Development of high-performance recyclable films for food packaging

Algumas embalagens de plástico para produtos alimentares permitem o aumento do prazo de validade dos alimentos, diminuindo o seu desperdício e tornando-os mais acessíveis a toda a população. Estas embalagens, de um modo geral, combinam diferentes tipos de materiais em filmes coextrudidos ou laminados, permitindo assim melhorar as propriedades estéticas e funcionais (mecânicas e/ou de barreira), mas dificultando a reciclabilidade das mesmas. Uma estratégia para diminuir a utilização de diferentes materiais numa embalagem sem perda de propriedades poderá ser a incorporação de micro e nanopartículas (nanoargilas (NC), microcristais de celulose (MCC), nanocristais de celulose (CNC), nanopartículas de dióxido de silício (SiO2)) no filme plástico. Com este objetivo foram realizados dois estudos, um com uma matriz de polietileno de baixa densidade (LDPE) e o outro com matriz de etileno vinil álcool (EVOH), onde foram produzidos diferentes micro e nanocompósitos e correspondentes filmes, procedendo à composição por extrusão e à extrusão de filme tubular, respetivamente. O desempenho destes filmes foi analisado através de uma caracterização abrangente com especial foco nas propriedades barreira e mecânicas. Para além desta análise, foi estudada a incorporação de plástico recuperado de sobras e aparas de produção industrial de filmes multi-material, em filmes de base em LDPE virgem e avaliado o seu comportamento quando sujeito a vários ciclos de reprocessamento (numa tentativa de simulação de reciclagem termomecânica). Estes filmes foram também submetidos a uma caracterização de largo espetro, com foco nas propriedades mecânicas e óticas. Concisamente, os resultados dos três diferentes estudos reportados neste trabalho revelaram que: a dispersão de NC numa matriz de LDPE e a barreira ao oxigénio do filme resultante melhoram com a incorporação de Polietileno enxertado com anidrido maleico (PE-g-MA); a incorporação de 0, 5 wt.% NC e 1,0 wt.% MCC numa matriz de EVOH diminui os valores de taxa de transmissão ao oxigénio (OTR) sem condicionar a boa visibilidade dos produtos na embalagem; apesar de o LDPE e o EVOH serem materiais incompatíveis, o reprocessamento dos grânulos provenientes de filmes multicamada contendo estes materiais, e a sua mistura com LDPE, não afetou negativamente a produção de filme e as suas propriedades em relação ao LDPE virgem. No geral, a incorporação de NC e MCC melhora as propriedades barreira do polímero virgem e a incorporação de plástico reciclado (de fontes rastreáveis) numa embalagem alimentar prova ser uma estratégia viável com vista à sustentabilidade.

Name thesis:degree_name

Doutoramento em Ciência e Engenharia de Polímeros e Compósitos

Grantor

Universidade do Minho

Year dc:date.issued

2024

Author dc:creator

• Barros, Carolina Lemos

Advisors dc:contributor.advisor

• Machado, A. V.
• Carneiro, O. S.

• Embalagem alimentar
• Filme tubular
• Propriedades barreira
• Material reciclado
• Food packaging
• Blown film
• Barrier properties
• Recycled material

Statement dc:rights

• openAccess

Licence dc:rights.uri

• http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/

Language dc:language.iso

eng

Handle dc:identifier.uri

https://hdl.handle.net/1822/93526

OAI record oai:identifier

http://repositorium.sdum.uminho.pt/oai/request?verb=GetRecord&metadataPrefix=dim&identifier=oai%3Arepositorium.uminho.pt%3A1822%2F93526