TA 623– EMBALAGEM DE ALIMENTOS

Embalagens PlásticasMateriais e aplicações

Prof. Carlos Anjos17 de Março de 2009

Definição de Plástico

• Plástico é um termo pouco técnico para designar outros polímeros sintéticos que não as fibras e os elastômeros.

• O Instituto Britânico de Padrões define plástico como um amplo grupo de materiais sólidos que possuem, geralmente, por base, resinas sintéticas ou polímeros naturais modificados e que possuem, em geral apreciável resistência mecânica.

Definição de Plástico

• O termo plástico é usado para várias substâncias que apresentam uma propriedade em comum, a de ser moldável, ou seja, deforma-se sob calor e ou pressão.

• Os plásticos são moldáveis, desde que esta moldagem seja feita em condições especiais de temperatura e pressão.

• Existem diversos processos de fabricação de materiais a partir de plásticos e diferentes patentes, cada qual com sua característica.

CLASSIFICAÇÃO DOS PLÁSTICOS

1. Materiais termoplásticos

• São materiais que podem ser moldados sob a influência de temperatura e pressão, conservando a sua nova forma, ao restabelecer as condições de ambiente. Este ciclo pode ser repetido diversas vezes, sendo, portanto, a forma final reversível.

• Como exemplos pode-se citar os polímeros polietileno, polipropileno, policloreto de vinila e outros.

CLASSIFICAÇÃO DOS PLÁSTICOS

2. Materiais termofixos ou termorrígidos

• São os materiais que também podem ser moldados por meio de temperatura e pressão, porém, a operação é irreversível devido a formação de ligações cruzadas pelas ramificações das cadeias poliméricas.

• Como exemplos pode-se citar o poliuretano, resinas epóxi, fenol + formaldeído (baquelite – cabos de panelas) e fenol + uréia.

POLÍMEROS

• São materiais orgânicos ou inorgânicos de elevada massa molecular.

• As moléculas apresentam segmentos repetitivos na composição. As unidades estruturais simples chamadas de monômeros, são unidos por ligações covalentes.

POLÍMEROS

• Em alguns casos, a repetição é linear, formando longas cadeias e, em outros, as cadeias são ramificadas ou interligadas formando uma rede tridimensional.

• O número de vezes que a unidade monomérica se repete é chamado de grau de polimerização – “n”.

• A massa molecular do polímero (MMP) é definida como o produto entre a massa molecular do monômero (MMM) e o grau de polimerização (n), ou seja: MMP = MMM x n.

POLÍMEROS

• Então, se A é um monômero:• nA resulta em An que é o polímero do monômero A

ou,• nA fornece A-A-A-A(-A-A)n-2 –A• Quando :• n = 1 temos um monômero,• n = 2 temos um dímero.• n = 3 temos um trímero,• n = 4 temos um tetrâmero,• n = 5 temos um pentâmero• A molécula de um composto de alta massa

molecular ou macromolécula, possui massa que varia de 10.000 a 1.000.000 u.m.a

POLÍMEROS

• Em geral, os polímeros são formados pela repetição ordenada de unidades que são os meros, sendo que produtos químicos polimerizáveis são chamados de monômeros.

• A nomenclatura de polímeros é feita antepondo-se ao nome do monômero o prefixo “POLI”. Essa nomenclatura é dada segundo a Norma da “International Union of Pure and Applied Chemistry” (IUPAC).

POLÍMEROS

• HOMOPOLÍMEROS

São polímeros cujas unidades moleculares fundamentais são da mesma natureza. Exemplo: Polietileno (PE) derivado do gás etileno, cuja fórmula estrutural é:

• COPOLÍMEROSSão polímeros cujas unidades moleculares fundamentais, monômeros, não são da mesma natureza. Como exemplo pode-se citar o copolímero Etileno-vinil-acetato (EVA), cujas fórmulas estruturais são:

POLÍMEROS

BLENDAS POLIMÉRICASO nome “blenda” vem de “blend” que significa mistura, portanto uma blenda polimérica trata-se de uma mistura de polímeros de mesma família química na maioria das vezes. Diferentes misturas de polímeros são feitas com a finalidade de alterar as características física, química ou físico-química de um ou de outro, obtendo-se, assim, um material de características desejáveis. Como exemplo podemos citar a mistura de polietileno de baixa densidade com polietileno de alta densidade.

POLÍMEROS MAIS UTILIZADOS

• PEBD – Polietileno de baixa densidade• PEBDL – Polietileno de baixa densidade linear• PEAD – Polietileno de alta densidade• PEMD – Polietileno de média densidade• PP – Polipropileno• OPP – Polipropileno orientado• BOPP – Polipropileno biorientado• PVC – Policloreto de vinila• PVdC – Policloreto de vinilideno

POLÍMEROS MAIS UTILIZADOS

• PS – Poliestireno• EVOH – Copolímero de etileno + álcool vinílico• PET – Polietileno tereftalato• PA – Poliamida (NYLON)• PS – Poliestireno• EVOH – Copolímero de etileno + álcool vinílico• EVA – Copolímero de etileno + acetato de

vinila• Ionômero – SURLYN • PC – Policarbonato • PAN – Poliacrilonotrila • PEN – Polietileno naftalato

SIMBOLOGIA DE IDENTIFICAÇÃO

• 1 – PET; • 2 – PEAD; • 3 – VINÍLICOS; • 4 – PEBD; • 5 – PP; • 6 – PS; • 7 – outros – incluem-se todos os outros

plásticos e laminados.

PROPRIEDADES DE POLÍMEROS

• PolietilenosOs polietilenos são os polímeros sintéticos mais simples, sendo derivadosda polimerização do gás etileno ou eteno, proveniente do petróleo. Podem ser polimerizados ou co-polimerizados com outros monômeros demaneira a obter diferentes tipos de plásticos .

PEBD = 0,915 – 0,927 g/ccPEMD = 0,926 – 0,940 g/ccPEAD = 0,940 – 0,965 g/ccPEBDL = 0,916 – 0,940 g/cc

PROPRIEDADES DE POLÍMEROS

• À medida que a densidade aumenta, as propriedades de resistência mecânica (tração e rigidez), temperatura de uso e propriedades de barreira também aumentam.

• À medida que a densidade diminui, aumenta a resistência ao impacto, rasgamento e ao “stress cracking”

Polimerização do Etileno

H

H

C C

H

H

C C

H

H

H

H

n

etileno polietileno

cat. pressãon

Copolímero EVA

H C C

O

O C C

H

HH

H

H

H C C

O

O C C

H

HC

H

H

H

H C

H H

H

n

H

H

C C

H

H

+

acetato de vinila

etileno-vinil-acetato

etileno

n n cat. pressão

Copolímero EVOH

H

H

C C

H

H

etileno

n

H

C C

H

OH

H

+cat. pressão

H

C

H

C

H

H H

C

H

C

H

OH

+

CH2 CH2 CH2 C

H

OHn

álcool vinílico

etileno-álcool vinílico EVOH

n

Polipropileno

CH2 CH

CH3n

polipropileno - PP

Policloreto de vinil(a) – PVC

CH2 CH

Cln

policloreto de vinila - PVC

Poliestireno – PS

CH2 CH

n

poliestireno - PS

Policloreto de vinilideno - PVdC

CH2

Cl

C

Cln

policloreto de vinilideno - PVdC

Reação de obtenção de Nylon

C C C C C C

O

OH

O

OH

H

H

H

H

H

H

H

HNH2 C C C C

H

H

H

H

H

H

H

HNH2CC

H

H

H

H+

ácido adípico 1,6 - diamino hexano

Obtenção de Nylon

OH

C CH2 C

O

N

H

CH2 N

HO

4 6

Hmonômreo

NH2 CH2 N

H

6

H

OH

C

O

CH2 C

O

OH

4

Poliamida – Nylon

NH2 CH2 N

H

C CH2 C

O

N

H

CH2 N

H

C

O

CH2 C

O

OH

O

6 4

n

4 6

náilon-6,6

Obtenção do Nylon MXD-6

NH2 CH2 CH2 NH2

C CH2 C4

O

OH

O

OH

+

MXDA

OHCCH2CNH CH2 CH2 NHH

O O

4

n

+ OH2

polímero náilon MXD-6

Obtenção do Policarbonato - PC

O C

Cl

Cl

OH C

CH3

CH3

OH+

fosgênio 4,4'-difenilol-propano

policarbonato

O C

CH3

CH3

O C

On

Obtenção do Polietileno naftalato - PEN

H

OH C C OH

H

CH3 O

C

O C

O

O CH3+

OH

CH3

C

O C

O

O CH2 CH2

monômero NDC

O C

O C

O

O CH2 CH2

n

+ METANOL

PEN

Obtenção do PET via ácido tereftálico – PET

CO

O

COOH

H

OH CH2 CH2 OH+OH2

monômero

OH CH2 CH2 C

O

O OHCH2CH2C

O

O

bis--hidroxietil tereftalato

catalizador

CH2 CH2 C

O

O C

O

O

n

poli (etileno tereftalato) - PET

Obtenção do PET via Dimetil tereftalato – DMT

CH2 CH2 C

O

O C

O

O

n

poli (etileno tereftalato) - PET

CO

O

C

O O CH3

CH3

OH CH2 CH2 OH+ monômero

CH3OHmetanol