PLA vs PBAT: principais materiais usados em embalagens compostáveis
Há alguns anos, quando comecei a prestar atenção às embalagens compostáveis, presumi que a solução seria bastante simples - basta substituir o plástico convencional por uma alternativa biodegradável. Depois de passar mais tempo com conversores de embalagens e fornecedores de materiais, percebi que não é assim que funciona.
Os filmes para embalagens flexíveis raramente são feitos de um único material. Mesmo as embalagens plásticas tradicionais geralmente dependem de diversas camadas ou misturas de polímeros para atingir o equilíbrio certo entre resistência, flexibilidade e desempenho de barreira. As embalagens compostáveis seguem a mesma lógica.
Na maioria dos projetos que vi, dois materiais aparecem repetidamente: PLA e PBAT. Eles não são os únicos polímeros biodegradáveis disponíveis, mas são provavelmente os mais comuns usados quando as pessoas tentam desenvolver filmes flexíveis compostáveis.
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A primeira vez que manuseei filme PLA
O PLA, ou ácido polilático, é geralmente o primeiro plástico biodegradável que as pessoas encontram quando começam a pesquisar materiais compostáveis. Um dos motivos é sua origem - ele é produzido a partir de matérias-primas-de origem vegetal, como amido de milho ou cana-de-açúcar, em vez de petróleo.
A primeira vez que manuseei uma amostra de filme PLA foi durante um teste de pequenas embalagens nas instalações de um conversor. O que se destacou imediatamente foi a sensação de rigidez e suavidade do material. Comparado com o filme de polietileno, parecia quase uma fina folha de plástico, em vez de um filme de embalagem macio.
Essa rigidez não é necessariamente uma coisa ruim. Na verdade, a clareza e a rigidez do PLA tornam-no útil para determinados formatos de embalagem. Muitos recipientes transparentes compostáveis para alimentos são feitos em grande parte de PLA porque o material parece limpo e estável.
Mas quando o filme é processado em estruturas finas e flexíveis, as desvantagens tornam-se mais claras. Os filmes de PLA podem rachar mais facilmente quando esticados demais durante a conversão ou formação de bolsas. Lembro-me de um engenheiro explicando que eles tiveram que ajustar as condições de processamento diversas vezes para evitar pequenas fraturas ao longo da linha de vedação.
Do ponto de vista material, esta é uma das razões pelas quais o PLA raramente é usado em sacos de embalagens flexíveis.
O PBAT parece muito mais próximo dos plásticos flexíveis tradicionais
A situação é bem diferente com o PBAT (adipato tereftalato de polibutileno).
Quando o filme PBAT é manuseado, ele se comporta muito mais como os plásticos flexíveis usados nas embalagens convencionais. O filme estica facilmente e é visivelmente mais macio que o PLA. Essa flexibilidade é particularmente útil para produtos que precisam sobreviver ao transporte e ao manuseio.
Por exemplo, sacolas postais compostáveis geralmente dependem fortemente de PBAT porque o material tolera melhor o estresse mecânico do que o PLA.
Outra vantagem prática é que o PBAT pode muitas vezes ser processado utilizando equipamentos já utilizados para produção de filmes de polietileno. Algumas linhas de extrusão só precisam de ajustes moderados nas configurações de temperatura.
No entanto, o PBAT também tem as suas limitações. Os filmes feitos principalmente de PBAT tendem a ser menos rígidos e menos transparentes que os filmes de PLA. Em aplicações onde a aparência ou a rigidez são importantes, o PBAT por si só pode não ser o ideal.
Por que os conversores costumam misturar os dois materiais
Como os dois materiais se comportam de maneira tão diferente, os conversores frequentemente os misturam.
A ideia é bastante simples. O PLA contribui com estrutura e rigidez, enquanto o PBAT melhora a flexibilidade. Ajustando a proporção entre eles, os fabricantes tentam criar filmes que se comportem mais próximos das embalagens plásticas convencionais.
Durante um projeto de desenvolvimento que ouvi falar de um conversor, os engenheiros testaram várias proporções PLA-PBAT diferentes para uma aplicação em embalagens de salgadinhos. Quando o teor de PLA era alto, a bolsa mantinha bem o seu formato, mas rachava durante os testes de vedação. O aumento do conteúdo de PBAT melhorou a durabilidade, embora o filme tenha ficado mais macio.
Esses tipos de compensações-são comuns quando se trabalha com materiais biodegradáveis.
As embalagens compostáveis costumam ser mais complexas do que parecem
Outra coisa que me surpreendeu quando olhei pela primeira vez para as embalagens compostáveis foi a semelhança entre a sua estrutura e as embalagens plásticas tradicionais.
Muitas bolsas compostáveis ainda dependem de múltiplas camadas, mesmo que os próprios materiais sejam biodegradáveis. Cada camada desempenha uma função diferente.
Descrição dos produtos
Um exemplo simples pode incluir:
uma camada externa imprimível para gráficos
uma camada estrutural que fornece resistência mecânica
uma camada interna projetada para vedação térmica
Alguns fabricantes também experimentam revestimentos biodegradáveis que ajudam a melhorar a resistência ao oxigênio ou à umidade. O desempenho da barreira ainda é uma das áreas onde os filmes compostáveis continuam a evoluir.
O mercado de bioplásticos ainda é relativamente pequeno, mas está crescendo
Embora os plásticos compostáveis recebam muita atenção, eles ainda representam uma pequena parcela do mercado global de plásticos.
De acordo com a European Bioplastics, espera-se que a capacidade de produção global de bioplásticos atinja cerca de 7 milhões de toneladas nos próximos anos. Isto parece grande, mas comparado com as centenas de milhões de toneladas de plásticos convencionais produzidos anualmente, ainda é uma percentagem relativamente pequena.
Mesmo assim, o interesse está claramente a aumentar. Nas conversas com fornecedores de embalagens, a demanda geralmente vem de setores como cafés especiais, marcas de alimentos orgânicos e empresas que desejam destacar a sustentabilidade no design de suas embalagens.
Uma maneira simples de pensar sobre PLA e PBAT
Depois de ouvir engenheiros discutirem esses materiais muitas vezes, comecei a explicá-los de uma forma mais simples quando as pessoas perguntam.
O PLA é útil quando um filme de embalagem precisa de estrutura e clareza visual. O PBAT é útil quando o filme precisa de flexibilidade e durabilidade.
Nenhum dos materiais resolve todos os problemas por si só. É por isso que os filmes para embalagens compostáveis geralmente dependem de uma combinação dos dois.
À medida que novos polímeros biodegradáveis são desenvolvidos, estes sistemas materiais provavelmente continuarão a evoluir. Mas, por enquanto, as embalagens PLA e o plástico biodegradável PBAT continuam a ser dois dos principais materiais utilizados quando os fabricantes tentam produzir embalagens flexíveis compostáveis.
Perguntas frequentes
P: Qual é a principal diferença entre PLA e PBAT?
R: O PLA é um polímero-de base vegetal conhecido por sua rigidez e clareza, enquanto o PBAT é um poliéster biodegradável flexível que proporciona elasticidade e resistência.
P: O PLA e o PBAT são compostáveis?
R: Ambos os materiais podem degradar-se em condições de compostagem industrial, onde a temperatura, a umidade e a atividade microbiana são controladas.
P: Por que o PLA e o PBAT são frequentemente misturados?
R: A mistura dos dois materiais ajuda a equilibrar rigidez e flexibilidade, criando filmes mais adequados para aplicações em embalagens.
P: Quais produtos de embalagem geralmente usam PLA e PBAT?
R: Sacolas de compras compostáveis, sacolas para embalagens de café, sacolas para lanches e sacolas-de correspondência para comércio eletrônico são alguns exemplos comuns.