Propriedades de barreira de embalagens de cosméticos

O desempenho de barreira do frasco cosmético de embalagem é um requisito importante para a função protetora da embalagem.

Os materiais de embalagem para cosméticos são feitos principalmente de materiais poliméricos, como polietileno (PE), mas quando se trata de boas propriedades de barreira, polipropileno (PP), polietileno tereftalato (PET), polietileno-copolímero de álcool vinílico (EVOH) é um material que frequentemente menção.

A microestrutura do plástico mostra que os materiais plásticos não são “impermeáveis ao ar”. podemos observar a superfície dos materiais PE e PP sob um microscópio eletrônico de alta potência, e podemos ver que existem buracos nos materiais, o que é suficiente para nos fazer perceber que os próprios materiais plásticos têm um certo grau de permeabilidade.

É necessário considerarmos as propriedades de barreira das embalagens de cosméticos? A resposta é sim. De fato, no desenvolvimento de embalagens para alimentos, a propriedade de barreira da embalagem é tão importante quanto a propriedade de vedação. Desempenha um papel na preservação da qualidade, frescura, sabor e prazo de validade dos alimentos. No entanto, no desenvolvimento de embalagens cosméticas, a capacidade de vedação é muitas vezes enfatizada, negligenciando-se a propriedade de barreira da embalagem. É por isso que, no desenvolvimento de cosméticos reais, são encontrados produtos em creme ou loção com boa vedação geral da embalagem. Após um período de tempo, verificou-se que a textura do creme tornava-se cada vez mais espessa e até mesmo não podia ser usada; havia também algumas fórmulas contendo substâncias ativas orgânicas voláteis, que lentamente penetravam nos materiais de embalagem, resultando na falta dos ingredientes ativos correspondentes. Portanto, a função de barreira da embalagem precisa ser considerada no desenvolvimento de embalagens cosméticas, a fim de garantir uma boa sensação na pele, efeito de preservação e prolongar a vida útil do produto. Somente entendendo corretamente a definição das propriedades de barreira e do mecanismo de permeação dos materiais, e compreendendo os fatores que influenciam as propriedades de barreira dos materiais poliméricos, podemos escolher materiais de embalagem com propriedades de barreira adequadas de acordo com as necessidades reais no desenvolvimento de embalagens de cosméticos, de modo a fazer bem.

Existem documentos no campo da pesquisa de polímeros que indicam que, para os materiais poliméricos terem boas propriedades de barreira, eles devem ter as seguintes propriedades estruturais:

1. Um certo grau de polaridade. Por exemplo, existem átomos de flúor na cadeia molecular, grupos hidroxila e grupos éster; conforme mostrado na Tabela 1, as propriedades de barreira ao oxigênio do álcool polivinílico com grupos hidroxila nos grupos laterais da cadeia molecular são significativamente melhores do que o polietileno.

2. A cadeia polimérica tem alta rigidez e é inerte para permear;

3.Devido à simetria, ordem, cristalização ou orientação das moléculas, as cadeias poliméricas têm a capacidade de se compactar; certos polímeros podem ter diferentes graus de cristalização. Alta cristalinidade pode trazer melhores propriedades de barreira. A Tabela 2 abaixo compara as propriedades de barreira de gás de poliolefinas em diferentes níveis de cristalinidade. Geralmente, maior cristalinidade tem menor permeabilidade.

A orientação das cadeias moleculares dos polímeros tem grande influência em suas propriedades de barreira. Para polímeros amorfos, a orientação da cadeia molecular pode reduzir a penetração em 10-15%. Para polímeros cristalinos, uma redução de mais de 50% pode ser observada. A orientação tem uma relação especial com o processo de sopro da garrafa. Portanto, é mais eficaz melhorar o desempenho da barreira da garrafa controlando a orientação durante o processo de moldagem por sopro do que aplicar um revestimento de barreira na parte externa da garrafa. Por exemplo, as propriedades de barreira de oxigênio de materiais PP, PS e PET após a orientação são muito melhoradas em comparação com aqueles sem orientação e alongamento.

4. Existe uma força de ligação ou atração entre a cadeia polimérica e a corrente;

5. Alta temperatura de transição vítrea

Em geral, os polímeros lineares com estruturas moleculares simples terão um estado de empilhamento regular e maior capacidade de barreira, mas o esqueleto da cadeia principal contém grandes bases de medição, o que causa baixa regularidade de empilhamento e capacidade de barreira reduzida. ?

“Diferentes processos de processamento e moldagem de materiais também têm impacto nas propriedades de barreira dos materiais. Escolha polímeros com características diferentes e use métodos de processamento apropriados para obter materiais de barreira com excelente desempenho abrangente. Por exemplo, as propriedades de barreira do LLDPE e do LDPE são inferiores às do HDPE. Na aplicação de tubos de camada única, LLDPE, LDPE e HDPE podem ser fisicamente misturados para produzir um pacote de mangueira que possui uma certa propriedade de barreira e é fácil de selar a quente; por exemplo, EVOH é um copolímero de etileno/álcool vinílico, que é uma estrutura em cadeia. O polímero cristalino combina a boa processabilidade do polietileno e as propriedades de barreira a gases extremamente altas do álcool polivinílico. A presença de segmentos polares de álcool vinílico na cadeia molecular também o torna bom para solventes apolares, como hidrocarbonetos. Propriedades de barreira. A presença de segmentos de etileno não polares pode melhorar suas propriedades de barreira a solventes polares como a água. No entanto, existem grupos hidroxila na estrutura molecular das resinas EVOH. As resinas EVOH são hidrofílicas e higroscópicas. Depois de absorver a umidade, o desempenho da barreira de gás será afetado, por isso é necessário usar a tecnologia multicamada para envolver a camada de resina EVOH com uma resina de forte barreira à umidade, como a poliolefina, para fazer um material compósito com excelentes propriedades de barreira abrangentes.

a aplicação de materiais de barreira em embalagens de cosméticos

Atualmente, a aplicação de materiais de embalagem de barreira no campo de embalagens de cosméticos está em um período crescente de uso. Os materiais domésticos de alta barreira comumente usados incluem folha de alumínio, álcool polivinílico (PVA), copolímero de etileno-álcool vinílico (EVOH), náilon (PA), polietileno tereftalato (PET), etc. Folha de alumínio, PVA e EVOH são materiais de alta barreira , e PA e PET têm propriedades de barreira semelhantes e são materiais de média barreira.

Para cosméticos de embalagem de mangueira, se o próprio produto tiver propriedades de alta barreira, os três tipos de mangueiras plásticas de barreira a seguir são geralmente usados.

1. Mangueira composta de alumínio-plástico, sua estrutura típica é PE/PE+EAA/AL/PE+EAA/PE, que é feita de folha de alumínio e filme plástico através de co-extrusão e composta em folhas e tubos. A principal barreira é A propriedade de barreira da camada de folha de alumínio depende principalmente do grau de orifício da folha de alumínio. Quando a espessura da folha de alumínio aumenta, a propriedade de barreira aumenta;

2. Mangueira composta totalmente de plástico, sua estrutura típica é PE/PE/EVOH/PE/PE, toda composta de plástico, e sua camada de barreira é geralmente EVOH ou PET banhado a óxido. À medida que a espessura do EVOH aumenta, a barreira aumenta;

3. Mangueira de coextrusão de plástico com estrutura de cinco camadas, sua estrutura típica é PE/MAH-PE/EVOH/MAH-PE/PE, que é feita de vários plásticos juntos por extrusão de parafuso de uma só vez para fazer uma folha, que é também feito por EVOH Para o efeito de barreira.

Para cosméticos de embalagem de filme

Filmes de barreira comuns incluem filmes de barreira de coextrusão, filmes de laminação (compósito de processo seco, composto sem solvente, composto adesivo de fusão a quente, composto de extrusão) filmes de barreira e deposição de vapor (chapeamento de alumínio a vácuo), chapeamento de óxido de alumínio, chapeamento de óxido de silício ) filmes de barreira, respectivamente feitos pelo método de coextrusão, método de laminação, método de revestimento e método de evaporação, o processo não será descrito em detalhes aqui, a estrutura comumente usada em filmes cosméticos é PET/AL/PE, PET/Al/CPP , PET/VMPET/PE, PET/EVOH/PE e outros sacos compostos de três camadas e PET/Al/PET/PE, PET/PE/AL/PE/CPP e outras estruturas multicamadas, basicamente, folha de alumínio, EVOH e PET aluminizado são usados como camadas de barreira. Em aplicações práticas, uma estrutura de película de barreira adequada pode ser selecionada a partir da consideração abrangente das propriedades de barreira, propriedades de vedação a quente, propriedades de fácil rasgamento e custos do produto.