ta 623– embalagem de alimentos embalagens plásticas materiais e aplicações prof. carlos anjos...
TRANSCRIPT
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