Filmes poliméricos com grafeno para embalagens flexíveis.

• Ano de defesa: 2026
• Autor(a) principal: Matroniani, Renato
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertacoes da USP; Universidade de São Paulo; Escola Politécnica
• Palavras-chave em Português: Embalagens plásticas; Filmes finos; Grafeno; Flexible packaging; Graphene; Polymer coating; Surface energy; Water vapor barrier
• Link de acesso: https://teses.usp.br/teses/disponiveis/3/3133/tde-29042026-083003/

O grafeno, um nanomaterial com notáveis propriedades mecânicas, elétricas e de barreira, é explorado neste trabalho como um revestimento para filmes poliméricos utilizados em embalagens flexíveis. O objetivo central foi investigar a aplicação de grafeno multicamada (mG), obtido por esfoliação mecânica de grafite em N-Metil-2- pirrolidona (NMP), sobre diferentes substratos comerciais: polietileno de baixa densidade (PEBD), poli(tereftalato de etileno) (PET), papel e celofane. A pesquisa avaliou a morfologia dos revestimentos, a adesão, as propriedades ópticas e, crucialmente, o desempenho como barreira à permeação de vapor dágua. A análise por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) revelou que a qualidade da deposição do mG é fortemente dependente da energia superficial do substrato. Enquanto PET e celofane, materiais com maior polaridade, apresentaram uma cobertura uniforme e bem dispersa das folhas de grafeno, o PEBD, um substrato apolar, resultou em uma cobertura irregular, com agregação globular do mG. Os ensaios de adesão, baseados na norma ASTM F2252/F2252M-13, corroboraram esses achados, demonstrando uma adesão robusta do grafeno ao PET e ao celofane, e fraca ao PEBD. As propriedades ópticas dos filmes não foram significativamente alteradas, com a transmitância na faixa visível permanecendo acima de 88% para todas as amostras. O impacto na barreira ao vapor dágua foi quantificado pelo método do balão volumétrico. Os resultados para o PEBD não foram satisfatórios, com perdas de massa similares para amostras com e sem grafeno (em torno de 3,5%). Em contrapartida, o celofane demonstrou uma melhoria significativa na barreira: amostras com alta cobertura de grafeno apresentaram uma perda de massa de apenas 1,74%, em comparação com 4,26% para baixa cobertura, evidenciando o potencial do mG como agente de barreira. Os resultados sugerem que o revestimento com grafeno é uma alternativa promissora aos filmes multicamadas coextrudados, especialmente para substratos polares.