Методические указания по осуществлению государственного санитарного надзора за производством и применением полимерных материалов класса полиолефинов, предназначенных для контакта с пищевыми продуктами

ВВЕДЕНИЕ

Синтетические полимерные материалы класса полиолефинов (полиэтилен разной плотности; полипропилен различных технологических схем получения; полибутен; полиметилпентен; сополимеры этилена с пропиленом, пропилена с этиленом, этилена с бутиленом; модифицированные марки этих полимеров) находят все более широкое использование в пищевой промышленности и других отраслях агропромышленного комплекса. Они предназначены для изготовления жесткой тары (всевозможных емкостей, тары, посуды), пленочных упаковочных изделий (пакетов, полужесткой тары тубного типа), деталей продовольственных машин и холодильников, фильтрующих материалов, прокладок и укупорочных средств, в составе комбинированных упаковочных материалов.

Полиолефины относятся к высокомолекулярным углеводородам алифатического ряда, получаемых полимеризацией соответствующих олефинов (этилена, пропилена, бутилена и т.д.), которые и являются структурными звеньями их цепных макромолекул линейного строения. В действующих технологических схемах промышленного масштаба можно выделить два основных метода полимеризации олефинов:

1. При высоком давлении и температуре с использованием в качестве инициаторов кислорода или органических пероксидов (полиэтилен высокого давления низкой плотности).

2. При небольшом давлении и температуре с применением металлорганических катализаторов:

а) в суспензии или в растворе (полиэтилены низкого и среднего давления; сополимеры этилена с пропиленом или бутиленом, пропилена с этиленом; полибутилен, полиметилпентен).

б) в газовой фазе (полиэтилен высокой плотности газофазный).

В качестве полимеризационной среды и для удаления из полиолефинов металлорганических катализаторов используют растворители (спирты - изопропиловый, пропиловый, бутиловый, изобутиловый, метиловый; бензин; гептан и др.). В свою очередь остатки растворителей удаляют сушкой полимеров. Наиболее распространенными составными элементами катализаторов являются: алюминий, титан, хром, ванадий, магний, кремний.

С целью предохранения от деструкции и старения полиолефины перерабатываются с добавкой стабилизаторов (антиоксидантов) и стабилизирующих систем синергичного действия. Стабилизаторы и другие добавки (наполнители, модифицирующие агенты, красители, пигменты и др.) для полиолефинов, предназначенных к использованию в пищевой промышленности, выбираются из числа разрешенных Минздравом СССР.

Исследователи полиолефинов отечественного производства установили, что гигиенические показатели изделий и вытяжек (появление запаха, привкуса) находятся в прямой зависимости от содержания в полимере низкомолекулярных фракций и остаточных количеств растворителей, а также от интенсивности миграции в модельные среды низкомолекулярных фракций, растворителей и окисляемых органических веществ. Марки полиолефинов, получившие положительную гигиеническую оценку, отличаются миграцией незначительных количеств химических веществ, характеризующихся малой токсичностью.

При решении вопроса о возможности использования полиолефинов в пищевой промышленности лимитирующим показателем является специфический запах, который появляется у изделий (прежде всего, жестких емкостных закрытого типа) с повышением температуры окружающей среды.

Появление запаха у полиолефиновых изделий является отражением сложных процессов, обусловленных, с одной стороны, выделением комплекса летучих веществ в результате деструкции материала (полимера, низкомолекулярных фракций, ингредиентов рецептуры) при его высокотемпературной переработке (грануляции, получении изделий), а с другой - миграцией остатков технологических веществ (растворителей и др.)*.

________________

* Применительно к изученным полиолефинам катализаторы и добавки (стабилизаторы, антиоксиданты и др.) не имеют (до определенной величины содержания в материале) ведущего гигиенического значения, поскольку в этих случаях из полиолефиновых изделий в модельные среды не мигрируют. В свою очередь допустимые величины содержания в полиолефинах добавок и катализаторов находят отражение в соответствующих разрешениях Министерства здравоохранения СССР. То же самое относится к индексу текучести расплава и содержанию в полимере атактической фракции. Исходные мономеры-олефины - малотоксичные соединения, но имеют специфический запах. Поэтому даже небольшое содержание их в полимере может (наряду с другими факторами) влиять на органолептические показатели материала (изделий).

Поэтому для получения изделий с удовлетворительными органолептическими показателями, прежде всего, необходим контроль за соблюдением температурных режимов на всех стадиях переработки*. Оптимальные параметры переработки отражены в нормативно-технической документации (НТД) на конкретные виды полиолефинов. Там приведены следующие показатели: индекс текучести расплава, отражающий величину средней молекулярной массы полимера, содержание в полимере атактической фракции и остатков растворителей (характеризующие наличие суммы низкомолекулярных соединений, включая низкомолекулярные фракции; растворители и другие технологические вещества), зольность (свидетельствующие о присутствии в полимере остатков катализаторов - соединений металлов) и содержание добавок.

_______________

* Переработка при температурах, превышающих рекомендуемые, приводит к резкому ухудшению органолептических показателей изделий (и вытяжек) и сопровождается образованием и миграцией продуктов термоокислительной деструкции (в том числе формальдегида).