Quatro métodos principais para fabricação de filmes de PVA

A produção de Filme de álcool polivinílico (PVA) é obtido principalmente por meio de métodos como moldagem por solução, extrusão úmida e moldagem por sopro com extrusão seca. Embora essas técnicas tenham origem na fabricação tradicional de filmes plásticos, elas exigem ajustes específicos no processo devido à natureza hidrossolúvel única do material. Álcool polivinílico (PVA)Atualmente, o método de fundição por solução continua sendo o processo de produção dominante na China. No entanto, a pesquisa e o aprimoramento de tecnologias de moldagem por extrusão e sopro para industrialização em larga escala representam o principal foco futuro do setor.

Fundição com fita de aço (Tapecasting)

Também conhecido como revestimento por lâmina ou revestimento com faca, este método é uma tecnologia fundamental para a produção de filmes hidrossolúveis. Introduzido por Glenn N. Howatt em 1947 e patenteado em 1952, o processo começa com a mistura de PVA bruto, solventes e aditivos por meio de agitação mecânica ou ultrassônica. Agentes desmoldantes, plastificantes e outros aditivos funcionais são então adicionados para criar uma solução coloidal aquosa estável. Após a desespumação em um tanque de isolamento, a solução flui sobre uma esteira transportadora e é moldada em um filme verde por uma lâmina antes de entrar em uma câmara de secagem para evaporação do solvente. A solução aquosa final é composta por cinco componentes principais: PVA, água, agentes desmoldantes, plastificantes e aditivos funcionais.

• Prós e contras: O fluxo geral do processo é relativamente simples. No entanto, apresenta desvantagens como baixas taxas de rendimento, alto consumo de energia, grande investimento em equipamentos e difícil controle de qualidade.
• Parâmetros domésticos: Na China, os equipamentos normalmente produzem filmes com espessura de 0,02 a 0,2 mm. A largura máxima é de 2000 mm, operando a velocidades de produção de 2 a 5 m/min.

Método de fundição em tambor

O método de revestimento por tambor utiliza um rolo de revestimento para aplicar uma solução diluída de PVA diretamente sobre um tambor ou correia de secagem em rotação contínua, evaporando a umidade para formar um filme seco. A principal diferença entre este método e o revestimento por fita reside nesse mecanismo de revestimento contínuo por rolo. Para otimizar o desempenho do processo, plastificantes como glicerol, etilenoglicolou baixo peso molecular polietilenoglicol são frequentemente adicionados à solução bruta. A linha de produção normalmente consiste em um sistema de controle, um sistema de preparação de cola, um sistema de moldagem/revestimento e um sistema de aquecimento.

• Prós e contras: Embora esse método apresente alta eficiência na formação de filmes, sua baixa velocidade de produção e alto consumo de energia impediram sua industrialização em larga escala na China.

Moldagem por sopro de extrusão úmida

A fusão direta do PVA é tecnicamente desafiadora, pois seu ponto de fusão varia de 220°C a 240°C, enquanto ele começa a desidratar e eterificar a 160°C e a se decompor a 200°C. Para contornar esse problema, o método de extrusão úmida utiliza resina de PVA com teor de água entre 40% e 50%, juntamente com outros aditivos, para moldagem por sopro.

• Prós e contras: Este método melhora significativamente a eficiência da produção e a qualidade do produto em comparação com o método de moldagem por fundição. No entanto, trata-se de um processo altamente complexo. Requer modificação do PVA, pré-granulação e aquecimento repetido durante a produção. Além disso, exige a manutenção de um teor de umidade rigorosamente entre 15% e 35% no filme. Ademais, como a conformação, o estiramento e a cura do filme ocorrem simultaneamente, as cadeias moleculares têm dificuldade em se alinhar, resultando em menor resistência geral do filme.

Moldagem por sopro de extrusão a seco

Nessa abordagem inovadora, o PVA é seco a vácuo por 24 horas, misturado uniformemente com plastificantes e agentes formadores de filme em um misturador de alta velocidade e, em seguida, extrudado em grânulos usando uma extrusora monorosca Brabender 225 modificada. O material é posteriormente desespumado, moldado por sopro e incorporado ao produto final. Os grânulos de PVA secos criados dessa maneira também podem ser utilizados na fabricação de recipientes ocos moldados por injeção ou filmes compósitos multicamadas coextrudados.

• Prós e contras: Essa técnica preserva com sucesso a biodegradabilidade inerente do PVA, suas propriedades de barreira e solubilidade em água. Ela oferece um processo simplificado, alta eficiência, baixo consumo de energia e custos de investimento reduzidos em comparação com os métodos úmidos e de moldagem.
• Perspectivas de mercado: Embora já industrializada no exterior, a extrusão a seco permanece um desafio técnico de longa data para a indústria de plásticos da China. Dominar essa tecnologia preenche uma lacuna crucial no mercado interno e amplia os campos de aplicação da resina PVA. Isso é especialmente significativo, considerando a enorme demanda do mercado chinês por esse material. Filme PVA da China, que depende fortemente de importações caras.

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