3.1 Experimento
Neste experimento foram utilizadas preformas de PET de 42,6 g destinadas à produção de embalagens com capacidade volumétrica nominal de 2.000 mL oriundas do mesmo lote de produção.
As preformas foram produzidas com resina PET virgem Cleartuf® Max™ da empresa M&G POLIÉSTER S.A., pertencente à M&G Chemicals, com viscosidade intrínseca de 0,80±0,02 dL/g.
A produção e estocagem das preformas foram realizadas em uma indústria fabricante de preformas na cidade de Manaus-AM.
As preformas foram armazenadas em câmaras de estocagem distintas contendo soluções saturadas de sais MgNO3 (50-60% de UR), NaNO3 (65–70% UR) e KCl (80–85% de UR), afim de criarem um ambiente interno de equilíbrio com a umidade relativa respectiva produzida por cada solução salina.
As câmaras de estocagem foram construídas com tubos de PVC de 500 mm de altura e 250 mm de diâmetro (Figura 10). As câmaras foram fechadas no fundo com um tampão (cap) de PVC. No interior das câmaras foi colocado uma chapa de acrílico perfurada posicionada à 5 cm do fundo da câmara. Abaixo desta placa perfurada foram colocadas as soluções salinas, e as preformas depositadas sobre as placas. Em cada câmara foram armazenadas 120 preformas. As câmaras foram fechadas com tampões de PVC (caps) e silicone.
Estas câmaras foram armazenadas em dois ambientes distintos. Um grupo foi armazenado no interior do Laboratório de Qualidade da empresa com temperatura ambiente controlada em 23 ± 2oC; e o outro grupo de câmaras ficou em um armazém de estocagem de material, sujeito às variações de temperatura e umidade relativa da cidade de Manaus, AM.
O experimento foi realizado no período de 13/11/2014 à 11/06/2015, totalizando 210 dias. Durante este período, a temperatura máxima média na cidade de Manaus-AM foi de 32,3oC e a temperatura média mínima foi de 25,1oC (BRASIL, 2015).
Os dados meteorológicos apresentados na Tabela 3 foram obtidos no Banco de Dados Meteorológicos para Ensino e Pesquisa (BDMEP) do Instituto
Nacional de Meteorologia – INMET, órgão do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. As informações foram coletadas pela estação OMM 82331 (Organização Meteorológica Mundial), latitude -3,1 graus, longitude -60,01 graus, altitude 61,25 metros (BRASIL, 2015).
Tabela 3: Temperaturas máximas e mínimas médias e umidade relativa média da cidade de Manaus-AM no período de novembro de 2014 à junho de 2015.
Período Temperatura Máxima Média oC Temperatura Mínima Média oC Umidade Relativa Média (%UR) nov/14 33,0 25,7 77,2 dez/14 32,9 25,7 80,3 jan/15 31,6 24,6 82,6 fev/15 32,2 25,1 79,9 mar/15 31,9 24,6 85,1 abr/15 32,0 24,9 82,3 mai/15 32,0 25,0 83,5 jun/15 32,7 25,3 77,4
Fonte: Dados extraídos do Instituto Nacional de Meteorologia – INMET (www.inmet.gov.br)
Figura 10: Câmara de estocagem das preformas e placa de acrílico utilizada para separar as preformas da solução salina.
A Figura 11 abaixo apresenta a forma como as câmaras contendo as preformas foram armazenadas e a codificação utilizada para cada uma delas.
Figura 11: Condições de estocagem das preformas de PET durante o experimento em Manaus, AM.
A partir do tempo zero as preformas foram retiradas das câmaras de estocagem a cada 30 dias (90, 120, 150, 180, 210 dias). O tempo de 60 dias foi desconsiderado devido a um erro de amostragem na coleta das preformas. Nestes tempos as câmaras foram abertas e de cada uma delas foram retiradas 18 preformas. Imediatamente após a retirada das preformas foi realizado o ensaio de expansão elástica das preformas no equipamento Agr TopWave Preform Quality
Tester PQT 5500, a análise de viscosidade intrínseca, e a determinação de
As demais preformas foram enviadas para uma unidade da mesma empresa na cidade de Jundiaí-SP, e sopradas em condições reais em uma sopradora de dois estágios marca SIDEL MATRIX modelo SBO 24 com produção de até 52.800 embalagens por hora.
Nas embalagens sopradas foram realizados os testes de resistência ao estouro (Burst Tester), e as análises de espessura. As preformas foram analisadas quanto à sua morfologia através da Difração de Raio-X no tempo zero e da última coleta do experimento, realizada após 6 meses,
3.2 Ensaios de Expansão Elástica
Os testes de expansão elástica para verificar o estiramento das preformas foram realizados em um equipamento AgrTopWave Preform Quality Tester PQT 5500 (Figura 12). Neste equipamento as preformas foram aquecidas e sopradas livremente, ou seja, sem a utilização de um molde. As preformas foram aquecidas em um reservatório com água à 100 ± 5oC e sopradas com uma pressão de 6,3 ± 2 bar durante 6 segundos. A preforma é considerada com um bom estiramento quando não estoura durante o sopro, não mostra sinais de cristalização e excessiva expansão de volume.
Figura 12: Equipamento AgrTopWave Preform Quality Tester PQT 5500 utilizado para realização dos ensaios de expansão elástica (Cortesia da empresa AMCOR PET, Manaus, AM).
3.3 Análise da Viscosidade Intrínseca
A análise de viscosidade intrínseca foi realizada em um viscosímetro Lauda Proline PV15, baseado nas normas ISO 1628 e ASTM D4603 (2011).
As preformas foram cortadas em suas extremidades tomando como referência a marca da união do corpo com o gargalo, e do corpo com o fundo e resfriadas em nitrogênio líquido por 15 minutos. Após o resfriamento as preformas foram moídas e levadas à estufa à 65oC/2h.
Dissolveu-se 2,0 gramas de resina PET em 25 ml do solvente orto-cloro- fenol estabilizado a 25 0,1C com agitação a 105C por aproximadamente 40 minutos, até dissolução completa da amostra. Retirou-se do aquecimento e colocou- se em banho de resfriamento por 15 minutos. Colocou-se o viscosímetro em banho de temperatura constante a 25 0,1C, mantendo-se o nível do banho acima da marca superior do viscosímetro. Adicionou-se 10 ml da solução orto-cloro-fenol + polímero no viscosímetro e manteve-se por 10 minutos para equilíbrio da temperatura. Com auxílio de vácuo, elevou-se a solução acima da marca superior do viscosímetro, deixou-se fluir por gravidade para estabilização da leitura. Novamente elevou-se a solução acima da marca superior e cronometrou-se o tempo para atravessar as duas marcas do viscosímetro. Essa operação foi repetida até que duas leituras não diferissem em 0,4 segundo. A partir daí, calculou-se a média do tempo das duas leituras.
A viscosidade relativa foi calculada através da Equação (1).
r= c. t
(1)Sendo r a viscosidade relativa; c a constante do viscosímetro em relação ao solvente orto-cloro-fenol utilizado e t o tempo de fluxo no viscosímetro em segundos.
A viscosidade intrínseca foi determinada através da Equação 20 e segundo a concentração da solução usada na determinação.
=
ln
r/C
c 0 ( 2 )onde, é a viscosidade intrínseca, C é a concentração da solução ( 8% ) e ln r o logarítmo da viscosidade relativa.
3.4 Teste de Acetaldeído
A determinação de acetaldeído foi realizada conforme a Norma de referência ASTM F2013 através de cromatografia gasosa com headspace, utilizando detector de ionização de chama. As preformas foram pulverizadas em um moinho criogênico e em seguida peneiradas e pesadas em uma capsula de teflon, e aquecidas à 130°C/1h. As amostras moídas foram colocadas em frascos vedados com septo, que foram mantidos em uma câmara de aquecimento para remoção completa do acetaldeído. A temperatura foi reduzida a 90°C no headspace e após uma hora as amostras foram injetadas no cromatógrafo com uma coluna de aço com Porapack Q. A altura do pico de acetaldeído foi medida e comparada com um padrão. O equipamento utilizado foi um Cromatógrafo Gasoso Perkin Elmer® XI com Head Space.
3.5 Teste de resistência ao estouro (Burst Test)
Os testes de resistência ao estouro foram realizados em um equipamento de marca Flutrol, modelo TP-PET 2SF2OES usando a Norma ABNT NBR 15395: 2006. As embalagens sopradas foram pressurizadas com ar e água até atingir uma pressão de 7x105 Pa (7,0 bar). Esta pressão foi mantida por 12 segundos e então aumentada até o rompimento da garrafa.
3.6 Determinação da espessura das embalagens
A avaliação da espessura das embalagens foi realizada através da metodologia não destrutiva baseada na norma ASTM D4166-99 (2004) utilizando o equipamento Magna-Mike da Panametrics, modelo 8000, que possui resolução de 0,001mm, o qual determina a espessura através do efeito eletromagnético (Hall). Neste método, a espessura foi determinada a partir da distância que separa duas esferas metálicas, sendo uma fixada à extremidade de uma sonda móvel e outra colocada no interior do frasco que está sendo analisado.
Foram feitas medidas de espessura em triplicata em 6 zonas distintas da garrafa, conforme ilustrado na Figura 13.
Figura 13: Indicação das regiões para determinação da espessura nas embalagens PET.
3.7 Difratometria de raios-X
Os difratogramas foram obtidos utilizando-se um difratômetro de Raios-X, modelo X´Pert, marca Philips. As condições de análise foram: voltagem e corrente: 40 kV e 40 mA, respectivamente; faixa de varredura: 2Θ de 5 a 35°; passo: 0,1° e velocidade 1°/min, dotado de monocromador de feixe secundário de grafite. A variação dos tamanhos dos cristais foi determinada utilizando-se o programa PC APD Diffration Software (Philips Analytical).
3.8 Análise estatística dos dados
As análises estatísticas dos resultados da expansão elástica, viscosidade intrínseca, acetaldeído e pressão de estouro foram realizadas por análise de variância (ANOVA), sendo as diferenças avaliadas pelo teste de Tukey de comparações de médias ao nível de 5% significância. Os Quadros com a ANOVA de cada análise encontram-se no Anexo deste documento. Todos os cálculos foram realizados utilizando-se o programa Statgraphics Centurion XV (StatPoint Technologies).
Pescoço Ombro Corpo Calcanhar Pé Ponto de injeção