Mejora en las propiedades de barrera de películas de polietileno usando spray de nanocompuestos minerales

ANA L. GRAFIA; SILVIA E. BARBOSA

San Rafael

Congreso; II Congreso Latinoamericano de Ingeniería y Ciencias aplicadas (CLICAP 2012); 2012

Facultad de Ciencias Aplicadas a la Industria. Universidad Nacional de Cuyo

El polietileno (PE) es la poliolefina más utilizada debido a su inmejorable relación propiedades-costo- performance. Por esta razón se utiliza como base de la mayoría de los envases plásticos flexibles. No obstante, su aplicación como envase activo para alimentos y productos farmacéuticos se ve limitada por su alta permeabilidad al oxígeno y a otros gases como los aromas. Una de las formas más comunes para mejorar las propiedades de barrera del PE es mediante la introducción de partículas de filosilicatos laminares o aciculares. Esto se consigue por distintos mecanismos dentro de los cuales los más importantes son los de aumento de tortuosidad y de interaccionesfisicoquímicas con la matriz polimérica (ej. aumentando la cristalinidad). Así entonces, la dispersión de las partículas en la matriz polimérica es un factor crucial en la reducción de la permeabilidad a gases. Existen diferentes procedimientos para preparar estos materiales, entre los que se destacan la polimerización in situ, en solución y el mezclado en fundido. En el caso del PE lo más usado es el mezclado en fundido que, aunque se aplica industrialmente, para obtener una buena dispersión requiere la modificación previa tanto de la carga como de la matriz. La compatibilización carga-matriz afecta la sencillez, practicidad y costos de operación.En este trabajo se propone disminuir la permeabilidad a gases de películas de PE incorporando partículas minerales mediante un novedoso método de procesamiento. Se usan tres tipos de partículas: una de estructura acicular, sepiolita y dos de estructura laminar: montmorillonita y talco. La particularidad del procedimiento propuesto reside en que las nanopartículas agregadas forman ?capas? sobre la superficie del PE. Estas ?capas? actúan como impedimento al paso de gases disminuyendo los valores de permeabilidad y mejorando las propiedades de barrera. Se trabaja directamente sobre películas comerciales aplicando spray de suspensiones de filosilicatos en un sencillo proceso de fácil extensión tecnológica.Con el objeto de optimizar la dispersión se examinaron distintas concentraciones de mineral así como distintos solventes. También, se testeó la adherencia mineral-PE para lo cual, una porción de cada muestra fue sometida a un intenso lavado con agua bajo ultrasonido durante 2hs. Todas las muestras, tanto lavadas como no lavadas, se caracterizan usando Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), microanálisis de rayos x por energía dispersiva (EDX), Espectroscopía Infrarroja por transformadas de Fourier en modo de Reflectancia Total Atenuada y las propiedades de barrera se evaluaron mediante las medidas de permeabilidad a vapor de agua y oxígeno obteniéndose una notable mejora.