Fórmula de tereftalato de polietileno (PET): estrutura, propriedades e usos

Polietileno tereftalato, ou polietileno tereftalato como está escrito em inglês, responde a uma única fórmula química: (C ₁₀ H ₈ O ₄ ) _n . O nome italiano, o nome inglês e o número CAS 25038-59-9 identificam o mesmo polímero. A fórmula também explica o fato mais importante sobre o PET: o n entre parênteses significa que é um polímero de cadeia longa, e não uma única molécula, razão pela qual suas propriedades dependem tanto do processamento quanto da química.

O que a fórmula PET realmente significa

Cada unidade repetitiva no PET é formada pela reação do ácido tereftálico (C ₈ H ₆ O ₄ ) com etilenoglicol (C ₂ H ₆ O ₂ ) e removendo duas moléculas de água. O resultado é C ₁₀ H ₈ O ₄ , e o subscrito n mostra que esta unidade se repete centenas de vezes ao longo da cadeia. Como o comprimento da cadeia varia de um lote de produção para outro, o PET não possui massa molar fixa; os valores típicos ficam entre 10 e 50 kg/mol dependendo da aplicação pretendida.

Este não é um detalhe acadêmico. Um peso molecular mais alto proporciona um fundido mais forte e mais viscoso, e é por isso que o PET de fibra, de garrafa e de folha são selecionados de acordo com especificações diferentes. Um fornecedor de bandejas não pode simplesmente trocar uma resina por outra e presumir que a bandeja acabada se comportará da mesma maneira em uma linha de envase automatizada.

Como o PET é produzido

Duas rotas industriais dominam a produção de PET. No processo mais comum, o ácido tereftálico purificado e o etilenoglicol são esterificados em tereftalato de bis(2-hidroxietil) e depois policondensados ​​sob calor e vácuo para construir a cadeia polimérica enquanto o etilenoglicol é removido. A rota mais antiga começa com o tereftalato de dimetila e reage com o etilenoglicol por meio da transesterificação; ainda é usado em algumas fábricas, mas representa menos capacidade nova.

A mesma química pode ser ajustada. O PETG, por exemplo, substitui uma porção do etilenoglicol por ciclohexanodimetanol, o que suprime a cristalização e torna o material adequado para folhas transparentes e resistentes a impactos e embalagens médicas. O PET de base biológica substitui o monoetilenoglicol derivado de fósseis por glicol derivado de plantas, mas a fórmula permanece (C ₁₀ H ₈ O ₄ ) _n , então o bio-PET flui através do mesmo fluxo de reciclagem que o PET convencional.

Visão geral das principais propriedades

A fórmula define o que é a molécula, mas os números em uma folha de dados definem o que o pacote pode fazer. Estes são os valores mais frequentemente citados para PET para embalagens:

Contato com alimentos, segurança e reciclagem

O PET é um dos polímeros de contato com alimentos mais regulamentados e o histórico é consistente. É aprovado para contato com alimentos na União Europeia e nos Estados Unidos, carrega o código de identificação de resina 1 e é coletado para reciclagem em uma taxa mais elevada do que a maioria dos outros termoplásticos. A estrutura (C ₁₀ H ₈ O ₄ ) _n não contém plastificantes e o PET não depende dos pacotes de aditivos que levantam dúvidas em alguns outros materiais de embalagem de alimentos. Sua principal limitação é a absorção de sabor: o PET pode absorver pequenas quantidades de limoneno e outros compostos voláteis de sucos e óleos cítricos, razão pela qual as aplicações em bebidas e molhos geralmente adicionam uma fina camada de barreira.

Dois tópicos de segurança surgem repetidamente em auditorias de fábrica. O primeiro é o antimônio: a maior parte do PET é polimerizada com um catalisador à base de antimônio, e é possível a migração de vestígios para os alimentos. Uma linha de produção que controla os níveis de catalisador e as etapas de lavagem mantém o antimônio residual muito abaixo dos limites de migração da Europa e dos EUA. O segundo é o acetaldeído, um subproduto criado quando o PET é derretido. Afeta o sabor da água e de outros líquidos sensíveis antes de afetar a segurança, e é por isso que o processamento de garrafas e bandejas controla a temperatura e o tempo de permanência. Ao escolher um fabricante de bandejas, solicite relatórios de testes de migração e dados de acetaldeído em vez de aceitar um certificado genérico de resina.

Da mesma fórmula a bandejas muito diferentes

O PET amorfo, comumente chamado de A-PET, é transparente e fácil de termoformar, o que o torna um material padrão para embalagens de frutas, caixas de salada e embalagens de padaria. O PET cristalizado, ou CPET, é nucleado e convertido em uma estrutura cristalina superior durante a termoformação para que possa ser reaquecido sem entrar em colapso. Para refeições preparadas que são cozidas ou reaquecidas na embalagem, Bandejas de comida CPET passe do freezer para o forno ventilado, mantendo rigidez suficiente para linhas automatizadas de enchimento e selagem. Como bandejas PET também oferecem uma visão mais clara do produto do que as alternativas de polipropileno ou celulose, e resistem melhor à fadiga e à trinca em temperaturas de cadeia de resfriamento do que muitas poliolefinas.

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Combinando a bandeja com o produto

Para carne fresca e processada, a primeira verificação de desempenho é o controle do suco. Um bandeja de retenção de umidade mantém a purga abaixo de uma base estruturada, para que o produto não fique líquido quando chega à prateleira do varejo. Isso é importante além da aparência: a água livre acelera o crescimento microbiano e a purga drenada significa perda de peso do produto. O resultado são menos retrabalhos de embalagens, pesos de embalagens mais consistentes e menos desperdício no varejista. Processadores que desejam uma comparação detalhada com bandejas de celulose e espuma podem verificar nossas notas em Bandejas PET para embalagens de carne .

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Quando o objetivo é prolongar a vida útil refrigerada, o PET geralmente funciona como camada estrutural e não como barreira. Um Bandeja MAP para embalagem em atmosfera modificada pode ser termoformado em PET e combinado com uma inserção de barreira EVOH ou um filme de cobertura de alta barreira. O PET contribui com rigidez, resistência ao impacto em baixas temperaturas e uma superfície de vedação que funciona de forma confiável em equipamentos automáticos, enquanto a camada de barreira gerencia a troca de oxigênio e dióxido de carbono. A geometria da bandeja é tão importante quanto o material: um flange que flexiona durante o manuseio pode quebrar a vedação ou permitir que o oxigênio vaze pela película da tampa, portanto, a tolerância dimensional e a espessura da chapa devem ser verificadas em conjunto.

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Escolhendo um fornecedor de embalagens PET

A fórmula da resina é idêntica de um fabricante para outro; a qualidade da bandeja acabada não é. Use três verificações ao avaliar um fornecedor:

• Controle de processo: espessuras de chapa e dimensões de flange estáveis reduzem falhas de vedação e variações no tamanho das porções em sua linha.
• Documentação de contato com alimentos: declarações de migração, certificação BRC ou ISO e rastreabilidade desde o lote de resina até o produto acabado.
• Capacidade de desenvolvimento: projeto de molde interno, testes de amostras e suporte quando você precisar de geometria de bandeja personalizada ou de um novo layout de compartimento.

As um fabricante de embalagens PET com mais de vinte anos de experiência, aplicamos a mesma sequência em nossa própria fábrica. Começamos com a especificação da resina, verificamos a viscosidade intrínseca para o processo de formação pretendido e, em seguida, validamos a cristalinidade, a distribuição da espessura e a resistência da vedação nas amostras de produção. A fórmula (C ₁₀ H ₈ O ₄ ) _n informa qual é o material; a linha de produção informa o que o pacote fará.