Shellac

7 de fevereiro de 2023

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pela Sociedade da Indústria Química

Pesquisadores da School of Science, Mae Fah Luang University, Tailândia e da School of Engineering and Materials Science, Queen Mary University of London, Reino Unido, desenvolveram um revestimento à base de goma-laca para melhorar as propriedades de barreira de gás de um material reciclável, compostável e sustentável material de embalagem de origem para torná-lo adequado para alimentos instantâneos, desidratados, congelados e refrigerados.

A celulose moldada, produzida a partir de materiais renováveis, como madeira de eucalipto ou bagaço de cana-de-açúcar, é amplamente utilizada como material de embalagem sustentável para proteger produtos no transporte, para bandejas de alimentos, recipientes e porta-bebidas. Seu volume de produção representa mais de 30% de todos os materiais de embalagem à base de papel e, além de suas matérias-primas renováveis, também é adequado para reciclagem e compostagem.

No entanto, as fracas propriedades de barreira a gases dos materiais e a resistência limitada à água e ao óleo tornam as polpas moldadas inadequadas para manter o prazo de validade e a qualidade de muitos produtos. Isso geralmente é resolvido laminando ou revestindo os materiais com polímeros à base de petróleo, como polietileno e uma fina camada de metais, geralmente alumínio, tornando a reciclagem ou compostagem desafiadora e impraticável.

O objetivo deste estudo, publicado em 7 de fevereiro na revista Polymer International, foi melhorar as propriedades de barreira e resistência superficial da polpa moldada, preservando seu perfil verde e sustentabilidade ambiental, desenvolvendo um novo revestimento à base de materiais ecológicos, renováveis ​​e biodegradáveis materiais.

A goma-laca é derivada de uma resina secretada por insetos de laca e é produzida há séculos para uso em produtos que variam de vernizes para unhas a vernizes para móveis e vários corantes. Os maiores produtores de goma-laca são Índia, Tailândia e China, mas também é produzido em Bangladesh, Mianmar, Laos, Vietnã e México.

É um biopolímero do grupo dos poliésteres e amplamente utilizado nas indústrias farmacêutica e alimentícia devido à sua natureza atóxica, comportamento termoplástico, resistência a óleos e boas propriedades de barreira à umidade. Também apresenta bom acabamento de adesão e pode ser dissolvido em solventes de baixa toxicidade. No entanto, uma camada de revestimento de goma-laca pura não é comumente usada devido à sua natureza quebradiça e alta permeabilidade ao oxigênio.

Neste trabalho, uma polpa moldada foi revestida com uma camada de nanocompósito consistindo de celulose nanofibrilada (NFC) e goma-laca para melhorar seu desempenho de barreira e resistência superficial. Para aumentar a compatibilidade com a fase goma-laca e aumentar a resistência à água do NFC, celulose nanofibrilada modificada (mNFC) foi preparada por meio de uma reação de esterificação. Os pesquisadores também prepararam amostras não revestidas e amostras revestidas com goma-laca pura para comparação.

Os efeitos da formulação do revestimento nanocompósito (ou seja, conteúdo e modificação de nanocelulose), bem como diferentes espessuras da camada de revestimento na polpa moldada, na morfologia, propriedades de barreira (taxa de transmissão de vapor de água [WVTR], OTR), água e resistência ao óleo, estabilidade térmica e propriedades mecânicas dos espécimes fabricados foram sistematicamente examinados.

Os pesquisadores relataram taxas de transmissão de vapor d'água e oxigênio na mesma faixa dos materiais de embalagem de alimentos convencionais, como polietileno de baixa densidade, polipropileno orientado e tereftalato de polietileno.

O teste do ângulo de contato com a água, o ângulo de contato com o óleo e a taxa de absorção de óleo também indicaram que a camada de revestimento do nanocompósito forneceu resistência superior à água e uma promissora superfície à prova de graxa para a folha de celulose moldada. A camada de revestimento também melhorou as propriedades de tração das amostras de chapa, especialmente para a amostra revestida com goma-laca e mNFC. As amostras obtiveram boa estabilidade térmica (cerca de 250 °C) após a introdução da camada de goma-laca com menor temperatura de degradação térmica, confirmando seu uso prático para aplicações em embalagens.