Produção de filmes termoencolhíveis a partir de embalagens multicamadas recicladas de polietileno e poliamida

Abstract

As embalagens desempenham um papel importante na preservação da qualidade dos produtos, fornecendo informações, auxiliando no transporte e mantendo as características do produto ao longo de sua vida útil. No entanto, o descarte inadequado das embalagens tem gerado preocupações ambientais devido ao acúmulo de resíduos sólidos. Uma solução para minimizar esse problema é a reciclagem de embalagens flexíveis multicamadas, como as de polietileno (PE) contendo poliamida (PA), que atualmente não são consideradas recicláveis. Este estudo teve como objetivo avaliar a as propriedades mecânicas, a processabilidade e a reciclabilidade de embalagens com diferentes composições de PA, PE e adesivo (AD) entre as camadas. Foram produzidos filmes termoencolhíveis com material reciclado industrial (PIR), e analisada sua influência nas propriedades mecânicas e o grau de encolhimento. Foram produzidas embalagens multicamadas produzidas com diferentes formulações de PA e AD: 15%PA 4%AD, 20%PA 4%AD e 30%PA 4,3%AD. Em seguida, foram realizadas misturas adicionais com maior proporção de adesivo (50% em relação à quantidade de PA) para cada variação de PA: 15%PA 7,5%AD, 20%PA 10%AD e 30%PA 15%AD. Os resíduos gerados durante o processo das três últimas amostras com maior quantidade de adesivo foram reciclados mecanicamente e posteriormente foram produzidos filmes termoencolhíveis, variando a quantidade de PIR na formulação (0%, 5%, 10%, 15% e 20%). Os resultados obtidos nas análises de calorimetria exploratória diferencial (DSC), ensaios de tração, ensaios de perfuração, módulo secante, delaminação e permeabilidade a gases (TO2) mostraram que o aumento da quantidade de adesivo na formulação não causou mudanças significativas nessas propriedades. Observou-se que a presença adicional de adesivo não teve um efeito negativo nas propriedades mecânicas do filme, garantindo que ele atendesse aos requisitos para sua aplicação final nas embalagens produzidas. Além disso, nos filmes termoencolhíveis produzidos com PIR, as propriedades mecânicas também se mantiveram estáveis, sem alterações significativas. Esse estudo demonstrou a viabilidade da reciclagem de filmes multicamadas contendo PE/PA, especialmente devido à presença de uma quantidade maior de adesivo na formulação. O excesso de adesivo atuou como um compatibilizante durante o processo de reciclagem, melhorando as propriedades dos filmes produzidos com PIR. Isso indica que a reciclagem desses filmes pode ser uma solução sustentável para reduzir o impacto ambiental causado pelo descarte inadequado das embalagens flexíveis multicamadas.

Packaging plays an important role in preserving the quality of products, providing information, aiding in transportation and maintaining product characteristics throughout its shelf life. However, improper disposal of packaging has raised environmental concerns due to the accumulation of solid waste. One solution to minimize this problem is the recycling of multilayer flexible packaging, such as polyethylene (PE) containing polyamide (PA), which are currently not considered recyclable. This study aimed to evaluate the mechanical properties, processability and recyclability of packages with different compositions of PA, PE and adhesive (AD) between the layers. Heat shrinkable films were produced with recycled material (PIR), and leaving its influence on the mechanical properties and the degree of shrinkage. Multilayer packages produced with different formulations of PA and AD were produced: 15%PA 4%AD, 20%PA 4%AD and 30%PA 4.3%AD. Then, additional mixtures were performed with a higher proportion of adhesive (50% in relation to the amount of PA) for each variation of PA: 15%PA 7.5%AD, 20%PA 10%AD and 30%PA 15%AD . The residues generated during the process of the last three samples with the highest amount of adhesive were mechanically recycled and later heat shrinkable films were produced, varying the amount of PIR in the formulation (0%, 5%, 10%, 15% and 20%). The results obtained in the analysis of differential scanning calorimetry (DSC), tensile tests, negotiation tests, secant modulus, delamination and gas permeability (TO2) showed that increasing the amount of adhesive in the formulation did not cause changes in these properties. Note that the additional presence of adhesive did not have a negative effect on the mechanical properties of the film, ensuring that it met the requirements for its final application in the packaging produced. In addition, in heat shrinkable films produced with PIR, the mechanical properties also remained stable, without changes. This study proved the feasibility of recycling multilayer films containing PE/PA, especially due to the presence of a greater amount of adhesive in the formulation. Excess adhesive acted as a compatibilizer during the recycling process, effectively changing the properties of films produced with PIR. This indicates that recycling these films can be a sustainable solution to reduce the environmental impact caused by improper disposal of flexible multilayer packaging.