ИСПАРЯЕМОСТЬ АНТИОКСИДАНТОВ ИЗ ПОЛИЭТИЛЕНОВОЙ УПАКОВКИ В ВОЗДУШНУЮ СРЕДУ

Воробьева Е.В., к.х.н., доц.;
Лин Д.Г., д.т.н., проф.
УО «ГГУ им.Ф.Скорины», Гомель, Беларусь

ИСПАРЯЕМОСТЬ АНТИОКСИДАНТОВ ИЗ ПОЛИЭТИЛЕНОВОЙ УПАКОВКИ В ВОЗДУШНУЮ СРЕДУ

В настоящее время постоянно увеличивается объем производства упаковочных материалов. Желание производителей уменьшить объем и массу упаковки приводит к уменьшению использования в качестве упаковочного материала стекла, металла, древесины и к увеличению применения полимеров, которые в чистом, как правило, не используются. Низкомолекулярные добавки к полимерам (например, антиоксиданты, пластификаторы, процессинговые добавки и т.д.) улучшают функциональные свойства пластмасс и переработку материала в изделия. При этом влияние этих веществ на безопасность и качество упакованного продукта (особенно, если это пищевой продукт) является обычно негативным [1-3]. Отсюда важным является изучение самого процесса улетучивания (испаряемости) антиокислительных добавок из полимера в окружающую среду [3, 4]. Целью настоящей работы явилось изучение миграции антиоксидантов (аминного и фенольного типов) из полиэтиленовых пленок в воздушную среду.
Основным объектом исследований являлся порошкообразный нестабилизированный полиэтилен низкого давления (ГОСТ 16338-85, марка 20308-005) в который вводили антиоксиданты. В качестве таких добавок использовали фенольный антиоксидант – ирганокс 1010 (4-окси-3,5-ди-трет-бутилпропионовой кислоты пентаэритриновый эфир) и аминный антиоксидант – неозон Д (N-фенилнафтиламин). Эти вещества относятся к широко распространённым промышленным антиоксидантам радикального типа. В эксперименте также использовался наполнитель – оксид кремния SiO2 («Ковелос», ТУ 2168-002-14344269-09), удельная поверхность 300 м2/г).
Исарение антиоксидантов изучали гравиметрическим методом, используя для этого аналитические весы  ВЛР-200 (погрешность ±0,15 мг). В исследовании использовали полиэтиленовые пленки, содержащие разные количества антиоксидантов. Для этого порошок полиэтилена смачивали раствором антиоксиданта в ацетоне. После полного высушивания растворителя на воздухе из полученной порошковой смеси методом термического прессования (температура 150С, время 30-90 с.) получали пленки толщиной 100 мкм. Полученные пленки взвешивали и помещали в термошкафы, в которых их подвергали воздействию температуры 100С, после чего осуществляли контроль массы испытуемых пленок.
В ходе эксперимента выявлено, что пленки, содержащие фенольный антиоксидант, практически не изменяли своей массы. В тоже время пленки, содержащие неозон Д, существенно потеряли в массе, что указывает на процесс активного испарения антиоксиданта из полиэтилена в атмосферу. Результаты эксперимента представлены на рисунке 1, кривые 1, 2. Видно, что после 8 часов термообработки при 100 °С из пленки, содержащей неозон Д улетучивается более половины антиоксиданта (рис.1, кривая 2).
Предпологалось, что дополнительное введение в пленку наполнителя, адсорбирующего антиоксидант, уменьшит испарение неозона Д в атмосферу. Для проверки этого предположения изготавливали пленки содержащие кроме антиоксиданта неозона Д 1% SiO2. Результаты эксперимента подтвердили высказанное предположение (рис.1, кривая 3).


Таким образом, процесс испарения антиоксидантов в первую очередь зависит от их природы, их склонности к улетучиванию при температуре эксплуатации (волатильность антиоксидантов). Из исследованных антиоксидантов наиболее подвержен испарению в атмосферу неозон Д. Введение в пленку наполнителя, характеризующегося высоким значением удельной поверхности и, следовательно, хорошими адсорбционными свойствами, сдерживает этот процесс. Испарения ирганокса 1010 из пленки практически не происходит.  

Список использованных источников: 1. Ramos M., Beltrán A., Peltzer M., Garrigós M. Release and antioxidant activity of carvacrol and thymol from polypropylene active packaging films // Lebensmittel-Wissenschaft und Technologie.– 2014.– №10.– Vol. 58.– Р. 470-477. 2. K. Bhunia, S. Sablani, J. Tang, B. Rasco Migration of Chemical Compounds from Packaging Polymers during Microwave, Conventional Heat Treatment, and Storage \\  Institute of Food Technologists.– 2013.–Vol.12.– Р. 524. 3. Goydan R., Schwope A.D, Reid R.C., Cramer G. High-temperature migration of antioxidants from polyolefins. // Food Addit Contam.– 1990.– Vol. 7.– № 3.– Р.323-337. 4. Reinas I., Oliveira J., Pereira J., Machado F., Poças MF. Migration of two antioxidants from packaging into a solid food and into Tenax® // Food Control.– 2012.– Vol.28. – Р. 333–337.