Produção de filmes flexíveis à base de polietileno para embalagens de alta barreira, para aplicação em linha de limpeza, focados em sustentabilidade

• Ano de defesa: 2024
• Autor(a) principal: Ribeiro, Higor Diniz
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Alta barreira; Embalagens; EVOH; High barrier; Packaging; Polietileno; Polyethylene; Reciclagem; Recycling
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97139/tde-12122024-124626/

Este estudo consistiu na produção de um filme à base de polietileno, com alta barreira a gases, para embalagens de produtos de limpeza com alto teor de aroma, com o intuito de substituir a estrutura da embalagem atual que é composta por poliéster e polietileno. O objetivo da substituição é facilitar a reciclagem, já que a estrutura atual não é considerada reciclável por ser composta por polímeros diferentes. Para isso foi extrusado o filme em multicamadas com a utilização de poli(etileno-co-álcool vinílico) (EVOH) para promover alta barreira e utilizá-lo em baixo percentual para que o filme esteja dentro das premissas de reciclabilidade de organizações regulamentadoras. Para atender os requisitos da aplicação e desenvolver a estrutura do filme em estudo, foi realizada a caracterização do filme padrão em DSC e FTIR, sendo evidenciado a presença de polietileno, aditivos e PET. Também foi realizado análises de espessura com micrômetro e gramatura com balança analítica. A média da espessura encontrada foi de 170,27 μm e da gramatura 168,13 g/m2. Com base nos dados encontrados e no objetivo do estudo, foram selecionados os tipos de polietilenos necessários para atingir boa performance mecânica e de selagem. Em parceria com uma empresa de conversão, o filme em estudo foi coextrudado em 9 camadas, com redução de espessura para obter as embalagens com menos massa de material. Além disso, foi realizado a impressão da arte e aplicação de verniz para proporcionar resistência térmica, resistência à abrasão e brilho. Após a produção, o filme também foi caracterizado em DSC e FTIR, encontrando-se a presença de polietileno, aditivos, EVOH, adesivo de coextrusão e verniz. Posteriormente realizou-se análises de espessura e gramatura, obtendo-se respectivamente a média dos valores de 158,08 μm e 157,41 g/m2. Avaliou-se o coeficiente de fricção final do filme em estudo em um equipamento de COF para atingir a especificação solicitada para a aplicação. A análise da face externa (lado impresso) do filme encontrou valor de 0,27 e da face interna (lado de selagem) 0,18. Em continuação das análises e para fins comparativos, foi avaliado em ambos os filmes hot tack e heat seal em uma seladora, resistência à propagação do rasgo em um pêndulo com método Elmendorf, ensaios de tração (módulo de Young, resistência à tração e alongamento) e resistência a perfuração no equipamento universal de ensaios e taxa de permeabilidade ao oxigênio no equipamento OX-TRAN. As curvas de selagem mostraram melhor performance e força de selo do filme em estudo. As análises de propriedades mecânicas evidenciaram que o filme em estudo apresenta maior rigidez, resistência à propagação do rasgo e alongamento. Resistência à tração e à perfuração, são valores um pouco abaixo do filme padrão. Evidenciouse também uma melhora significativa da barreira do filme com a utilização do EVOH. Diante da avaliação dos resultados obtidos e considerados satisfatórios, o filme foi testado na linha de envase de um cliente e aprovado com boa performance.