Polimery to materiały, które obecne są w naszym życiu niemalże wszędzie - od ubrań i butów, po elementy konstrukcyjne w naszych samochodach i sprzętach elektronicznych. Jednym z problemów związanych z produkcją i użytkowaniem polimerów jest jednak ich zapach. Niektóre polimery mogą wydzielać nieprzyjemną woń, która może wpłynąć na jakość produktu końcowego lub nastrój użytkownika. Dlatego też, wraz z rozwojem technologii przetwarzania i modyfikacji tworzyw polimerowych oraz wzrostem wymagań konsumentów, powstały środki zapachowe z przeznaczeniem do materiałów polimerowych.
Ze względu na to, że większość substancji zapachowych jest bardzo lotna, ich skuteczne wykorzystanie wymaga zastosowania odpowiedniego nośnika, który zabezpieczy i utrwali zapach. W tym kontekście polimery stanowią obiecujący materiał matrycy, ze względu na swoją wszechstronność i niski koszt. Dlatego też coraz więcej producentów w przemyśle tworzyw sztucznych wykorzystuje polimery jako nośniki zapachu w swoich produktach. Ostatecznie, stosowanie środków zapachowych do polimerów ma na celu poprawę jakości produktów i zwiększenie satysfakcji klientów. Jest to szczególnie ważne w przypadku produktów, które mają bezpośredni kontakt z ludźmi, takich jak meble, zabawki, artykuły spożywcze i medyczne.
Bardzo ważne są aspekty związane ze stosowaniem środków zapachowych w przemyśle tworzyw sztucznych, w tym: wpływ rodzaju i ilości środka zapachowego na właściwości mechaniczne i termiczne polimerów, nowatorskie metody produkcji mikrokapsułek z zapachami, wykorzystanie polimerów jako nośników dla substancji zapachowych, czy też różne aplikacje związane z aktywnym opakowaniem [1–4].
Substancje zapachowe są zwykle wprowadzane do przedmieszek w celu późniejszego ich dodania podczas wytłaczania lub formowania wyrobów z tworzyw sztucznych. Zamiast bardziej tradycyjnych metod uwalniania substancji zapachowych do środowiska, takich jak saszetki, świece i spraye, substancje zapachowe są obecnie coraz częściej umieszczane w towarach konsumpcyjnych, takich jak kosze na pranie, pojemniki do przechowywania i korki do zlewów, aby nadać zapach środowisku. W zastosowaniach przemysłowych, takich jak zapachy dla hoteli, biur i miejsc publicznych, zapachy są kapsułkowane zarówno w polimerach, jak i włóknach. Domowe systemy dyfuzorów zapachowych, które w przeszłości wykorzystywały płyny lub żele, zmierzają obecnie w kierunku stosowania zapachu zamkniętego w stałym polimerze. Zapachy dostarczane w różnych detalach wykonanych z tworzyw są wykorzystywane w sklepach do tworzenia nastroju i mogą być wykorzystywane do celów marketingowych, zwracając uwagę konsumentów na produkty, szczególnie w opakowaniach do żywności i napojów.
Inne zastosowania tworzyw sztucznych obejmują saszetki wypełnione pachnącymi plastikowymi kulkami i odświeżacze powietrza w pomieszczeniach. Maskowanie nieprzyjemnych zapachów w zastosowaniach takich jak worki na śmieci lub domowe pojemniki na chemikalia to również obszar, w którym zapachy mogą pomóc.
Istnieją różne sposoby, aby materiał polimerowy stopniowo wydzielał odpowiedni zapach w czasie jego użytkowania. Jednym z nich jest stosowanie środków zapachowych o przedłużonej trwałości, które są zaprojektowane specjalnie do tego celu. Takie środki zapachowe zwykle zawierają związki, które uwalniają się stopniowo z polimeru i utrzymują jego zapach przez dłuższy czas. Innym sposobem na zapewnienie długotrwałego zapachu polimeru jest zastosowanie specjalnych powłok lub warstw ochronnych, które zabezpieczają zapach przed wpływem czynników zewnętrznych, takich jak światło i temperatura. Takie powłoki mogą być nanoszone na powierzchnię polimeru w procesie produkcji wyrobu lub aplikowane na jego powierzchni w kolejnym etapie, z wykorzystaniem sprayów lub płynów. Ważne jest jednak, aby pamiętać, że zapach polimerów może wpłynąć na jakość produktu końcowego lub nastrój użytkownika. Dlatego też, przy wyborze środka zapachowego i sposobu jego aplikacji, należy wziąć pod uwagę jego wpływ na odbiorców końcowych oraz środowisko.
Sieć Badawcza Łukasiewicz – IMPiB specjalizuje się m.in. w badaniach właściwości materiałów polimerowych oraz prowadzi prace nad nowymi technologiami wytwarzania i aplikowania tych materiałów. Naukowcy z Łukasiewicz - IMPiB również prowadzą badania nad zastosowaniem środków zapachowych w polimerach i opracowali gamę produktów zapachowych w postaci granulatów. Produkty te charakteryzują się wysoką jakością i intensywnością zapachu, a także trwałością i stabilnością zapachu w czasie. Kompozycje te są dostępne w różnych wariantach zapachowych, co pozwala na ich dostosowanie do indywidualnych potrzeb klientów. Oprócz powyższego wykazują przede wszystkim korzystne właściwości przetwórcze. W przeprowadzonych badaniach nad wytłaczaniem biodegradowalnych polietylenowych folii płaskich oraz rękawowych okazało się, że nawet niewielki dodatek granulatu, pełniącego funkcję koncentratu zapachowego, w ilości 1% masowego, powoduje wyczuwalny zapach na całej powierzchni produktu foliowego.
Opracowane kompozycje mogą znaleźć zastosowanie m.in. w przemyśle:
- opakowaniowym - do zapachowego pakowania kosmetyków, środków czystości, żywności (np. suszonych owoców, słodyczy), suplementów diety;
- samochodowym - do produkcji zapachowych wieszaków na lusterko, dywaników czy też pokrowców na siedzenia, które dodają przyjemny zapach we wnętrzu samochodu;
- odzieżowym - do produkcji akcesoriów sklepowych (wieszaków, manekinów, stojaków) nadających odzieży i tkaninom przyjemny zapach;
- turystycznym - do produkcji zapachowych elementów dekoracyjnych i dyfuzorów zapachowych, które tworzą atmosferę w hotelach, spa i innych miejscach wypoczynku;
- gospodarstwa domowego - np. zapachowe worki na śmieci, reklamówki, szczoteczki do zębów, odświeżacze powietrza.
Technologia opracowana w Łukasiewicz - IMPiB pozwala na podwojenie ilości esencji zapachowej wprowadzanej do obecnie stosowanych granulatów, możliwość wyboru i personalizację pod kątem 54 zapachów, które można wprowadzić w ponad 20 rodzajach polimerów, w tym do materiałów biodegradowalnych. Wytwarzane produkty charakteryzują się trwałością zapachu i długotrwałym uwalnianiem go na stałym poziomie.
Beata Swinarew
Literatura
[1] http://www.plastemart.com/plastic-technical-articles/new-method-to-give-long-lasting-fragrance-to-plastics-and-polymer-based-materials/1908#
[2] Min Wei et al 2020 Mater. Res. Express 7 082001; DOI 10.1088/2053-1591/aba90d
[3] Hongbin Zhao et al.; Materials (Basel). 2019 Feb; 12(3), p. 393. doi: 10.3390/ma12030393
[4] Rajnish Kaur et al; Journal of Controlled Release 285, (201) p. 81-95; https://doi.org/10.1016/j.jconrel.2018.07.008
Sieć Badawcza Łukasiewicz to jedna z największych sieci badawczych w Europie. Dostarcza atrakcyjne, kompletne i konkurencyjne rozwiązania technologiczne. Oferuje biznesowi unikalny system „rzucania wyzwań”, dzięki któremu grupa 4500 naukowców w nie więcej niż 15 dni roboczych przyjmuje wyzwanie biznesowe i proponuje opracowanie skutecznego rozwiązania. Przedsiębiorca nie ponosi żadnych kosztów związanych z opracowaniem pomysłu na prace badawcze, może zdecydować się na kontakt nie tylko przez formularz na stronie internetowej https://lukasiewicz.gov.pl/biznes/, ale także w ponad 50 lokalizacjach: Instytutach Łukasiewicza i ich oddziałach w całej Polsce. Zobacz także: https://lukasiewicz.gov.pl/images/Raport-Lukasiewicza-2019-2020-Nauka-dla-Przyszlosci.pdf
