Efeito da adição de nanofibrilas de celulose sobre as propriedades mecânicas e de barreira ao vapor de água de embalagens de papel kraft laminadas com gelatina.

A preocupação com o impacto ambiental pós-consumo das embalagens multicamada tem impulsionado o desenvolvimento de novos materiais a base de papel. Todavia, papéis apresentam baixas propriedades de barreira, de forma que são usualmente laminados com polietileno (PE) visando à produção de embalagens com boas propriedades mecânicas e baixa permeabilidade ao vapor de água. O PE, entretanto, é um termoplástico não biodegradável, logo comprometendo a vantagem ambiental do papel no contexto das embalagens. Uma alternativa ao PE seria o desenvolvimento de coatings biodegradáveis a partir de polímeros naturais, como a gelatina, uma proteína abundante e proveniente de resíduos agroindustriais. Com o uso de agentes de reforço nanoestruturados, a exemplo das nanofibrilas de celulose (NFC), as propriedades físicas de coatings de gelatina podem ser estendidas para atender diversos requisitos do papel como embalagem. Neste sentido, este trabalho buscou avaliar as propriedades mecânicas e de barreira ao vapor de água de embalagens de papel Kraft após aplicação de coatings do tipo gelatina/NFC. Tais coatings foram produzidos a partir da dispersão (0 – 5 ppc) de NFC comercial com diâmetro de 45 ± 12 nm em soluções aquosas de gelatina bovina e posteriormente aplicados em folha de papel Kraft por casting contínuo de solução (CSC) a 15 cm/min. As propriedades mecânicas e permeabilidade ao vapor de água (WVP) das amostras foram determinadas de acordo com as normas ASTM D882 e ASTM E96, respectivamente. Os coatings foram aplicados com sucesso no papel, sendo também observado, macroscopicamente, uma absorção da solução gelatina/NFC pela folha, indicando um efeito de colagem interna sobre as mesmas. O papel Kraft controle apresentou módulo elástico (E) e resistência à tração (σT) de 1558 ± 281 MPa e 11,1 ± 3,6 MPa, respectivamente, os quais foram alterados para 1481 ± 88 MPa e 16,9 ± 1,6 MPa, respectivamente, após o revestimento com gelatina (sem NFC). Com a adição de NFC até 5 ppc, os laminados papel/gelatina/NFC alcançaram E =1783 ± 224 MPa e σT = 19,2 ± 2,3 MPa. Além disso, O papel Kraft -7 -7 controle apresentou WVP= 9,9x10 g H2O/m h Pa, a qual foi reduzida até para WVP= 0,4x10g H2O/m h Pa após a laminação com gelatina contendo 5 ppc de NFC. Tais resultados denotam que a laminação do papel com gelatina por CSC preencheu de forma efetiva os vazios da estrutura do papel, enquanto as NFC reforçaram a estrutura do coating de gelatina, ambos os efeitos aumentando satisfatoriamente as propriedades mecânicas e de barreira do papel. Tais resultados sugerem o efeito de reforço das NFC quando incorporados em coatings de gelatina, resultando em papéis laminados totalmente biodegradáveis com maior desempenho tecnológico para uso como embalagem e outras aplicações.