تم تصميم زجاجات PET للاستخدام مرة واحدة، وقد يؤدي الاستخدام المتكرر إلى التآكل أو الخدوش، مما يزيد من خطر نمو البكتيريا أو تدهور المواد. لقد وجدت الدراسات أن الزجاجات البلاستيكية من مادة PET قد تطلق مادة مسرطنة DEHP بعد 10 أشهر من الاستخدام. تشير هذه النتيجة إلى أنه يجب على المستهلكين اتباع تعليمات الاستخدام بدقة وتجنب الاستخدام المتكرر على المدى الطويل للأكواب البلاستيكية الشفافة المصنوعة من مادة PET.
توفر التجارب على الحيوانات أدلة أكثر مباشرة. وقد وجدت الدراسات أن المواد المرتشحة من البلاستيك المعرضة للماء الساخن تسببت في أضرار مرضية كبيرة لأنسجة عضلة القلب لدى الفئران وزيادة الاستجابات الالتهابية. على الرغم من عدم وجود معايير واضحة للسلامة في الوقت الحالي، تشير التجارب على الحيوانات إلى أن التعرض لجرعات منخفضة على المدى الطويل قد يؤدي إلى اضطرابات التمثيل الغذائي، وتلف الأعضاء، والالتهابات.
ولا ينبغي أيضًا تجاهل المخاطر الصحية للجسيمات البلاستيكية الدقيقة والجسيمات البلاستيكية النانوية. تشير الدراسات إلى أن اللدائن الدقيقة واللدائن النانوية التي تغزو أنسجة الشريان السباتي تزيد من خطر الإصابة بأمراض القلب والسكتة الدماغية والوفاة. قد تعبر هذه الجزيئات الصغيرة حاجز الدم في الدماغ، مما يؤدي إلى التهاب الدماغ. تلف الغشاء المخاطي في الأمعاء، مما يؤدي إلى اختلال التوازن الميكروبي واضطرابات الجهاز الهضمي. والتعرض على المدى الطويل قد يسبب خللاً في المناعة، مما يزيد من خطر الإصابة بأمراض المناعة الذاتية.
بالنسبة لمواد PET، فإن مخاطر الاستخدام المتكرر على المدى الطويل تكون أكثر وضوحًا. تم تصميم زجاجات PET للاستخدام مرة واحدة، وقد يؤدي الاستخدام المتكرر إلى التآكل أو الخدوش، مما يزيد من خطر نمو البكتيريا أو تدهور المواد. لقد وجدت الدراسات أن الزجاجات البلاستيكية من مادة PET قد تطلق مادة مسرطنة DEHP بعد 10 أشهر من الاستخدام. تشير هذه النتيجة إلى أنه يجب على المستهلكين اتباع تعليمات الاستخدام بدقة وتجنب الاستخدام المتكرر على المدى الطويل للأكواب البلاستيكية الشفافة المصنوعة من مادة PET.
ما هي فوائد صناديق تناول الطعام القابلة للتحلل؟
لماذا تتجه حاويات تناول الطعام في الخارج الصديقة للبيئة والقابلة للتحلل؟
مقالات لها صلة
لقد بحثت عن صناديق طعام صيني جاهز سعة 4 أونصات — لكن ما تحتاجه فعليًا قد لا يكون صندوقًا ورقيًا على الإطلاق. الصندوق الورقي المطوي ذو المقبض السلكي يبدو أيقونيًا، لكن بالنسبة لحصص الصلصة أو التتبيلة سعة 4 أونصات،
بديل لصناديق الطعام الصيني الجاهز سعة 4 أونصات — أكواب حصص شفافة من PP
هل تبحث عن حاويات طعام بلاستيكية جاهزة بأغطية بالجملة؟ كل حاوية نشحنها تتضمن غطاءً مطابقًا — ليس كإضافة اختيارية،
بيع بالجملة لحاويات الطعام البلاستيكية الجاهزة بأغطية | صناديق طعام من PP بالجملة
إرسال رسالة