Blends de LLDPE e LDPE são utilizados em muitas aplicações de filmes. Os conversores de filmes soprados podem misturar de 10% a 50% de LDPE com um LLDPE de octeno para as webs de selagem de filmes de laminação usados comumente para embalagens de alimentos e de especialidades. Filmes monolayer de misturas de LLDPE/LDPE com 30-60% de LDPE são usados para filmes de encolhimento de colagem. Misturas de LLDPE e LDPE também são usadas em aplicações como filmes de silagem, filmes de estufa e sacos de transporte de serviço pesado.
Processadores de filmes soprados de LLDPE geralmente adicionam um percentual de LDPE para melhorar a resistência ao derretimento, a estabilidade da bolha e a uniformidade da espessura, mesmo que isso possa comprometer a resistência e tenacidade do filme. Por outro lado, processadores de filmes soprados de LDPE podem adicionar uma pequena quantidade de LLDPE para aprimorar as propriedades de desempenho do filme. O ponto importante é entender qual desempenho você está tentando alcançar e exatamente como o equilíbrio de LDPE e LLDPE na mistura afeta essas propriedades, e qual é o papel dos componentes da mistura nesses resultados.
Houve alguns estudos para entender o efeito da adição de pequenas quantidades de LDPE (<20%) ao LLDPE, mas menos foi publicado sobre os efeitos da adição de pequenas quantidades de LLDPE ao LDPE. Consequentemente, este estudo explora o comportamento de misturas de LLDPE/LDPE em toda a faixa de composição – de rico em LDPE a rico em LLDPE – em termos de resistência ao derretimento e resistência ao rasgamento Elmendorf, impacto e resistência à perfuração, a fim de entender as relações entre essas propriedades do filme, efeitos de orientação e propriedades intrínsecas dessas misturas.
As resinas utilizadas estão listadas na tabela acompanhante. Formações de filme soprado foram feitas com 100% de LDPE e LLDPE de octeno catalisado por Ziegler-Natta e com 10%, 20%, 40% e 80% de LDPE adicionados ao LLDPE. Filmes soprados monolayer foram produzidos com espessura de 2 mils e uma relação de sopro de 2,5:1.
Razão da Mistura & Resistência ao Derretimento
A resistência ao derretimento das resinas e misturas foi medida a 190 °C utilizando um instrumento Rheotens Goettfert que foi alimentado a partir de um reômetro capilar Rheotester 2000 Goettfert. Como mostrado na Figura 1, LLDPE-A e B têm resistências ao derretimento similares. Como era de se esperar, o LDPE com índice de fluidez mais alto (MI) tem uma resistência ao derretimento substancialmente menor, seguido por LLDPE-1.
Como mencionado anteriormente, resinas de LDPE geralmente são acrescentadas a resinas de LLDPE para melhorar a resistência ao derretimento para uma melhor estabilidade da bolha em uma linha de filme soprado. A resistência ao derretimento das misturas é mostrada na Figura 2. É bem conhecido que as resinas de LDPE de alta pressão têm maior resistência ao derretimento do que LLDPE devido à presença de ramificações de cadeia longa no LDPE.
Portanto, não é surpreendente que a adição de LDPE a um LLDPE resultou em uma resistência ao derretimento maior. No entanto, a resistência ao derretimento das misturas foi significativamente maior do que a regra linear de misturas em todas as razões de misturas. Também é evidente que as resistências ao derretimento das misturas contendo 80% de LDPE/20% de LLDPE foram maiores do que as resistências ao derretimento do LDPE puro para todas as três resinas. Essa sinergia na resistência ao derretimento das misturas já foi relatada anteriormente.
A calorimetria diferencial de varredura (DSC) mostra que resinas dentro da mesma família, seja LDPE ou LLDPE, geralmente têm temperaturas de cristalização mais altas com o aumento da densidade. Na mesma densidade, o LDPE tem uma temperatura de cristalização mais baixa do que o LLDPE devido à distribuição mais estreita de ramificações de cadeia curta do LDPE.
Razão da Mistura & Resistência ao Rasgamento
Filmes com alta resistência ao rasgamento são importantes para aplicações de embalagens, a fim de evitar a falha da embalagem devido a rasgos no filme. A resistência ao rasgamento Elmendorf dos filmes foi testada na direção da máquina (MD) e na direção cruzada (CD). Conforme mostrado nas Figuras 3 e 4, as mesmas tendências foram observadas para misturas com os três tipos de LDPE.
Na Figura 3, a resistência ao rasgamento MD diminuiu com a adição de maiores quantidades de LDPE, quase alcançou um patamar de 40% a 80% de LDPE e depois aumentou entre 80% e 100% de LDPE.
É possível que a resistência ao rasgamento MD realmente tenha passado por um mínimo em uma quantidade entre 40% e 80% de LDPE, uma vez que as misturas não foram testadas nessa faixa. Mais interessante foi o aumento na resistência ao rasgamento MD entre 80% e 100% de LDPE. Também interessante foi o aumento na resistência ao rasgamento CD para todas as três resinas de LDPE, com níveis de adição de 0% a 20% (Figura 4) antes de declinar em níveis mais altos.
A resistência ao rasgamento MD com efeito de orientação passou por um aumento nítido com adição de 20% de LDPE a LLDPE. Essa tendência também esteve relacionada com efeitos de orientação MD.
À medida que as concentrações de LDPE em relação ao LLDPE aumentavam, a resistência intrínseca ao rasgo diminuía, devido a uma diminuição na concentração de ramificações. Além disso, a adição de LDPE a LLDPE era esperada para resultar numa maior orientação de fase amorfa na direção da máquina, resultando numa redução adicional na resistência ao rasgamento da direção da máquina. Esse comportamento foi observado para misturas com até 40% de LDPE. De forma um tanto inesperada, a resistência ao rasgo MD não continuou a diminuir em níveis mais altos de adição de LDPE, mas na verdade aumentou de 80% a 100% de LDPE. Acredita-se que esse comportamento incomum esteja relacionado à orientação travada nos filmes soprados para misturas contendo mais de 40% de LDPE.
A resistência intrínseca de tais misturas foi medida pela fabricação de placas moldadas por compressão, a fim de remover os efeitos de orientação na resistência ao rasgamento. Como mostrado na Figura 5, a resistência intrínseca ao rasgo das misturas diminuiu com o aumento do teor de LDPE, devido a uma diminuição na concentração de ramificações.
Traduzido de Plastics Technology.
Última atualização em 26 de janeiro de 2024
