EVOH, copolimer de barieră la oxigen

EVOH (etilen-vinil alcool) este printre cele mai eficiente bariere la oxigen dintre materialele plastice folosite în ambalajele flexibile. La umiditate scăzută, OTR-ul unui strat de EVOH coboară sub 1 cm³/m²/24h. Este un nivel greu de atins cu alte materiale plastice transparente.

EVOH nu se folosește ca strat unic, fiindcă este hidrofil. Absoarbe umezeala din aer, iar bariera la oxigen scade peste circa 60% umiditate relativă. De aceea se plasează ca strat intern, între două straturi de polietilenă sau polipropilenă, prin coextrudare cu straturi de adeziune. Pagina explică proprietățile și gradele comerciale, sensibilitatea la umiditate, structurile, pragul de 5% pentru ambalajele monomaterial și aplicațiile.

Ce este EVOH

EVOH este un copolimer aleatoriu de etilenă și vinil alcool. Se obține prin hidroliza controlată a copolimerului etilen-vinil acetat. Grupările hidroxil din structură îi dau bariera excepțională la oxigen, dar îl fac și hidrofil. Primul EVOH comercial a fost lansat în 1972 de Kuraray, conform istoricului oficial al companiei. Astăzi este produs la scară industrială de câțiva producători. Denumirile comerciale cunoscute sunt EVAL (Kuraray), Soarnol (Mitsubishi Chemical Group) și EVASIN (Chang Chun). Unitățile de producție din Europa, Asia și America de Nord asigură lanțuri de aprovizionare independente pentru piețele majore. Gradele comerciale acoperă un conținut de etilenă de la 24 până la 48 mol%. Fiecare grad este un compromis între performanța barierei și ușurința de procesare.

Proprietăți și grade comerciale

Conținutul de etilenă, exprimat în procente molare, determină compromisul de bază. Gradele cu mol% scăzut dau bariera maximă la oxigen, dar sunt mai greu de procesat și mai sensibile la umiditate. Gradele cu mol% ridicat sunt mai ușor de procesat și mai stabile la umiditate, dar bariera scade proporțional.

Tabelul de mai jos arată cum variază performanța cu conținutul de etilenă. Valorile provin din fișele tehnice oficiale ale gamei EVAL (Kuraray); ceilalți producători oferă grade echivalente. Nu publicăm coduri de sortiment: gradul concret se alege cu producătorul rășinii, pe fișa tehnică.

OTR pe film cast de 20 µm, la 20°C și 65% umiditate relativă, conform fișelor tehnice ale producătorului. Punct de topire conform ISO 11357. La umiditate mai ridicată, valorile OTR cresc semnificativ, motiv pentru care EVOH se plasează între straturi protectoare de PE sau PP.

Sensibilitatea la umiditate și gestionarea ei

Grupările hidroxil ale copolimerului atrag moleculele de apă prin legături de hidrogen. Apa absorbită acționează ca plastifiant, distanțează lanțurile polimerice și permite oxigenului să difuzeze mai ușor. La 20°C și 65% umiditate relativă, un grad cu 32 mol% etilenă are un OTR de circa 0,3 cm³/m²/24h pe film de 20 µm, conform fișei tehnice. La umiditate ridicată, același grad poate ajunge la valori de zeci de ori mai mari. De aceea EVOH se plasează între două straturi hidrofobe de polietilenă sau polipropilenă. Straturile exterioare rețin vaporii de apă și mențin umiditatea la nivelul stratului de barieră sub un prag controlat.

Umiditatea se controlează pe tot lanțul. Rășina se livrează în saci etanși cu desicant și se usucă înainte de coextrudare. Procesarea umedă produce voal și defecte în masa polimerică. Rolele de folie se depozitează la temperatură și umiditate controlate, în limitele recomandate în fișa tehnică a producătorului. Sigilarea, vidul și gazul inert de la ambalare nu afectează stratul de barieră dacă se respectă parametrii din fișa tehnică. Pentru sterilizare la temperatură ridicată se aleg grade cu mol% mai mare, rezistente la șoc termic. Compromisul este un OTR mai ridicat.

Structuri multistrat și rolul stratului de adeziune

EVOH se folosește exclusiv ca strat intern de barieră, niciodată singur. Polimerii de pe straturile exterioare determină proprietățile finale: rezistență, sigilare, transparență și, mai ales, încadrarea la reciclare. Structurile cu ambele fețe din același polimer, PE sau PP, sunt proiectate pentru fluxul de reciclare al acelui polimer. Condiția este un conținut redus de EVOH. Structurile care combină polimeri diferiți sunt structuri mixte, nealiniate unui flux monomaterial.

OTR orientativ în cm³/m²/24h, ca ordine de mărime pentru structura completă. Valoarea reală depinde de grosimea totală (tipic 60 până la 120 µm), de grosimea stratului EVOH (tipic 3 până la 7 µm) și de mol% etilenă. Valoarea contractuală se măsoară pe structura finală, conform ASTM D3985 sau ISO 15105-2.

Rolul stratului de adeziune

EVOH nu aderă direct la poliolefine: este polar, iar PE și PP sunt nepolari, deci fără compatibilizare structura ar delamina. Între ele se pune un strat de adeziune din poliolefină modificată cu anhidridă maleică. Modificarea se grefează pe PE pentru structuri PE și pe PP pentru structuri PP. Grupările de anhidridă leagă chimic EVOH, iar partea de poliolefină se topește în stratul exterior. Rezultatul este o adeziune stabilă la sigilare, la sterilizare și la procesarea pe linii de mare viteză.

EVOH în structuri monomaterial: pragul de 5%

Regulamentul (UE) 2025/40 (PPWR) se aplică din 12 august 2026. De la 1 ianuarie 2030 se adaugă pragul de reciclabilitate. Ambalajele din plastic care nu îl ating nu mai pot fi introduse pe piața Uniunii. Structurile care combină polimeri diferiți se înlocuiesc treptat cu structuri monomaterial, dintr-un singur polimer. Bariera se păstrează prin straturi funcționale subțiri. EVOH este cel mai folosit strat funcțional pentru bariera la oxigen într-o astfel de structură.

Ghidurile de proiectare RecyClass stabilesc pragul de 5% EVOH din masa totală a ambalajului. Aceasta este limita pentru compatibilitatea cu fluxul de reciclare al foliilor PE sau PP. Sub acest prag, EVOH are impact minor asupra calității materialului reciclat. Peste 5%, testele de reciclabilitate identifică efecte măsurabile. Apar îngălbenirea granulelor, creșterea opacității, defecte de tip gel și pete, ruperi ale bulei la reformarea filmelor suflate. Materialul reciclat devine astfel greu de folosit pentru aplicații cu cerințe optice sau mecanice.

Pentru piața Uniunii Europene, referințele sunt RecyClass și CEFLEX, ambele cu un prag de circa 5%. Alte scheme, precum APR în Statele Unite, aplică praguri și condiții proprii. Acestea sunt stabilite în ghidurile lor de proiectare, pe altă infrastructură de sortare. Pentru un producător european, recomandarea practică este alinierea la pragul de 5%, cel mai restrictiv aplicabil. Alinierea susține încadrarea la criteriile PPWR și la taxele EPR eco-modulate.

Reciclabilitatea nu se declară printr-o clasă afirmată de producător. Ea se evaluează pe structura completă, cu cerneluri și adezivi. Pentru o evaluare orientativă există instrumentul gratuit al Plastics Recyclers Europe, tool.recyclass.eu. Vedeți și reciclabilitatea pe grade în PPWR și evaluarea RecyClass.

Tehnologii pentru reducerea EVOH sub 5%

O structură convențională poate conține 8 până la 15% EVOH. Reducerea sub 5% cere optimizări care fie subțiază stratul de barieră, fie cresc eficiența barierei per unitate de masă.

Orientarea în direcția mașinii (MDO). Filmul coextrudat este întins controlat de-a lungul direcției mașinii, la temperatură ridicată. Procesul reduce grosimea totală și aliniază lanțurile polimerice, ceea ce crește bariera per unitate de grosime. Stratul de EVOH devine mai subțire și mai orientat, deci poate coborî sub 5% cu bariera păstrată.

Grade cu mol% scăzut și mai multe straturi. Un grad cu conținut de etilenă scăzut dă bariera maximă per grosime. Permite deci un strat mai subțire la aceeași performanță. EVOH se poate distribui și în două straturi subțiri, separate printr-un strat de poliolefină. Se ajunge astfel la structuri de șapte sau nouă straturi. Numărul de interfețe pe care oxigenul trebuie să le traverseze se dublează, pentru aceeași masă totală.

Compozite cu nanoparticule. O direcție de cercetare este adăugarea de nanoparticule în matricea EVOH, precum nanoceluloza sau nanosilicea. Scopul este scăderea permeabilității la oxigen la grosimi mai mici. Pentru contact alimentar, aceste variante necesită autorizare suplimentară înainte de introducerea pe piață.

Aplicații ale structurilor cu EVOH

Structura se adaptează cerinței produsului. Contează sensibilitatea la oxigen, termenul de valabilitate țintă, regimul termic, formatul ambalajului și încadrarea dorită la reciclare.

Contact alimentar

EVOH este autorizat pentru contact direct cu alimentele în cadrul Regulamentului (UE) nr. 10/2011, coroborat cu Regulamentul-cadru (CE) 1935/2004 și cu bunele practici de fabricație. Copolimerul este listat ca monomer autorizat și respectă limita de migrare globală de 10 mg/dm². Conformitatea se verifică prin simulanți alimentari, în condițiile cele mai severe previzibile. Regulamentul (UE) 2025/351 modifică Regulamentul 10/2011 și se aplică etapizat, cu primul termen la 16 septembrie 2026. Declarațiile pentru structurile cu EVOH se aliniază acestuia.

În plus, PPWR interzice substanțele PFAS în ambalajele destinate contactului cu alimentele, cu aplicare din 12 august 2026. EVOH nu conține PFAS, bisfenol A sau ftalați, iar producătorii de rășină furnizează declarații în acest sens. Fiecare structură livrată în aplicații alimentare este însoțită de o Declarație de Conformitate.

Întrebări frecvente

Pagina de față explică materialul. Alegerea gradului, a poziției stratului și a grosimii se face pe produsul concret, pe pagina comercială de folie cu barieră.

Resurse conexe