Novos materiais de embalagem: filme de embalagem multicamadas (parte 1)

Para prolongar a vida útil de substâncias como alimentos e medicamentos, muitosmateriais de embalagempara alimentos e medicamentos hoje em dia usam filmes compostos para embalagens multicamadas. Atualmente, existem duas, três, cinco, sete, nove e até onze camadas de materiais compósitos de embalagem. O filme de embalagem multicamadas é um filme fino formado pela extrusão de múltiplas matérias-primas plásticas em vários canais simultaneamente a partir de uma única abertura de molde, o que pode aproveitar as vantagens de diferentes materiais
Multicamadasrolo de filme de embalagemsão compostos principalmente de combinações de poliolefinas. Atualmente, as estruturas comumente usadas incluem: polietileno/polietileno, copolímero de polietileno etileno acetato de vinila/polipropileno, LDPE/camada adesiva/EVOH/camada adesiva/LDPE, LDPE/camada adesiva/EVH/EVOH/EVOH/camada adesiva/LDPE. A espessura de cada camada pode ser ajustada através da tecnologia de extrusão. Ajustando a espessura da camada de barreira e usando uma variedade de materiais de barreira, podem ser projetados filmes flexíveis com diferentes propriedades de barreira. Os materiais da camada de vedação térmica também podem ser substituídos e ajustados de forma flexível para atender às necessidades de diferentes embalagens. Este composto de embalagem multicamadas e multifuncional é a direção principal para o desenvolvimento de materiais de filme para embalagens no futuro.

Estrutura de filme composto de embalagem multicamadas

O filme composto para embalagem multicamadas, independentemente do número de camadas, é geralmente dividido em camada base, camada funcional e camada adesiva com base na função de cada camada do filme.

Nível básico
Geralmente, as camadas interna e externa dos filmes compósitos devem ter boas propriedades físicas e mecânicas, formando desempenho de processamento e camada de vedação térmica. Ele também precisa ter bom desempenho de vedação a quente e desempenho de soldagem a quente, que são relativamente baratos, têm bons efeitos de suporte e retenção na camada funcional e têm a maior proporção no filme compósito, determinando a rigidez geral do filme compósito . Os materiais básicos são principalmente PE, PP, EVA, PET e PS.

Camada funcional
A camada funcional defilme para embalagem de alimentosé principalmente uma camada de barreira, geralmente no meio de um filme compósito multicamadas, usando principalmente resinas de barreira como EVOH, PVDC, PVA, PA, PET, etc. Entre eles, os materiais de alta barreira mais comumente usados ​​são EVOH e PVDC , e o PA e PET comuns possuem propriedades de barreira semelhantes, pertencendo a materiais de barreira média.

EVOH (copolímero de etileno álcool vinílico)
O copolímero de etileno álcool vinílico é um material polimérico que combina a processabilidade dos polímeros de etileno e as propriedades de barreira a gases dos polímeros de álcool etileno. É altamente transparente e tem bom brilho. EVOH possui excelentes propriedades de barreira para gases e óleos, com excelente resistência mecânica, elasticidade, resistência ao desgaste, resistência ao frio e resistência superficial e excelente desempenho de processamento. O desempenho da barreira do EVOH depende do teor de etileno. Quando o teor de etileno aumenta, o desempenho da barreira ao gás diminui, mas o desempenho da resistência à umidade aumenta e é fácil de processar.
Os produtos embalados com materiais EVOH incluem temperos, laticínios, produtos cárneos, queijos, etc.

PVDC (cloreto de polivinilideno)
O cloreto de polivinilideno (PVDC) é um polímero de cloreto de vinilideno (1,1-dicloroetileno). A temperatura de decomposição do homopolímero PVDC é inferior ao seu ponto de fusão, dificultando a fusão. Portanto, como material de embalagem, o PVDC é um copolímero de cloreto de vinilideno e cloreto de vinil, que apresenta boa estanqueidade, resistência à corrosão, boa impressão e propriedades de vedação térmica.
No início, era usado principalmente para embalagens militares. Na década de 1950, começou a ser usado como filme de preservação de alimentos, especialmente com o rápido desenvolvimento da moderna tecnologia de embalagens e do ritmo de vida das pessoas modernas, as embalagens de congelamento e preservação rápidas, a revolução dos utensílios de cozinha para micro-ondas e a extensão dos alimentos e prazo de validade dos medicamentos tornaram a aplicação do PVDC mais popular. O PVDC pode ser transformado em filmes ultrafinos, reduzindo a quantidade de matéria-prima e os custos de embalagem. Ainda é popular hoje

Camada adesiva
Devido à fraca afinidade entre algumas resinas de base e resinas de camada funcional, é necessário colocar algumas camadas adesivas entre estas duas camadas para actuar como cola e formar uma película composta integrada. A camada adesiva utiliza resina adesiva, comumente usada incluindo poliolefina enxertada com anidrido maleico e copolímero de etileno acetato de vinila (EVA).

Poliolefinas enxertadas com anidrido maleico
A poliolefina enxertada com anidrido maleico é produzida enxertando anidrido maleico em polietileno por meio de extrusão reativa, introduzindo grupos laterais polares em cadeias apolares. É um adesivo entre materiais polares e não polares e é comumente usado em filmes compósitos de poliolefinas, como polipropileno e náilon.
EVA (copolímero de etileno vinil acetato)
EVA introduz monômero de acetato de vinila na cadeia molecular, reduzindo a cristalinidade do polietileno e melhorando a solubilidade e o desempenho de vedação térmica das cargas. Os diferentes teores de etileno e acetato de vinila nos materiais resultam em diferentes aplicações:
① Os principais produtos de EVA com teor de acetato de etileno inferior a 5% são adesivos, filmes, fios e cabos, etc;
② Os principais produtos de EVA com teor de acetato de vinil de 5% a 10% são filmes elásticos, etc;
③ Os principais produtos de EVA com teor de acetato de vinil de 20% a 28% são adesivos hot melt e produtos de revestimento;
④ Os principais produtos de EVA com teor de acetato de vinil de 5% a 45% são filmes (incluindo filmes agrícolas) e folhas, produtos moldados por injeção, produtos de espuma, etc.