Orientador: Leila Peres

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: Filmes poliméricos são amplamente utilizados no setor alimentício e médico hospitalar e as principais aplicações são como embalagens, substratos para fitas e curativos. A escolha do melhor material está intrinsecamente ligada às suas propriedades e também ao custo de cada polímero. Por isso...

Resumo: Filmes poliméricos são amplamente utilizados no setor alimentício e médico hospitalar e as principais aplicações são como embalagens, substratos para fitas e curativos. A escolha do melhor material está intrinsecamente ligada às suas propriedades e também ao custo de cada polímero. Por isso é extremamente relevante a preocupação com o processo de degradação, que influencia diretamente as propriedades dos polímeros e é o resultado do ataque físico e/ou químico proporcionado pelo ambiente (temperatura, umidade, radiações ionizantes), tempo de exposição e condições de processamento e de serviço. Neste trabalho buscou-se analisar a prevenção destes processos degradativos em filmes de polipropileno bi-orientado - BOPP, polímero comercialmente atraente pela sua versatilidade, por meio do uso de aditivos antioxidantes e de absorvedores de radiação UV comerciais, estes últimos na forma de compostos orgânicos e de nanopartículas inorgânicas, aplicados no filme em massa ou em recobrimentos especialmente formulados para este fim. O uso do recobrimento teria ainda como vantagem adicional, a possibilidade de aplicação durante o processo de impressão, protegendo não só o filme como também as cores da impressão, permitindo, além disso, a partir de um filme commodity e formulações de recobrimento feitas sob medida para cada cliente, inclusive de pequeno porte, a obtenção de filmes especiais a um menor custo. Amostras de filmes preparados foram envelhecidas artificialmente e naturalmente e suas propriedades foram monitoradas em ensaios de resistência à tração (tensão na ruptura e alongamento), medida do índice de carbonila por espectroscopia de infravermelho, medida da absorção de radiação ultravioleta por meio de espectrofotometria de UV/visível e análise térmica (temperatura de transição vítrea e de fusão). O trabalho gerou resultados promissores, conclusão obtida pela análise dos ensaios mecânicos, sendo que a tensão de ruptura de um dos filmes aditivados no recobrimento, submetido ao intemperismo por 24 semanas, foi de 1,5 kg/cm versus 1 kg/cm no filme virgem (sem aditivos) submetido a 11 semanas. Houve redução na taxa de degradação medida nos ensaios de absorção de infravermelho, sendo o índice de carbonila mantido a patamares de 0,01 para filmes aditivados versus 0,7 para filmes não aditivados, quando sujeitos a degradação acelerada em equipamento QUV. Houve aumento da absorção de radiação ultravioleta em até 75% comparativamente ao filme virgem, resultado obtido pela adição de absorvedores orgânicos ou também de nanopartículas de óxido metálico

Abstract: Polymeric films are very used on products for food and hospital markets, mainly for packaging, adhesive tapes backing and dressings. The material's choose for both markets are done based on polymer properties and cost. Due this reason, it is too relevant to worry with degradation of...

Abstract: Polymeric films are very used on products for food and hospital markets, mainly for packaging, adhesive tapes backing and dressings. The material's choose for both markets are done based on polymer properties and cost. Due this reason, it is too relevant to worry with degradation of material that influences the polymer properties. The degradation process comes from chemical and physical attack. An example is the environmental conditions, like temperature, humidity, radiation, exposure time and process/service conditions. This work looked for to evaluate and to prevent this degradation process that occur on bi-oriented polypropylene films (BOPP) through the use of different additives, like antioxidants and UV absorbers, organic compounds/inorganic nanopartículas, that can be applied on the film by different process, like inside its matrix or through varnish coatings. Samples of said films was aged on different conditions, natural or accelerated aged, and its properties was evaluated through different techniques, like tension/elongation, carbonyl index, FTIR, UV-Vis absorbance and thermo analysis (TGA, DSC). Through these techniques, it was evaluated the achieved protection grade of the film when treated by: UV absorber and Antioxidant applied by coating varnish UV absorber and antioxidant applied inside its matrix Nanoparticle of ZnO applied inside its matrix. The coating with varnishes can be easily made by a printing process. This process to protect the film was chosen in the work in order to study its influence to protect not only the film, but also the inks printed over it, allowing the use of a commodity film. This way, it is possible to get a tailor-made film, in order to achieve desired properties with a low cost process. It was possible to achieve promising results. This conclusion was made based on the tests results, like: the tensile strength analysis of films subjected to weather aging for 24 weeks shown results of 1.5 kg/cm against 1 kg/cm of virgin film aged during 11weeks; FTIR shown a reduction on the polymer degradation rate measured by infrared absorption; the carbonyl index of films with additives, when submitted to QUV or weather aging, maintained at levels of 0.01 versus 0.7 of virgin polymers; it was possible to achieve 75% of UV absorption if compared to virgin film. All the different additives and process conditions presented some advantage if compared with virgin polymer, as presented by this work