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Reciclagem de PET: avaliação do processo de pós-condensação no estado sólido e o aumento das propriedades de barreira por meio da deposição de filmes finos pelo processo PECVD

Processo: 09/09425-9
Linha de fomento:Auxílio à Pesquisa - Regular
Vigência: 01 de março de 2010 - 31 de outubro de 2012
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
Pesquisador responsável:Sandra Andrea Cruz
Beneficiário:Sandra Andrea Cruz
Instituição-sede: Centro de Engenharia, Modelagem e Ciências Sociais Aplicadas (CECS). Universidade Federal do ABC (UFABC). Ministério da Educação (Brasil). Santo André , SP, Brasil
Assunto(s):Polímeros (materiais)  Plasma (estados da matéria)  Filmes finos  Condensação  Conservação dos recursos naturais  

Resumo

O poli (tereftalato de etileno), PET, é atualmente um dos polímeros mais consumidos no mercado mundial, principalmente no setor de embalagens de rápido descarte, gerando graves problemas ambientais. Deste modo, seria fundamental que houvesse um retorno destas embalagens a sua aplicação original, garantindo um mercado ascendente e valorizando o material reciclado, pois a resina destinada para a área alimentícia possui maior valor de mercado. Porém, a reciclagem visando o segmento de garrafas, reciclagem garrafa-garrafa, esbarra primeiramente na queda da viscosidade intrínseca, o que inviabiliza o processo de injeção-sopro. Além disso, existem restrições quanto à utilização de material reciclado para contato com alimento devido aos eventuais processos de migração de contaminantes que poderia ocorre contaminando o alimento. Uma das alternativas encontradas para aumentar a massa molar dos polímeros, e consequentemente a viscosidade intrínseca, é o processo de pós-condensação no estado sólido. Concomitantemente, o uso de polímeros reciclados para contato com alimento pode ser conseguido por meio do uso de uma barreira funcional cujo objetivo é evitar, ou reduzir, a passagem de contaminantes presentes no material reciclado. Portanto, este trabalho, pretende-se inicialmente estudar os parâmetros que influenciam no processo de pós-condensação no estado sólido, de modo a otimizá-los, para o PET pós-consumo. Os parâmetros que serão estudados serão o formato da amostra (pó, flake, pellets), a massa molar do precursor inicial, a cristalinidade, o tempo e a temperatura do processo. A eficácia do processo será avaliada pela contagem de grupos finais carboxílicos, viscosidade intrínseca, calorimetria diferencial exploratória e reometria de placas paralelas. Em uma segunda etapa do trabalho pretende-se realizar um estudo sobre o aumento das propriedades de barreira em embalagens de poli (tereftalato de etileno) reciclado por meio da deposição de filmes finos de carbono amorfo hidrogenado pelo processo PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition), identificando quais as condições de recobrimento que resultam em filmes com melhores propriedades de barreira. O comportamento de barreira será avaliado por meio dos ensaios de permeação ao vapor de água e permeação ao oxigênio, respectivamente, variando-se as espessuras dos filmes e otimizando-se os parâmetros de deposição. A avaliação da estrutura química será realizada por espectroscopia de reflexão-absorção no infravermelho. As amostras serão submetidas a um ensaio de envelhecimento acelerado com líquidos simulantes de alimentos para simular o tempo de prateleira da embalagem. Para verificar alterações morfológicas será utilizada a técnica de microscopia eletrônica de varredura. Alterações na estrutura química serão avaliadas por ângulo de contato e espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios-X. (AU)

Patente(s) depositada(s) como resultado deste projeto de pesquisa

APERFEIÇOAMENTO INTRODUZIDO EM PÓS-CONDENSADOR ROTATIVO BR1020150053207 - Universidade Federal do ABC (UFABC) . Sandra Andrea Cruz; Fernando Cabral Sales de Oliveira - 10 de março de 2015