Resinas de Barrera
Algo que es primordial en la industria del empaque es proteger el producto de agentes que lo puedan dañar o degradar, en particular, alimentos, medicamentos o productos cosméticos. No es lo mismo el empaque para un cereal común con azúcar que la misma versión pero con pasas, pues estas, necesitan una mayor protección a la oxidación y para esto se requiere de una película que ofrezca barrera al oxígeno.
Los polímeros de barrera se pueden definir en general, como macromoléculas que tienen la capacidad de restringir significativamente el paso de gases, vapores y líquidos. Dado que todos los polímeros restringen el transporte de penetrantes hasta cierto punto y el rendimiento de barrera de los polímeros a diferentes penetrantes depende de una variedad de factores, es difícil proporcionar una definición concisa y objetiva. En un sentido práctico, sin embargo, la definición de un polímero de barrera depende de los requisitos de la aplicación final, y un material que proporciona una barrera suficiente para que una aplicación en particular se pueda considerar como un polímero de barrera para ese propósito. Para efectos prácticos, consideramos que los polímeros que tienen resistencia al transporte de gases, vapores y líquidos como uno de sus atributos clave se considerarán polímeros de barrera.
Los polímeros han encontrado una amplia aceptación como alternativas a los materiales tradicionales como el vidrio, el papel y los metales, en la industria de alimentos, bebidas y otras industrias de envasado. Una característica clave del vidrio y los metales como materiales de empaque es su barrera total para el transporte de gases y vapores. Mientras que los polímeros pueden proporcionar un equilibrio atractivo de propiedades tales como flexibilidad, dureza, peso ligero, conformabilidad y facilidad de impresión, sí permiten el transporte de gases y vapores en cierta medida.
Desafortunadamente, no se encuentra disponible un material polimérico reciclable y económico que posea altas propiedades de barrera para cada gas o vapor además de buenas propiedades mecánicas, térmicas y ópticas.
PERMEABILIDAD
El coeficiente de permeabilidad, o simplemente la permeabilidad, caracteriza la velocidad del estado estacionario del transporte de masa de moléculas penetrantes a través de un polímero. En una película de polímero denso, la permeabilidad P se define como el flujo molar del penetrante a través del polímero con respecto a un sistema fijo de coordenadas NA por el espesor de la película L y la diferencia entre las presiones parciales hacia arriba (p2) y hacia abajo (p1).
La permeabilidad entonces se calcula con la fórmula: P= (NA x L) / (p2-p1)
En consecuencia, la permeabilidad tiene dimensiones de cantidad de penetrante (ya sea en masa o en moles) por el espesor dividido por el área, el tiempo y la presión.
Las propiedades de transporte en estado estable del vapor de agua en los polímeros de barrera se caracterizan por la velocidad de transmisión del vapor de agua (WVTR por sus siglas en inglés). Las dimensiones de WVTR son la cantidad de agua transmitida a través de una película por el espesor dividido por área y tiempo, y una unidad común para WVTR es (g · mil) / (100 in.2 · día).
De igual forma, la OTR o tasa de transmisión de oxígeno; es la tasa de estado estacionario a través de la cual el gas oxígeno penetra a través de una película en condiciones específicas de temperatura y humedad relativa. El valor se expresa en cm3 / 100 in2 / 24 h o cm3 / m2 / 24 h. Las condiciones de prueba estándar son 23 °C y 0% de HR.
Los polímeros plásticos con mejor barrera más utilizados de acuerdo a su eficiencia para no permitir el paso del oxígeno son:
- EVOH (alcohol etilen-vinílico)
- PVDC (cloruro de polinilideno)
- PVDC-AN (cloruro de polivinilideno con recubrimiento de acrilonitrilo)
- Polímeros de Cirstal Líquido
- Poliamida 6
- Poliamida Amorfa
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