1. Uvod
U modernoj industriji ambalaže za hranu, polipropilen (PP) i polietilen tereftalat (PET) naširoko se koriste kao glavni termoplasti. PP je polu-kristalni polimer, a metilne skupine koje se granaju iz njegovog glavnog ugljikovog lanca daju mu izvrsnu kemijsku otpornost i fleksibilnost. Može izdržati kontinuirane temperature do 146 stupnjeva i ima jaku otpornost na kiseline, baze i otapala. PET nastaje polikondenzacijom tereftalne kiseline i etilen glikola. Aromatični prstenovi u njegovoj strukturi linearnog lanca stvaraju "vijugav put", dajući mu izvrsnu prozirnost, izdržljivost i svojstva barijere, posebno u izvedbi barijere za plin.
2. Usporedba osnovnih svojstava PP i PET materijala
2.1 Molekularna struktura i osnovna svojstva
PP je polu{0}}kristalna termoplastika gustoće od 0,89-0,92 g/cm³. Lagan je, ima temperaturu obrade od 220-280 stupnjeva, zahtijeva umjerenu potrošnju energije i ne zahtijeva složen tretman sušenja, što rezultira značajnim troškovnim prednostima.
PET je visokokristalni polimer gustoće 1,33-1,45 g/cm³. Njegova prozirnost je blizu stakla, ali zahtijeva temperaturu obrade iznad 280 stupnjeva i strogo sušenje; u protivnom će to utjecati na njegovu prozirnost i snagu. Međutim, njegova mala težina može smanjiti troškove prijevoza.
2.2 Usporedba fizičkih svojstava
PP ima izvrsnu žilavost i otpornost na zamor, a njegove performanse se ne pogoršavaju čak ni nakon opetovanog savijanja i istezanja, što ga čini pogodnim zaspremnici za hranu za ponetikoji se često otvaraju, poput posuda za čuvanje hrane. Njegov raspon-otpornosti na niske temperature je -20~-30 stupnjeva, što je bolje od -10~0 stupnjeva PET-a, što ga čini prikladnijim za pakiranje smrznute hrane.
PET ima veću čvrstoću i tvrdoću, s vlačnom čvrstoćom od 40-70 MPa, daleko premašujući 20-40 MPa PP-a. Otporan je na-udarce i stabilan je dimenzija, što ga čini prikladnim za-teške ili dugotrajne primjene pod pritiskom kao što su boce za piće i farmaceutska ambalaža.
2.3 Usporedba kemijskih svojstava
PP ima izvanrednu kemijsku stabilnost i može izdržati jake kiseline i baze kao što su klorovodična kiselina, sumporna kiselina i natrijev hidroksid. Pogodan je za pakiranje kisele hrane poput jogurta i voćnih sokova, kao i hrane sa složenim kemijskim svojstvima. Njegova svojstva barijere protiv vodene pare i alkohola također su bolja od PET-a.
PET pokazuje dobru otpornost na organska otapala i ulja, ali ima slabu otpornost na jake kiseline i baze. Nudi izvrsna svojstva barijere protiv kisika i ugljičnog dioksida, što ga čini preferiranim izborom za pakiranje gaziranih pića, učinkovito održavajući gaziranost i svježinu pića.
3. Analiza prilagodljivosti scenarija primjene hrane
3.1 Scenariji primjene tople hrane
PP ima temperaturu kontinuirane uporabe do 146 stupnjeva i može izdržati temperature iznad 100 stupnjeva. To je jedina plastika prikladna za zagrijavanje u mikrovalnoj pećnici i široko se koristi u brzoj hrani za van, bentospremnici za hranu za poneti, te pakiranje za dostavu tople hrane. Kombinira dobro brtvljenje i strukturnu stabilnost, sprječavajući prolijevanje. PET ima granicu otpornosti na toplinu od samo 70-80 stupnjeva; prekoračenje ove temperature može lako uzrokovati deformacije i potencijalno oslobađanje štetnih tvari. Prikladan je samo za pakiranje toplih namirnica koje nije potrebno zagrijavati. Iako posebno tretirani PET otporan na toplinu (kao što je CPET) može izdržati temperature iznad 160 stupnjeva, gubi svoju prednost prozirnosti.
3.2 Scenariji primjene hladne hrane
PET ima visoku propusnost svjetlosti, jasno prikazuje boju i oblik hrane, povećavajući želju potrošača za kupnjom. Pogodan je za pakiranje hladne hrane koja zahtijeva vizualni prikaz, kao što su sushi, salate, deserti te svježe voće i povrće. Zadržava čvrstoću i žilavost na niskim temperaturama, što ga čini pogodnim za hlađenje i zamrzavanje. PP je proziran ili mliječno bijel; iako je njegova prozirnost nedovoljna, može suptilno prikazati gustu teksturu pakiranja jogurta, a njegove performanse na niskim-temperaturama su superiorne, što ga čini prikladnim za dugotrajno-skladištenje smrznute hrane.
3.3 Scenariji primjene tekuće hrane
PET ima izvrsna svojstva barijere za plin, čineći 100% globalnog tržišta ambalaže za gazirana pića. Također je prikladan za pakiranje tekućina kao što su mineralna voda, voćni sok i jestivo ulje, nudeći prednosti u visokoj prozirnosti, laganoj težini i otpornosti na udarce. PP je prikladan za tekuću hranu koja zahtijeva vruće punjenje, kao što su začini sterilizirani na visokim-temperaturama, i ima bolja svojstva barijere za vodenu paru, što ga čini konkurentnim u pakiranju tekućina s visokim zahtjevima otpornosti na vlagu. To je uz HDPE materijal koji se često koristi za pakiranje jestivog ulja.
3.4 Scenariji primjene suhe hrane
PP ima jaku otpornost na vlagu i probijanje te visoku kemijsku inertnost, što mu omogućuje sigurno pakiranje suhe robe kao što su grickalice, orašasti plodovi, riža i brašno, sprječava prodor vlage i kvarenje hrane te štiti lomljive predmete od oštećenja tijekom transporta i skladištenja. PET, sa svojom visokom prozirnošću, prikladan je za pakiranje grickalica kao što su keksi i slatkiši koji zahtijevaju vizualni prikaz, pomažući potrošačima da intuitivno procijene kvalitetu proizvoda i povećavaju povjerenje pri kupnji.
4. Usporedba ključnih pokazatelja uspješnosti
4.1 Procjena sigurnosti
PP ima certifikat FDA (21 CFR 177.1520), ne sadrži BPA-i pokazuje nisku kemijsku migraciju pri normalnoj uporabi, posebno pri uobičajenim temperaturama skladištenja, gdje njegova kemijska inertnost sprječava oslobađanje štetnih tvari. PET također zadovoljava standarde FDA (21 CFR 177.1630), podliježe strogim propisima i siguran je i pouzdan kada se koriste novi ili sukladni reciklirani materijali. Međutim, može osloboditi tragove acetaldehida iznad 70 stupnjeva, pa treba izbjegavati-upotrebu na visokim temperaturama; nadalje, produljeni kontakt s organskim otapalima i visokim temperaturama može osloboditi acetaldehid, bisfenol A, itd., što zahtijeva pažljiv odabir scenarija primjene. Oba materijala prošla su nacionalne certifikate o sigurnosti hrane-i sigurni su za svakodnevnu upotrebu, ali treba paziti da se izbjegne oštećenje površine PP spremnika kako bi se spriječio povećani rizik migracije kemikalija.
4.2 Analiza otpornosti na toplinu
PP ima talište od 160-170 stupnjeva i temperaturu kontinuirane upotrebe od 146 stupnjeva. Može izdržati vruće punjenje i zagrijavanje u mikrovalnoj pećnici, što ga čini osnovnim materijalom za pakiranje tople hrane, kao što su spremnici za obroke koji se mogu peći u mikrovalnoj pećnici,spremnici za hranu za poneti, te pakiranje tople hrane za van. Standardni PET otporan je na toplinu-do 60-70 stupnjeva i lako se deformira na višim temperaturama. Dok PET otporan na toplinu rješava problem otpornosti na temperaturu, on gubi prozirnost, ograničavajući njegovu primjenu. Uglavnom se koristi za pakiranje hrane koja ne zahtijeva zagrijavanje.
4.3 Usporedba kemijske otpornosti
PP ima izvrsnu otpornost na većinu kiselina, baza i otapala, ima stabilne performanse u pakiranju mliječnih proizvoda i kisele hrane, te ima jaku otpornost na ulja, što ga čini prikladnim za pakiranje uljane hrane. PET ima dobru otpornost na organska otapala i ulja, ali njegove performanse se pogoršavaju u sredinama s jakim kiselinama i jakim alkalijama. Prikladan je samo za većinu konvencionalnih pakiranja hrane, kao što su gazirana pića i sokovi, i nije prikladan za produljeni kontakt s organskim otapalima.
4.4 Procjena mogućnosti recikliranja
PET je jedna od plastike koja se najviše reciklira u svijetu, sa stopom recikliranja od 52%. Stopa recikliranja u Sjedinjenim Državama je 3,5 puta veća od PP-a. Tehnologija recikliranja boce--boce je zrela, a reciklirani PET (rPET) može se koristiti za proizvodnju novih boca za piće, ambalaže ili tekstilnih vlakana. U nekim je regijama rPET visoke-kvalitete skuplji od čistog PET-a, a sustav recikliranja dobro je-uhodan. Stopa recikliranja PP-a je samo 8%, zbog poteškoća u prikupljanju i razvrstavanju, visokih troškova obrade i izazova koje nameću karakteristike tališta i gustoće. Međutim, otpornost PP-a na kontaminaciju samo je 1/10 otpornosti HDPE-a ili PET-a, što ga čini prikladnim za recikliranje-za hranu. Nadalje, tehnologije kao što je sortiranje spektroskopijom blizu-infracrvenog zračenja, kemijsko recikliranje i dizajn jednog-materijala postupno poboljšavaju njegovu učinkovitost recikliranja.
4.5 Analiza troškova-dobiti
Što se tiče troškova sirovina, globalna prosječna cijena PP-a u 2023. bila je 968 USD/toni, niža od 1.161,90 USD/toni za PET u 2022.; u ožujku 2025. cijena PP-a iznosila je približno 1054 USD/toni, dok je rPET dosegao 1810 USD/toni. Što se tiče troškova obrade, PP ima nižu temperaturu obrade i ne zahtijeva sušenje, što rezultira nižom potrošnjom energije i troškovima obrade. Međutim, manja težina PET-a (20% lakši od PP-a za isti volumen) može smanjiti troškove transporta, a njegova visoka prozirnost i svojstva barijere povećavaju dodanu vrijednost vrhunske-pakiranja. Sveobuhvatna analiza troškova životnog ciklusa zahtijeva razmatranje više čimbenika, uključujući materijale, obradu, transport i recikliranje.
5. Više-dimenzionalna perspektivna analiza
6. Regulatorni i standardni zahtjevi
6.1 Regulatorni sustav Europske unije
EU koristi (EC) br. 1935/2004 kao okvirnu uredbu kojom se zahtijeva da materijali koji dolaze u dodir s hranom budu bezopasni i da ne mijenjaju karakteristike hrane; (EU) br. 10/2011 posebno se bavi plastikom, pojašnjavajući popis tvari i granice migracije (ukupna migracija manja ili jednaka 60 mg/kg hrane ili 10 mg/dm² materijala). Amandman (EU) 2025/351 iz 2025. optimizira definiciju "aditiva", proširuje opseg propisa i precizira zahtjeve za recikliranu plastiku. PP mora biti u skladu s propisima o poliolefinima, a PET mora ispunjavati zahtjeve za polietilen tereftalat; oba moraju proći testove migracije.
6.2 Regulatorni zahtjevi Sjedinjenih Država
US FDA koristi 21 CFR 170-199 kao svoj temeljni okvir. PP slijedi 21 CFR 177.1520, zahtijevajući upotrebu odobrenih sirovina, a ispitivanje migracije pokriva više vrsta simulatora hrane, s ukupnom granicom migracije manjom od ili jednakom 10 mg/inču². PET, u skladu s 21 CFR 177.1630, strogo kontrolira ostatke katalizatora (kao što je antimon), pri čemu je otpuštanje antimona iz PET boca za vodu pohranjenih na sobnoj temperaturi tri godine manje od 1 ppb. Osim toga, proizvodi moraju biti označeni s "FDA Compliant", identifikacijskim kodovima smole (kao što su "PP5" i "PET1") i informacijama o temperaturi uporabe. Kalifornijski prijedlog 65 također zahtijeva upozorenja za opasne kemikalije.
6.3 Kineski propisi i standardi
Kineski propisi usredotočeni su na seriju GB 4806. GB 4806.1-2016 propisuje četiri temeljna zahtjeva: neškodljivost, sukladnost, sigurnost procesa i potpuno označavanje; GB 4806.7-2016 posebno se bavi plastikom, pojašnjavajući pokazatelje kao što su ukupna migracija (Manje od ili jednako 60 mg/kg) i specifične granice migracije. GB 4806.10-2025 (koji će se implementirati u rujnu 2026.) uključit će premaze za pakiranje na bazi papira pod uredbom, a GB 4806.16-2025 će po prvi put uspostaviti namjenski standard za silikonsku gumu. Testiranje moraju provesti ustanove akreditirane od strane CMA i CNAS u skladu sa serijom GB 31604. Ukupna granica migracije za pakiranje hrane za dojenčad je stroža (manje od ili jednako 30 mg/kg), a pakiranje za mikrovalnu pećnicu zahtijeva označavanje temperature i mjera opreza.
6.4 Ostali važni tržišni propisi
Japanski zakon o sanitarnoj ispravnosti hrane zahtijeva da materijali budu certificirani od strane Ministarstva zdravlja, rada i socijalne skrbi, uz strogu kontrolu teških metala, formaldehida i drugih štetnih tvari; Kanadska CFIA koristi procjenu rizika za zdravlje, sa strožim ograničenjima za BPA nego u Europi i SAD-u, zabranjujući njegovu upotrebu u dječjim bočicama; Kodeks prehrambenih standarda Australije i Novog Zelanda usredotočen je na alergene i zahtijeva temeljitu procjenu rizika; Južnokorejski MFDS provodi "sustav pozitivne liste", gdje se samo tvari sa službene liste mogu koristiti u materijalima koji dolaze u dodir s hranom, što rezultira strogom regulativom. Svi nacionalni propisi usmjereni su na osiguranje zdravlja, pojašnjavanje standarda i jačanje nadzora; poduzeća se moraju prilagoditi zahtjevima svojih ciljnih tržišta.
7. Sažetak
PP i PET spremnici za-hranu imaju svoje prednosti: PP se ističe u otpornosti na toplinu, kemijskoj stabilnosti i isplativosti, što ga čini prikladnim za vruću hranu, smrznutu hranu, vruće{2}}tekućine i pakiranje-suhe robe otporno na vlagu; PET je superioran u svojstvima prozirnosti, čvrstoće i barijere za plin, što ga čini prikladnim za hladnu hranu, gazirana pića i ambalažu za izložbe. Oba su prošla sigurnosne certifikate i dok PET ima uspostavljeniji sustav recikliranja, potencijal recikliranja PP-a treba dalje razvijati. Na regulatornoj razini sve su zemlje uspostavile stroge regulatorne sustave, a tvrtke moraju osigurati usklađenost.
Preporuča se da prehrambene tvrtke odaberu materijale na temelju karakteristika proizvoda i scenarija upotrebe, da proizvođači pojačaju istraživanje i razvoj ekološki prihvatljivih materijala s visokim-učinkom, a da potrošači pravilno koriste i recikliraju proizvode. U budućnosti, s tehnološkim i regulatornim napretkom, oba će materijala nastaviti s inovacijama, vodeći industriju pakiranja hrane prema sigurnijem, ekološki prihvatljivijem i održivijem smjeru.
