Clasificacin de los polmeros para envase y embalajeIng. Jos Antonio Rodrguez Tarango Prcticamente en todos los envases se presentan tres elementos que lo constituyen; el primero es un elemento estructural, el segundo un elemento de barrera y el ltimo es un elemento de sello. Como su nombre lo indica cada uno de estos elemento aporta una condicin especfica al envase, ahora bien, en algunos envases un mismo material aporta las tres funciones. Esto es vlido para materiales no solo polimricos sino tambin para estructuras combinadas como es el caso de las laminaciones donde se pueden utilizar materiales celulsicos, aluminio y por supuesto plsticos. Generalmente el elemento de estructura est compuesto por materiales de bajo costo como es el caso de las poliolefinas y los papeles, mientras que el elemento de barrera se da ya sea por el aluminio, o por polmeros especialmente diseados para este fin como es el caso del EVOH, el PVDC y las poliamidas entre otras, los cuales en general son costosos, finalmente para el caso de envases flexibles se requiere de un elemento de sello que permita cerrar los envases, y donde es utilizado en forma comn el polietileno de baja densidad, sin embargo existen aplicaciones donde el sello se debe realizar bajo condiciones especiales para lo cual se utilizan otro tipo de polmeros. Los polmeros estructurales utilizados para envases son los siguientes: Polietileno baja densidad lineal (PEBDL) Polietileno baja densidad (PEBD) Polietileno de alta densidad (PEAD) Polipropileno (PP) Poliestireno (PS) Policloruro de vinilo (PVC) Policarbonato (PC) Polietilen tereftalato glicol (PETG) Los siguientes polmeros si bien son estructurales ya que pueden formarse envases a partir nicamente de ese material, tambin presentan una barrera a los gases por lo que aparecen tambin en la clasificacin de polmeros de barrera. Polietilen tereftalato (PET) Copolmero de Acrilonitrilo Metacrilato (BAREX) Polietilen neftalato (PEN)

Los polmeros de barrera a gases ms comunes son los siguientes: Cloruro de polivinilideno o Sarn (PVDC) Etil Vinil Alcohol (EVOH) Polietilen neftalato (PEN) Copolmero de Acrilonitrilo Metacrilato (BAREX) Poliamida (NYLON)

Y finalmente los polmeros utilizados como agentes de sello:

Polietileno baja densidad (PEBD) Ionmero (Surlyn) Polietileno baja densidad lineal (PEBDL) Etil vinil acetato (EVA)

Ntese que existen algunos polmeros que pueden estar en dos clasificaciones simultneamente, como es el caso del PET, PEN y el BAREX que si bien ya pueden ser considerados como polmeros de barrera, en realidad tambin pueden ser estructurales, es decir que se puede formar un envase con una de estas resinas, as se tienen varios ejemplos del mercado como es el caso de las bebidas carbonatadas cuyo envase est elaborado completamente de PET, es decir estructuralmente es exclusivamente resina PET, sin embargo este tipo de resina tambin tiene una cierta barrera a los gases (caracterstica necesaria para retener la carbonatacin de la bebida).

Resumen de Caractersticas y Restricciones de uso de los polmeros para envase Los polmeros estructurales son en general bastante estables, presentando las siguientes caractersticas: Polietileno baja densidad lineal (PEBDL). Es un material de bajo costo, muy utilizado como pelcula para envolver estibas. Es una buena barrera a la humedad. Polietileno baja densidad (PEBD). Material translucido, de muy buena barrera a la humedad, y de nula barrera a los gases, muy econmico, de buena resistencia a la temperatura incluso de pasteurizacin. Polietileno de alta densidad (PEAD). Similar al anterior, pero con mayor rigidez, de tal forma que ante una situacin de doblez de un envase rgido este puede llegar a fracturarse. Polipropileno (PP). Material econmico, de muy buena barrera a la humedad, nula barrera a los gases, excelente resistencia a la temperatura de llenado (arriba de los 80C), tiene una excelente resistencia a los dobleces, presenta mucha memoria es decir tiende a retornar a su estado original una vez que por alguna accin mecnica este se ha deformado. Poliestireno (PS). Material de bajo costo, muy buena barrera a la humedad, muy rgido y quebradizo, y nula barrera a gases. Policloruro de vinilo (PVC). Resina transparente, rgida y muy quebradiza, buena barrera a la humedad y muy pobre barrera a gases, especialmente debe tenerse cuidado de su composicin, ya que en caso de presentar monmeros residuales en cantidades elevadas este material es txico para su uso en alimentos. Presenta una problemtica ecolgica ya que el PVC cuando es incinerado genera cido clorhdrico que contamina el subsuelo. Policarbonato (PC). Resina costosa, sin barrera a humedad ni a los gases, lo que hace atractivo su uso es su transparencia, su alta resistencia mecnica y lo ms importante su alta resistencia a la temperatura, lo cual lo hace tan atractivo en la fabricacin de biberones. Otra caracterstica importante es su alta estabilidad dimensional a altas temperaturas, por esta razn es tambin utilizado para la fabricacin de discos compactos. Polietilen tereftalato glicol (PETG). Este polmero es una variante del PET, que permite ser trabajado en procesos de extrusin soplo (proceso tradicional para envases de plstico), el cual es significativamente ms econmico que el proceso de inyeccin soplo del PET, es importante resaltar que el PETG no presenta las mismas caractersticas de barrera que el PET, sin embargo es muy comn ver su aplicacin en lminas para termoformado.

En el caso de las resinas de barrera, generalmente presentan las siguientes caractersticas con alguna limitacin o restriccin; como las mostradas a continuacin: Polietilen tereftalato (PET). Es una resina muy noble, de alto brillo y transparencia, muy resistente mecnicamente, con una buena barrera a la humedad y una buena barrera a los gases, lo cual lo hace ideal para aplicaciones de barrera en envasado de alimentos, tiene una pobre resistencia a la temperatura de llenado (mximo 60C), lo cual es una limitante cuando se requiere de una aplicacin de llenado de un producto pasteurizado que se encuentra a 80C, sin embargo para este tipo de situaciones se le da un tratamiento trmico al envase con el fin de cristalizar su estructura y de esta manera soportar una mayor temperatura de llenado, a esta estructura se le conoce como PETC o PET Cristalizado. Cloruro de polivinilideno o Sarn (PVDC). Este polmero se aplica como un recubrimiento por lo que no es posible fabricar un envase exclusivamente de PVDC. Tiene una excelente resistencia a la temperatura y barrera a los gases, tambin es utilizado como elemento de sello, siendo en general muy polmero muy estable. Etil Vinil Alcohol (EVOH). Es una de las resinas de mayor barrera a los gases que existe, sin embargo esta resina presenta un problema importante de absorcin de humedad, la cual le afecta sensiblemente la propiedad de barrera a gases, por esta razn necesariamente se debe proteger a partir de coextrusiones o coinyecciones en las cuales el EVOH quede protegido con capas de otros polmeros de alta barrera a la humedad. Polietilen neftalato (PEN). Es un polmero de alta barrera a los gases y a la temperatura de llenado, esencialmente la gran limitacin de este tipo de polmero es su alto costo, el cual solo se justifica cuando el producto puede tener un alto costo. Copolmero de Acrilonitrilo Metacrilato (BAREX). Es una resina de muy alta barrera a los gases y que puede ser perfectamente estructural, ya que actualmente se fabrican envases con este tipo de resina, sin embargo tiene el inconveniente de que pierde esta barrera cuando la resina es sometida a condiciones de temperaturas superiores a los 50C. Poliamida (NYLON). Un polmero de barrera y resistencia a la temperatura, que presenta bsicamente como inconveniente su alto costo.

Y finalmente en el caso de los polmeros de sello se tiene: Polietileno baja densidad (PEBD). Excelente agente de sello para aplicaciones generales, con un rango de temperatura de sellado estrecho, tiene muy poca barrera a las grasas y en sellos contaminados presenta problemas de sello. Ionmero (Surlyn). Un polmero diseado espacialmente para realizar sellos de productos grasos, ya que tiene una excelente barrera a las grasas y sella an en presencia de grasas o en sellos contaminados de producto. Polietileno baja densidad lineal (PEBDL). Se ha probado en algunos casos de sellos contaminados con grasa, obteniendo resultados de mediana eficiencia. Etil vinil acetato (EVA). Este polmero es utilizado como elemento de sello con mediana eficiencia, tambin es utilizado como liner en tapas plsticas de bebidas carbonatadas, as como tambin como una carga (10 a 12%) en envases de polietileno alta densidad los cuales sern sometidos a temperaturas de congelacin (menores a -20C), haciendo a la resina ms resistente al proceso de crackelado es decir de despolimerizacin o rompimiento de cadenas polimricas por efecto de la baja temperatura.

En los ltimos aos se han venido desarrollando polmeros con una mayor capacidad de degradacin que minimicen el dao que los residuos slidos generan, as como tambin el desarrollo de polmeros a partir de monmeros vegetales o animales llamados bio polmeros, as como tambin la creacin de polmeros llamados inteligentes que interactan con los productos mejorando o manteniendo sus caractersticas fisicoqumicas. As se tiene el desarrollo de polmeros como el: Acido polilctico (PLA) Pelculas de Kitosan (antibacterianas y comestibles) Pelculas con agentes secuestrantes de oxigeno, CO2 y etileno