Degradability of coated paper, plastic and aluminium laminated composite packages and its interaction with the environment

É crescente o impacto negativo gerado sobre o ambiente pelo descarte de embalagens feitas com diferentes materiais combinados e com alta resistência a úmido. As propostas de solução, sejam elas através da reciclagem ou da incineração, estão aindaem uma fase piloto ou incipiente. Neste trabalho aplicaram-se metodologias que buscavam simular as condições de degradação aeróbicas e anaeróbicas encontradas nas diversas formas de disposição do resíduo sólido para dois tipos de embalagens multicamadas (compósito). As metodologias empregadas foram desenvolvidas e avaliadas. Comparou-se a suscetibilidade à degradação destes dois tipos de embalagem, procurando correlacionar suas características físico-químicas com os mecanismos dedegradação ocorridos. Para simular algumas das condições encontradas nos lixões, adaptou-se uma metodologia de ensaio de exposição às intempéries que mostrou, de forma comparativa, a facilidade de materiais compósitos se degradarem no ambiente. Como tentativa de avaliar esta metodologia com uma possível correspondência de um ensaio acelerado, optou-se pela exposição de amostras numa câmara com ciclos alternados de radiação ultravioleta condensação de água em temperatura controlada. Para avaliar a degradabilidade das embalagens em aterro sanitário adotou-se como critério a condição mais crítica, através da imersão das embalagens no chorume na temperatura de 50ºC. Paralelamente, isolou-se o efeito do calor na degradação por exposição das amostras na mesma temperatura e submetendo-as às mesmas determinações das amostras imersas no chorume. Ambos os métodos mostraram sensibilidade para distinguir as diferenças de suscetibilidade à degradação das amostras através da velocidade com esta que ocorreu em de cada amostra. Além disso, estes métodos apresentaram coerência dos dados nos ensaios de acompanhamento, pois a degradação foi crescente com o tempo de exposição. Para a degradação em intempéries naturais e imersão no chorume, a reprodutibilidade é prejudicada, pois em ambos os casos existe a dificuldade de controlar o meio (chorume ou intemperismo), mas pôde-se correlacionar as características medidas destes meios com alterações das amostras. Quanto à desintegração das embalagens, observou-se que a embalagem composta por polietileno/cartão dupléx/alumínio (1) degradou-se mais que a embalagem composta por polietileno/cartão branco (2). Em seis meses, a perda de massa da amostra 1 foi de 49% de sua massa inicial no ensaio de degradação por imersão no chorume e de 21% em exposição às intempéries, enquanto que a amostra 2 apresentou ganho de massa (chorume) e não se alterou (intempéries) no mesmo período. A perda de massa foi devida majoritariamente à degradação do cartão em ambos ensaios de degradação. O cartão duplex degradou mais que o cartão branco, provavelmente, porque a lignina nele presente seja removida na condição alcalina do ensaio de imersão no chorume e mais suscetível à ação do ultravioleta do que a celulose. Enquanto que o cartão branco seja, talvez, aditivado com resinas insolúveis que impeçam a ação do chorume e da água (chuvas). Por fim, pôde-se ainda formular recomendações tanto ao projeto como ao manuseio de embalagens descartáveis: cuidados nas bordas e nas linhas de soldagem e sugestões para melhoria da resistência do cartão da embalagem (1) através de tratamento térmico.An increasing negative impact is happening due to the disposal into the environment of high humidity resistant packages made up of combined different materiais. At present, the proposed solutions (recycling and incineration) are in very primary stages.ln this thesis, methodologies that simulate the aerobic and anaerobic degradation conditions found in the solid waste disposal were applied in two kinds of laminated (composite) packaging. So, the proper methodologies could be developed and evaluated.The degradation susceptibilities of these two materiais were compared and the probable correlation between their characteristic properties and the observed degradation mechanisms was estimated. To simulate some conditions found in the open sky disposal, a methodology of a weather exposition test was adapted. This test showed comparatively the tendency of those composite materiais to degrade in the natural environment. An alternativa methodology was developed to be assigned as an accelerated test of these conditions.The samples were exposed to ultraviolet radiation and water condensation inside a chamber with controlled temperature. To simulate the degradation within a soil burial, the criterion was the most criticai conditions that could be found in that ambient. The packages were immerged in the soil burial leachate and kept at 50ºC. Meanwhile, the temperatura effect on degradation could be evaluated alone. Some samples were put in a dry woven and submitted to the sarne tests that are applied to the ones immerged in the leachate.The packaging composed by polyethylene / carton / aluminium (#1) was more degraded than the one made up of polyethylene / white carton (#2). ln the first six months, the #1 sample lost 49% of its initial mass in the leachate immersion and 21% of its mass during the weather exposure.The initial mass of the #2 sample had increased in the leachate and had not showed any alteration due to weather by the sarne time of exposition. The carton degradation was the major cause of mass lasses in both tests.The duplex carton had more susceptibility to degrade than the whitened one, probably because of the lignin in the duplex carton can be removed by the alkaline conditions of the leachate immersion test and be more sensitiva to the ultraviolet radiation that the cellulose. The whitened carton may have insoluble resins as additives that protect it from the leachate and from the rain waters. Finally, some recommendations to the design and handling of these packages could be formulated about some care to the borders and seams to avoid microorganisms getting in and suggestions to improve the mechanical resistance of the carton by means of a thermal treatment