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dc.contributor.authorPaiva, Robert da Silva
dc.date.accessioned2022-01-04T12:08:24Z
dc.date.available2022-01-04T12:08:24Z
dc.date.issued2020-09-30
dc.identifier.citationPAIVA, Robert da Silva. Polipropileno reciclado para contato com alimento: etching e deposição de filmes de carbono amorfo hidrogenado por plasma. 2020. Dissertação (Mestrado em Química) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2020. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15425.*
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15425
dc.description.abstractThe increasing applications of polymers make this material one of the most consumed in the world market. Accompanying this scenario is the generation of waste, and although plastic has gradually conquered its space as a material of great importance to current society, its disposal is still a problem for the world and especially for Brazil, due to the lack of proper management of solid urban waste (MSW). Among thermoplastic resins, polypropylene (PP) is the one that presents the greatest consumption growth in the last years, which is related to its versatility and good processability, besides its relative low cost. Despite these characteristics, PP still has limited properties, especially in applications that require high barrier properties and transparency, such as food packaging. The use of recycled materials for food contact has some restrictions regulated by international agencies such as the Food and Drugs Administration (FDA) in the USA, European Union directives and the National Health Surveillance Agency (ANVISA) in Brazil. Many studies have been conducted to verify the occurrence of migration of contaminants from these recycled packaging destined to come into contact with food. One of the techniques used to improve barrier properties is surface coating with thin films. This type of deposition can be done by the technique called Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD), obtaining hydrogenated amorphous carbon (a-C:H) films deposited on the recycled material. In this work, PP pellets were submitted to a forced contamination protocol, simulating the worst conditions for consumer use of food packaging. Then, contaminated PP went through a process of washing, drying, reprocessing and thermopressing to obtain PP films. The films were exposed to etching plasma surface treatment of oxygen gas, argon and atmospheric air in 2.5 and 5 minutes to increase surface adhesion. Contact angle measurements were performed and surface tension was determined. Morphological changes were determined by atomic force microscopy (AFM), and the chemical modification was evaluated by X-ray (XPS) and FTIR-ATR photoelectron spectroscopy, proving the formation of oxygen and nitrogen based groups. In addition, the a-C:H films were characterized by Raman that proved the majority structure of the PLC type and, the thickness of the films were measured by profiling, allowing the production of films of 100, 300 and 500 nm. The samples were submitted to contact with food simulant liquids and contaminant migration tests, followed by extraction and analysis by SPME-GC-MS, allowing the evaluation of the potential increase in barrier property of these materials. In addition, SEM were made of the films, before and after the migration tests in order to analyze the micro cracks and defects caused by the tests. The results indicate that the migration of contaminants is related to the type of simulant, functional film thickness, as well as the presence of micro effects. However, a-C:H films are a good alternative for the coating of recycled polymers for application in the food area.eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectPolipropilenopor
dc.subjectPECVDpor
dc.subjectEmbalagens de alimentopor
dc.subjectMigração de contaminantespor
dc.subjectFilmes de carbono amorfo hidrogenadopor
dc.subjectPolypropyleneeng
dc.subjectFood packagingeng
dc.subjectContaminant migrationeng
dc.subjectHydrogenated amorphous carbon filmseng
dc.titlePolipropileno reciclado para contato com alimento: etching e deposição de filmes de carbono amorfo hidrogenado por plasmapor
dc.title.alternativeRecycled food contact polypropylene: etching and deposition of hydrogenated amorphous carbon films by plasmaeng
dc.typeDissertaçãopor
dc.contributor.advisor1Cruz, Sandra Andrea
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9632409046763256por
dc.description.resumoAs crescentes aplicações dos polímeros fazem desse material um dos mais consumidos no mercado mundial. Acompanhando este cenário está a geração de resíduos, e apesar do plástico ter conquistado aos poucos seu espaço como material de grande importância para a sociedade atual, seu descarte é ainda um problema para o mundo e principalmente para o Brasil, devido à falta de gerenciamento adequado dos resíduos sólidos urbanos (RSU). Dentre as resinas termoplásticas, o polipropileno (PP) é o que apresenta maior crescimento de consumo nos últimos anos, o que está relacionado a sua versatilidade e boa processabilidade, além do seu relativo baixo custo. Apesar destas características, o PP possui ainda propriedades limitadas, principalmente em aplicações que necessitem de elevada propriedade de barreira e transparência, como no caso das embalagens de alimentos. O uso de materiais reciclados para contato com alimentos possui algumas restrições regulamentadas pelas agências internacionais como a Food and Drugs Administration (FDA) nos EUA, as diretivas da União Europeia e pela Agencia Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) no Brasil. Muitos estudos tem sido realizados no sentido de verificar a ocorrência de migração de contaminantes destas embalagens recicladas destinadas a entrar em contato com alimentos. Uma das técnicas utilizadas para conseguir melhorar as propriedades de barreira, é o recobrimento superficial com filmes finos. Este tipo de deposição pode ser feito pela técnica denominada Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD), obtendo-se filmes de carbono amorfo hidrogenado (a-C:H) depositados sobre o material reciclado. Neste trabalho, pellets de PP foram submetidos a um protocolo de contaminação forçada, simulando as piores condições de uso de embalagens de alimentos pelo consumidor. Em seguida, o PP contaminado passou por um processo de lavagem, secagem, reprocessamento e termoprensagem para obtenção de filmes de PP. Os filmes foram expostos ao tratamento superficial à plasma etching de gás oxigênio, argônio e ar atmosférico, nos tempos de 2,5 e 5,0 minutos, para aumentar a adesão superficial. Foram realizadas medidas de ângulo de contato e determinada a tensão superficial. Alterações morfológicas foram determinadas por microscopia de força atômica (AFM), e a modificação química foi avaliada por espectroscopia de fotoelétrons excitados por Raio-X (XPS) e FTIR-ATR, comprovando a formação de grupos a base de oxigênio e nitrogênio. Ademais, os filmes de a-C:H foram caracterizados por Raman que comprovou a estrutura majoritária do tipo PLC e, a espessura dos filmes foram medidas por perfilometria, permitindo a produção de filmes de 100, 300 e 500 nm. As amostras foram submetidas ao contato com líquidos simulantes de alimentos e ensaios de migração de contaminantes, seguida de extração e analise por SPME-GC MS, possibilitando a avaliação do potencial aumento da propriedade de barreira destes materiais. Além disso, MEV foram realizadas, antes e após os ensaios de migração com o intuito de analisar as microtrincas e defeitos causados pelo contato com os líquidos simulantes. Os resultados indicam que a migração de contaminantes está relacionada ao tipo de simulante, espessura do filme funcional, bem como a presença de microdefeitos. Porém, os filmes de a-C:H apresentam–se como uma boa alternativa no recobrimento de polímeros reciclados para aplicação na área de alimentos.por
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Química - PPGQpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::FISICO-QUIMICApor
dc.description.sponsorshipId88882.332754/2019-01por
dc.publisher.addressCâmpus São Carlospor
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/8013257464586377por


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