Estudo da processabilidade de misturas de polietileno reciclado para a produção de filmes

Abstract

Os plásticos desempenham um papel significativo na sociedade, com aplicações que abrangem desde embalagens, dispositivos médicos e eletrónicos. No entanto, o uso predominante dos plásticos tem sido linear, com produção, uso e desperdício frequentes, resultando em quantidades consideráveis de resíduos e consequentes crescentes pressões ambientais. O modelo de economia circular procura mudar este cenário, através da promoção da reciclagem, reutilização e redução de resíduos. No contexto dos filmes plásticos, que constituem o setor com uma elevada percentagem de participação no mercado de plásticos, a geração de resíduos é um problema face à sua natureza de uso singular frequente. As poliolefinas, mais especificamente o polietileno, são amplamente utilizadas na produção de filmes plásticos devido às suas excelentes propriedades de flexibilidade, resistência e capacidade de selagem, para além da leveza e baixo custo. Oferece versatilidade, permitindo a criação de filmes com diferentes espessuras e propriedades para atender às necessidades de diversas indústrias como da alimentação, embalagens industriais e agricultura. Assim, o presente projeto tem como principal objetivo o estudo da processabilidade da mistura de LDPE e LLDPE, em vários ciclos de processamento por forma a simular os efeitos da reciclagem. Através da caracterização, será possível averiguar a influência que a reciclagem tem nas propriedades finais da mistura ao longo de seis ciclos de processamento. Serão então estudadas as propriedades reológicas, com a Reometria Capilar, e mecânicas, através de ensaios de tração, que fornecerão dados acerca do comportamento do material após sofrer ciclos de degradação térmica e mecânica. Para além disto, também se testou o desenvolvimento de um método mais expedito de analisar a viabilidade das misturas recicladas utilizando uma linha de extrusão de monofilamentos com o objetivo de estudar o “estiramento”, ou seja, a processabilidade do material processado. Concluiu-se que a mistura LDPE/LLDPE, de composição 80/20, sofre alterações nas suas propriedades reológicas e mecânicas após sofrer determinados ciclos de processamento. No entanto, estas alterações não são consideradas significativas, indicando que o uso da mistura na produção de filmes poderá ser viável. Mesmo assim, recomenda-se a análise e verificação das propriedades requeridas para o produto final.

Plastics play a significant role in society, with applications ranging from packaging, medical devices, to eletronics. However, the predominant use of plastics has been linear, with frequente production, consumption and disposal, leading to substantial waste generation and growing environmental pressures. The circular economy model seeks to change this scenario by promoting recycling, reuse and waste reduction. In the contexto of plastics films, waste generation is a challenge due to their frequente single use nature. Polyolefins, specifically polyethylene, are widely used in the production of plastic films due to their excelente properties, including flexibility, strength and sealing capabilities, in addition to being lightweight and cost-effective. They offer versatility, allowing the creation of films with varying thicknesses and properties to meet the needs of diverse industries such as food packaging, industrial packaging and agriculture. Therefore, the main objective of this project is to study the processability of a LDPE and LLDPE blend through several processing cycles to simulate the effects of recycling. Characterization will help determine the influence of recycling on the final properties of the blend over six processing cycles. Rheological properties will be studied using Capillary Rheometry, and mechanical properties will be evaluated through tensile tests, providing data on the material’s behaviour after experiencing cycles of thermal and mechanical degradation. Additionally, the development of a more efficient method to assess the viability of recycled blends using a monofilament extrusion line was tested with the purpose of studying the “stretching” i.e., the processability of the processed material. It was concluded that the LDPE/LLDPE blend, with a 80/20 composition, undergoes changes in its rheological and mechanical properties after undergoing specific processing cycles. However, these changes are not considered relevant, indicating that the use of the blend in film production may be feasible. Nevertheless, it is recommended to analyze and verify the required properties for the final product.