Avaliação da reprocessabilidade de filmes poliméricos multicamada pós consumo do setor pet-food

Abstract

Embalagens flexíveis multicamada poliméricas tem sua reciclagem complexa devido à combinação de diferentes componentes e polímeros na sua estrutura. Cada camada é adicionada buscando a melhor performance para a embalagem, porém isso impacta em um grande desafio no momento da reciclagem, visto que muitas vezes a separação de camadas não é viável. O crescimento do mercado Pet desencadeia o aumento do consumo de materiais poliméricos para tal aplicação. Neste trabalho foram reciclados filmes multicamadas de embalagens flexíveis pós-consumo do setor Pet-food, buscando valorizar o resíduo através de diferentes rotas de processamento e também com a incorporação de material virgem. A identificação dos materiais presentes no resíduo é chave para definir os parâmetros de processamento e restrições. Diferentes composições das amostras foram caracterizadas reologicamente, mecanicamente e termicamente, visando definir qual a combinação ótima de resíduo e material virgem, assim como qual rota possuí maior potencial. A rota de processamento I mostrou-se limitada devido a grande dificuldade de misturar via dry-blend, o flake de resíduo com o grânulo de material virgem, enquanto a rota II, que consiste em utilizar o resíduo granulado com composição 100% reciclado para então produzir o filme, mostrou-se mais promissora. A extrusão monorosca utilizada para granular o resíduo em formato de flake mostrou-se extremamente dependente de alimentação forçada, o que impactou diretamente na produtividade do equipamento, além de gerar degradação parcial do material. O resíduo majoritariamente formado de PEAD, também foi detectado na sua composição Poliamida, material comumente utilizado propriedade de barreira em embalagens multicamada. Concluiu-se que as amostras que performaram de maneira superior no quesito mecânico foram as amostras com conteúdo 100% reciclado, as blendas devido à falta de compatibilidade tiveram resultados inferiores. As amostras II-A e IIFlake tiveram os resultados muito próximos ao material comercial de referência, destacando a amostra II-Flake que por ter apenas um processo de extrusão, tem uma viabilidade técnicoeconômica superior.

Polymeric flexible films of multilayer packaging have a complex recycling process due to the combination of different components and polymers in their structure. Each layer is added to achieve the best performance for the packaging. However, this poses a major challenge when it comes to recycling, since layer separation is often not feasible. The growth of the Pet market has led to an increase in the consumption of polymeric materials for this application. In this study, multilayer films from post-consumer flexible packaging from the Pet-food industry were recycled, seeking to add value to the waste through different processing routes and also by incorporating virgin material. Identifying the materials present in the waste is key to defining processing parameters and restrictions. Different sample compositions were characterized rheologically, mechanically and thermally to define the optimal combination of waste and virgin material, as well as which route has the greatest potential. Processing Route I proved to be limited due to the great difficulty in dry-blending the residue flake with the virgin material granules, while Route II, which consists of using the granulated residue with a 100% recycled composition to then produce the film, proved to be more promising. The single-screw extrusion used to granulate the residue in flake format proved to be extremely dependent on forced feeding, which directly impacted the equipment's productivity, in addition to generating partial degradation of the material. The residue, mostly formed from HDPE, also had Polyamide detected in its composition, a material commonly used as a barrier in multilayer packaging. It was concluded that the samples that performed better in the mechanical aspect were the samples with 100% recycled content, the blends due to the lack of compatibility had inferior results. Samples II-A and II-Flake had results very close to the commercial reference material, highlighting sample II-Flake, which has only one extrusion process, then has a superior technical-economic viability.