{"id":14737,"date":"2026-05-01T15:53:03","date_gmt":"2026-05-01T15:53:03","guid":{"rendered":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/portfolio\/dixit-guleria\/"},"modified":"2026-05-01T15:53:21","modified_gmt":"2026-05-01T15:53:21","slug":"dixit-guleria","status":"publish","type":"us_portfolio","link":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/portfolio\/dixit-guleria\/","title":{"rendered":"Dixit Guleria"},"content":{"rendered":"","protected":true},"excerpt":{"rendered":"","protected":true},"author":7,"featured_media":14738,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","template":"","meta":{"_acf_changed":false,"footnotes":""},"us_portfolio_category":[45],"class_list":["post-14737","us_portfolio","type-us_portfolio","status-publish","post-password-required","hentry","us_portfolio_category-new-template"],"acf":{"naam_van_het_proefschift":"Uniaxial Orientation of Polyethylene Films for Recyclable Flexible Packaging","samenvatting":"Meerlaagse flexibele verpakkingen van meerdere materialen worden veel gebruikt in de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie vanwege hun uitstekende mechanische en barri\u00e8re-eigenschappen en gebruiksvriendelijke eigenschappen zoals een lichtgewicht ontwerp en verbeterde draagbaarheid. Het recyclen van dit soort verpakkingen brengt echter aanzienlijke uitdagingen met zich mee, omdat ze zijn samengesteld uit meerdere lagen van verschillende kunststoffen (bijv. polyethyleen (PE), polypropyleen (PP), polyethyleentereftalaat (PET), polyamide (PA)) en niet-polymere materialen (bijv. aluminiumfolie, gemetalliseerde folies) die aan elkaar zijn gelamineerd. Door de beperkingen in het recyclen van gemengde materiaalstructuren worden de meeste van deze verpakkingen gestort of verbrand. Deze praktijk staat recycling in de weg en ondermijnt de principes van de circulaire economie.\n\nMeerlaagse flexibele verpakkingssystemen op basis van \u00e9\u00e9n materiaal zijn in opkomst als veelbelovend alternatief om het recyclingpercentage te verhogen. Hoewel er vaak meerdere variaties nodig zijn om de functionaliteit te behouden, zorgt het gebruik van \u00e9\u00e9n chemische samenstelling voor betere recyclingresultaten. PE met zijn verschillende soorten (lage dichtheid, lineaire lage dichtheid en hoge dichtheid) wordt veel gebruikt in verschillende toepassingen vanwege zijn veelzijdigheid in structurele en functionele eigenschappen. Het combinereren van deze PE-types in verpakkingen kan zowel functionaliteit als recycleerbaarheid bieden. Traditioneel worden voor de buitenste lagen van flexibele verpakkingen niet-PE-polymeren gebruikt (zoals PET en PA) voor stijfheid en barri\u00e8re-eigenschappen. Vooruitgang op het gebied van polyethyleen folieori\u00ebntatietechnieken, met name uniaxiale ori\u00ebntatie of machinerichtingsori\u00ebntatie (MDO), heeft echter aangetoond dat de mechanische en barri\u00e8re-eigenschappen van PE-folies aanzienlijk kunnen worden verbeterd. Deze vooruitgang biedt de mogelijkheid om niet-PE-materialen in buitenlagen te vervangen door MDO-PE-folies, waardoor de ontwikkeling van recycleerbare monomateriaal PE-gebaseerde flexibele verpakkingen wordt ondersteund.\n\nTijdens het MDO-proces wordt de polymeerfolie in de machinerichting uitgerokken een bepaalde snelheid en bij een bepaalde ori\u00ebntatietemperatuur die afhangt van de chemische aard van het polymeer en die meestal dicht bij het smeltpunt van het polymeer ligt. Hierdoor worden aanzienlijke verbeteringen waargenomen in de fysische eigenschappen van de folie, zoals modulus, stijfheid, treksterkte en barri\u00e8re-eigenschappen.\n\nIn dit proefschrift wordt de invloed onderzocht van belangrijke eigenschappen van PE-polymeren (bijv. dichtheid, gemiddeld moleculair gewicht, vertakking, vertakkingsverdeling, molecuulgewichtverdeling) en MDO-procesparameters (bijv. trekverhouding) op de beoogde mechanische, barri\u00e8re- en optische eigenschappen van MDO-PE-folies. Een uitgebreid begrip van structuur-eigenschap relaties wordt ontwikkeld door middel van uitgebreide microstructurele karakteriseringen en morfologische analyse. Daarnaast wordt de mechanische recycleerbaarheid van nieuwe PE-folies en de integratie van post-consumer recyclaat (PCR) met nieuwe materialen voor MDO onderzocht voor hoogwaardige toepassingen.\n\nDe ontwerpuitdagingen die samenhangen met het bereiken van effici\u00ebnte mechanische recycling van conventionele flexibele verpakkingen worden geschetst in hoofdstuk 1, met een onderzoek naar huidige strategie\u00ebn en technologische aanpassingen gericht op het aanpakken van deze uitdagingen om de circulaire economie voor dergelijke systemen te ondersteunen. PE-gebaseerde monomateriaal flexibele verpakkingen worden belicht als een veelbelovende oplossing voor deze uitdagingen. Verder wordt het potentieel onderzocht van het MDO- of uniaxiale ori\u00ebntatieproces voor het verbeteren van de prestaties van PE-folies voor flexibele monomateriaalverpakkingen op basis van PE.\n\nZoals eerder vermeld, gebruiken conventionele meerlaagse flexibele verpakkingen meestal een ander materiaal dan PE (bijv. PET of PA) om stijfheid en gasbarri\u00e8re-eigenschappen tegen gassen zoals zuurstof te geven. PE kan een bepaalde modulus bereiken door de dichtheid te verhogen, maar dit is meestal niet voldoende. De stijfheid van een materiaal is een functie van de modulus en daarom verbetert een verhoging van de modulus van PE-folie de stijfheid. Voldoende stijfheid van polymeerfolie is nodig voor verschillende verpakkingsbewerkingen, zoals bedrukken en lamineren, en voor een effici\u00ebnte werking van verpakkingslijnen. Folies met een lage stijfheid kunnen doorzakken tijdens het draaien op verpakkingslijnen. Bestaand onderzoek erkent de kritieke rol van MDO procesparameters zoals ori\u00ebntatietemperatuur, trekverhouding, reksnelheid en gloeitijd op de uiteindelijke mechanische eigenschappen van MDO folies. Er zijn echter maar een paar studies die systematisch de rol van polymeerparameters zoals dichtheid, vertakking, vertakkingsdistributie (BD), gemiddeld moleculair gewicht en polydispersiteit op de uiteindelijke mechanische eigenschappen van MDO-PE-folies hebben onderzocht.\n\nDe rol van de belangrijkste polymeerparameters van PE, d.w.z. voornamelijk dichtheid en korte-ketenvertakking (SCB) distributie gekoppeld aan moleculair gewicht, in het verstrekken van MDO-folies op labschaal bij de vaste MDO-procesparameters ori\u00ebntatietemperatuur, reksnelheid, gloeitijd en trekverhouding is onderzocht in hoofdstuk 2. Vijf verschillende PE-polymeren en -mengsels werden verwerkt in een laboratoriumopstelling om onder druk gevormde basisplaten en verdere MDO-PE-folies te produceren. Uniaxiaal verstrekken of MDO-bewerking verbeterde de trekmodulus van MDO-PE folies in de lengterichting van de machine, vooral bij mengsels met een hogere dichtheid tot ongeveer 350%, vergelijkbaar met conventioneel gebruikte polymeren. Uitdagingen bij het verstrekken van basisfolies met een extreem hoge dichtheid leidden tot plaatselijke rek en breuk. Bepaalde polymeersamenstellingen vertoonden een unieke moleculaire architectuur, wat verbeterde trekmodulus en axiale stijfheid mogelijk maakte. Het onderzoek richtte zich verder op de structurele ontwikkelingen en veranderingen in de oppervlaktemorfologie van de PE-basisfolies nadat ze MDO hadden ondergaan en hoe deze samenhingen met de uiteindelijke algemene trekeigenschappen van de MDO-folies. MDO-PE folies vertoonden consistent een gefibrilleerde en geori\u00ebnteerde microstructuur parallel aan de rekrichting.\n\nIn hoofdstuk 2 werden persgevormde basisplaten, die meestal mechanisch isotroop van aard zijn, gebruikt als uitgangsmateriaal om MDO-PE folies op laboratoriumschaal te produceren. Het onderzoek in hoofdstuk 2 gaf een kritisch inzicht in de structurele ontwikkelingen in het MDO-proces door middel van een laboratoriumopstelling. Op industri\u00eble schaal wordt het MDO-proces echter uitgevoerd op gegoten of geblazen folie, die over het algemeen mechanisch anisotroop is. Extrusie van geblazen folie behoort tot de belangrijkste polymeerverwerkingsmethoden, met een jaarlijkse verwerkingscapaciteit van miljarden kilo's polymeer, voornamelijk polyethyleen. Door het MDO-proces opeenvolgend te integreren met het blazen van folie kunnen de eigenschappen van het verpakkingsmateriaal worden verbeterd en kan de verschuiving naar monomateriaalverpakkingen worden gestroomlijnd, wat een positieve invloed heeft op de recycleerbaarheid en circulariteit van polymeren. Daarom werd de laboratoriumopstelling voor vervolgonderzoek opgeschaald naar een proefopstelling voor de productie van MDO-PE-folies. In deze opstelling werden geblazen folies, geproduceerd door een extrusielijn voor geblazen folie op pilotschaal, gebruikt als uitgangsmateriaal om MDO uit te voeren in een MDO-installatie op pilotschaal.\n\nDe invloed van MDO op de geblazen folie met reeds bestaande willekeurige ori\u00ebntatie is nog niet uitgebreid onderzocht. Na het verkrijgen van inzicht in de invloed van dichtheid en SCB-verdeling in hoofdstuk 2, lag de focus op het onderzoeken van de invloed van andere belangrijke moleculaire eigenschappen van polymeer en MDO-procesparameter van trekverhouding. Daarom werd in hoofdstuk 3 de invloed van de moleculaire eigenschappen van PE onderzocht, zoals het aantalgemiddelde molecuulgewicht (Mn), het gewichtgemiddelde molecuulgewicht (Mw), de polydispersiteit en het comonomeergehalte, evenals de effecten van de belangrijkste MDO-procesparameter, de trekverhouding, op de structurele evolutie, morfologie en mechanische eigenschappen van MDO-PE folies die bedoeld zijn om te worden gebruikt als buitenste lagen in monomateriaal flexibele verpakkingen. Vijf PE-materialen en hun mengsels werden verwerkt tot geblazen folies en de geselecteerde folies werden onderworpen aan MDO op proefschaal bij verschillende trekverhoudingen. De bevindingen laten zien dat een hogere fractie laagmoleculaire ketens resulteert in een hogere natuurlijke trekverhouding, wat leidt tot een hogere modulus in de MDO-folies. Bovendien leiden extreem hogere MDO trekverhoudingen tot meer fibrillatie, microstructurele ori\u00ebntatie en verbeterde kristalliniteit, waardoor de modulus van MDO-folies nog verder toeneemt (tot 13 keer die van de geblazen beginfolie), vergelijkbaar met die van conventioneel gebruikte polymeren in de buitenlagen van conventionele meerlaagse flexibele verpakkingen.\n\nEen van de belangrijke aspecten van het werk in dit proefschrift was het experimenteel valideren van de mechanische recycleerbaarheid van monomateriaalfracties. Re-extrusie is een veelgebruikte methode voor het recyclen van monomateriaalfracties. Bij re-extrusie wordt het materiaal (in dit onderzoek geblazen folie) na sortering en reiniging versnipperd tot kleine vlokken die vervolgens worden gebruikt als invoermateriaal in een extruder om het materiaal opnieuw te pelletiseren. De opnieuw gepelletiseerde polymeren kunnen verder worden gebruikt om nieuwe materialen te maken (geblazen folies en daaropvolgende MDO-folies in dit onderzoek). Het mengen van gerecycleerd en nieuw polyethyleen is een erkende methode om de eigenschappen van gerecycleerd materiaal te wijzigen. Hoewel veel studies de recycling en degradatie van polyethyleen tijdens de verwerking hebben onderzocht, met name die welke worden gebruikt in verpakkingstoepassingen, is het onderzoek naar geblazen folies die gerecycleerd polyethyleen bevatten beperkt. Daarom werd in hoofdstuk 4 de mechanische recycleerbaarheid van nieuw PE geblazen folies en de integratie van PCR voor in-line MDO-PE folietoepassingen onderzocht, met de nadruk op gerichte mechanische eigenschappen van modulus en stijfheid voor de buitenlaag van monomateriaal PE-gebaseerd flexibel verpakkingsontwerp. Experimenten tonen aan dat MDO-PE-folies van opgewerkt materiaal (na 5 opwerkingscycli) 77% van hun nieuwe MDO-trekmodulus behielden, ondanks een begin van lichte moleculaire degradatie. Bovendien leverde het opnemen van 5% PCR in PE-mengsels trekeigenschappen op die vergelijkbaar zijn met die van nieuwe MDO-folies, wat de haalbaarheid aantoont van deze mengsels voor hoogwaardige MDO-PE-folies in monomateriaal PE-gebaseerde flexibele verpakkingstoepassingen.\n\nNa het onderzoeken van de belangrijkste mechanische eigenschappen, lag de focus op het onderzoeken van essenti\u00eble barri\u00e8re-eigenschappen (zuurstofbarri\u00e8re, functionele barri\u00e8re) en optische eigenschappen van MDO-PE folies, bedoeld om te worden gebruikt als buitenste lagen in mono-materiaal PE gebaseerde flexibele verpakkingen. Een goede barri\u00e8re tegen zuurstof is nodig om te voorkomen dat voedingsmiddelen in de verpakking bederven en om de houdbaarheid van het voedingsmiddel te verlengen. Een groot probleem met PE is de hoge zuurstofdoorlaatbaarheid. In eerdere onderzoeken is echter aangetoond dat de zuurstof- en vochtbarri\u00e8re van PE-folies kan worden verbeterd door MDO toe te passen. De optische eigenschappen van polymeren, zoals glans, transparantie, helderheid, waas, kleur, uiterlijk van het oppervlak en brekingsindex, zijn nauw verbonden met de kwaliteit en visuele prestaties van kunststof producten. MDO heeft een significante invloed op de optische eigenschappen van folies door evoluties in microstructuur en oppervlaktemorfologie. Daarom werden in hoofdstuk 5 de effecten van MDO op de barri\u00e8re- en optische eigenschappen van PE-folies voor toepassingen in monomateriaal flexibele verpakkingen op basis van PE onderzocht. Het MDO-proces verbeterde in het algemeen de zuurstof- en functionele barri\u00e8re-eigenschappen door de kristalliniteit en microstructuurori\u00ebntatie te vergroten onder specifieke parameters, waarbij de resultaten varieerden op basis van dichtheid en verwerkingsomstandigheden. Ondanks deze verbeteringen bleven de zuurstofbarri\u00e8represtaties van MDO-PE folies inferieur aan conventionele polymeren met een hoge zuurstofbarri\u00e8represtatie zoals PET en PA, wat de noodzaak benadrukt van extra barri\u00e8relagen voor geavanceerde toepassingen die verder compatibel moeten zijn met mechanische recycling. MDO be\u00efnvloedde ook de optische eigenschappen: de waas nam toe door veranderingen in de kristallijne microstructuur en oppervlaktemorfologie, terwijl de glans aanvankelijk afnam en vervolgens toenam bij hogere trekverhoudingen.\n\nDe belangrijkste lessen en conclusies van het experimentele werk in hoofdstuk 2, 3, 4 en 5 van dit proefschrift worden samengevat in hoofdstuk 6. Verder worden de toekomstige onderzoeksrichtingen geschetst om het ontwerp van op PE gebaseerde monomateriaal flexibele verpakkingen te bevorderen. Mogelijke belangrijke uitdagingen bij grootschalige aanpassing van MDO-PE-folies om de circulaire economie van flexibele verpakkingssystemen te ondersteunen, worden verkend. Tot slot worden afsluitende gedachten voor het uitgevoerde onderzoek in het gehele proefschrift gepresenteerd.","summary":"Multi-material multi-layer flexible packaging is extensively employed in the food and pharmaceutical industries due to its outstanding mechanical and barrier properties, as well as user-friendly characteristics such as lightweight design and enhanced portability. However, recycling this type of packaging presents significant challenges as they are composed of multiple layers of different plastics (e.g., polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), polyamide (PA)) and non-polymeric materials (e.g., aluminium foil, metallized films), which are laminated together. The limitations in recycling mixed-material structures, results in most of these packages being disposed of through landfilling or incineration. This practice impedes recycling efforts and undermines the principles of circular economy.\n\nMono-material multi-layer flexible packaging systems are emerging as a promising alternative to improve recycling rates. While multiple variations are often needed to maintain functionality, using a single chemical composition allows for better recycling outcomes. PE with its different types (low-density, linear low-density and high-density) is widely used in several applications due to its versatility in structural and functional properties. Combining these PE types in packaging can offer both functionality and recyclability. Traditionally, the outer layers of flexible packaging use non-PE polymers (e.g, PET, PA) for stiffness, and barrier properties. However, advancements in polyethylene film orientation techniques, specifically uniaxial orientation or machine direction orientation (MDO) process have demonstrated significant potential for enhancing the mechanical and barrier performance of PE films. This advancement offers the opportunity to replace non-PE materials in outer layers with machine direction oriented polyethylene (MDO-PE) films, thereby supporting the development of recyclable mono-material PE-based flexible packaging.\n\nDuring the MDO process, the precursor polymer film is stretched in the machine direction at a certain rate, and at a certain orientation temperature which depends on the polymer\u2019s chemical nature and is typically close to the melting point of the polymer. As a result, significant improvements are observed in the film's physical properties, including modulus, stiffness, tensile strength, as well as barrier properties.\n\nThis thesis investigates the influence of key PE resin characteristics (e.g., density, average molecular weight, branching, branching distribution, molecular weight distribution) and MDO process parameters (e.g., draw ratio) on the targeted mechanical, barrier and optical properties of MDO-PE films. A comprehensive understanding of structure-property relationships is developed through extensive microstructural characterizations and morphological analysis. Additionally, the mechanical recyclability of virgin PE films and the incorporation of post-consumer recyclate (PCR) material with virgin materials for subsequent MDO operation is investigated for high performance applications.\n\nThe design challenges associated with achieving efficient mechanical recycling of conventional flexible packaging are outlined in Chapter 1, with an examination of current strategies and technological adaptations aimed at addressing these challenges to support the circular economy for such systems. PE-based mono-material flexible packaging is highlighted as a promising solution to these challenges. Furthermore, the potential of the MDO or uniaxial orientation process in enhancing the performance of PE films for the PE-based mono-material flexible packaging is explored.\n\nAs mentioned earlier, conventional multilayer flexible packages typically use some non-PE material (e.g. PET or PA) to impart stiffness and gas barrier properties against gases like oxygen. PE can reach a certain modulus by increasing resin density, but this is typically not sufficient. Stiffness of a material is a function of its modulus and therefore, enhancement in modulus of PE film enhances stiffness. Sufficient polymer film stiffness is required for various packaging operations such as printing and lamination, and for the efficient running of packaging machine lines. Low-stiffness films might sag while running on packaging lines. Existing research recognizes the critical role played by MDO process parameters such as orientation temperature, draw ratio, stretch rate, and annealing time on final mechanical properties attained by MDO films. However, only a few studies have systematically investigated the role of resin parameters such as density, branching, branching distribution (BD), average molecular weight, and polydispersity on final mechanical properties attained by the MDO-PE films.\n\nThe role of principal resin parameters of PE, i.e., dominantly resin density and short-chain branching (SCB) distribution coupled with molecular weight, in lab-scale MDO film stretching at the fixed MDO process parameters of orientation temperature, stretch rate, annealing time, and process draw ratio was investigated in Chapter 2. Five distinct PE resins and blends were processed in a lab-scale setup to produce compression molded base sheets and further MDO-PE films. Uniaxial stretching or MDO operation notably enhanced the tensile modulus of MDO-PE films along the machine direction, particularly in higher density blends to as much as about 350%, comparable to conventionally used polymers. Challenges related in stretching extremely high-density base sheet led to breakage. Certain resin compositions exhibited unique molecular architecture, facilitating enhanced tensile modulus and axial stiffness. The study further addressed the structural evolutions and changes in surface morphology of the PE base sheets after going through MDO operation and how they relate to the final overall tensile properties of the MDO films. MDO-PE films consistently demonstrated fibrillated and oriented microstructure aligned parallel to the stretch direction.\n\nIn Chapter 2, compression molded base sheets which are usually mechanically isotropic in nature were used as a starting material to produce lab-scale MDO-PE films. The study in Chapter 2 presented critical insights of structural evolutions in MDO process through a lab-scale setup. However, at industrial scale, MDO process is performed on precursor cast or blown films, which are in general mechanically anisotropic. Blown film extrusion ranks among the foremost polymer processing methodologies, with an annual processing capacity of billions of kilograms of polymer, predominantly polyethylene. Integrating the MDO process sequentially with film blowing presents the potential to enhance the packaging materials characteristics and streamline the shift towards mono-material packaging, thereby positively impacting recyclability and polymer circularity. Therefore, for subsequent studies, lab-scale setup was scaled up to pilot-scale setup to produce MDO-PE films. In this setup, blown films produce by pilot-scale blown film extrusion line were used as a precursor starting materials to perform MDO operation on a pilot-scale MDO setup.\n\nThe influence of MDO on the blown film with pre-existing random orientation has not been yet explored extensively. After gaining insights on impact of resin density and SCB distribution in Chapter 2, focus was to investigate the impact of other key resin molecular properties and MDO process parameter of draw ratio. Hence, the influence of PE molecular properties such as number-average molecular weight (Mn), weight-average molecular weight (Mw), polydispersity and comonomer content, as well as the effects of the key MDO process parameter of draw ratio, on the structural evolution, morphology and mechanical properties of MDO-PE films intended for use as outer layers in mono-material flexible packaging design was investigated in Chapter 3. Five PE grades and their blends were processed into blown films, and selected films were subjected to pilot-scale MDO at varying draw ratios. The findings reveal that higher fraction of low-molecular-weight chains results in a higher natural draw ratio, leading to the higher modulus in the MDO films. Furthermore, extremely higher MDO draw ratios lead to increased fibrillation, microstructural orientation and enhanced crystallinity, which further significantly enhances the modulus of MDO films (up to 13 times of the starting blown film), comparable to those of conventionally used polymers in the outer layers of conventional multilayer flexible packaging.\n\nOne of the important aspects of the work performed in this thesis was to experimentally validate the mechanical recyclability of mono-materials fractions. Re-extrusion is a widely used method for recycling mono-material fractions. Re-extrusion involves shredding the material (blown films in this study) into small flakes after sorting and cleaning which is then used as an input material in an extruder to re-pelletize the material. The re-pelletized resins can be further used to make new materials (blown films and subsequent MDO films in this study). Blending recycled and virgin polyethylene stands as a recognized method for modifying the properties of recycled material. While numerous studies have investigated the recycling and degradation of polyethylene during processing, particularly those used in packaging applications, research on blown films containing recycled polyethylene is limited. Thus, the mechanical recyclability of virgin PE blown films and the incorporation of post-consumer recyclate (PCR) for in-line MDO-PE film applications, with a focus on targeted mechanical properties of modulus and stiffness for the outer layer of mono-material PE-based flexible packaging design was investigated in Chapter 4. Experiments reveal that MDO-PE films from reprocessed material (after 5 reprocessing cycles) retained 77% of their virgin MDO film tensile modulus, despite exhibiting onset of slight molecular degradation. Moreover, incorporating 5% PCR into PE blends yielded tensile properties comparable to those of virgin MDO films, demonstrating the feasibility of these blends for high-performance MDO-PE films in mono-material PE-based flexible packaging applications.\n\nAfter investigating key mechanical properties, the focus was to investigate vital barrier properties (oxygen barrier, functional barrier) and optical properties of MDO-PE films, intended to be used as outer layers in mono-material PE based flexible packaging. A good barrier against oxygen is required to prevent the spoilage of food products inside the package, and for prolonging the shelf life of the food product. A major issue with PE is its high oxygen permeability. However, it has been demonstrated in the previous studies that oxygen as well as moisture barrier of PE films can be enhanced by MDO operation. The optical properties of polymers, including gloss, transparency, clarity, haze, color, surface appearance, and refractive index, are closely associated with the quality and visual performance of plastic products. MDO operation significantly impacts the optical properties of films due to evolutions in microstructure and surface morphology. Thus, the effects of MDO on the barrier and optical properties of PE films for applications in PE-based mono-material flexible packaging was investigated in Chapter 5. The MDO process in general enhanced oxygen and functional barrier properties by increasing crystallinity and microstructural orientation under specific parameters, with results varying based on resin density and processing conditions. Despite these improvements, the oxygen barrier performance of MDO-PE films remained inferior to conventional high oxygen barrier performance polymers like PET and PA, highlighting the need for additional barrier layers for advanced applications which must be further compatible with mechanical recycling. MDO also influenced optical properties, increasing haze due to changes in crystalline microstructure and surface morphology, while gloss initially decreased and subsequently increased at higher draw ratios.\n\nThe key learnings and conclusions from experimental work in Chapters 2,3,4 and 5 of this thesis are summarised in Chapter 6. Further, the future research directions to advance the design of PE-based mono-material flexible packaging are outlined. Possible key challenges in large-scale adaptation of MDO-PE films to sustain the circular economy of flexible packaging systems are explored. Lastly, concluding thoughts for the performed investigations in entire thesis are presented.","auteur":"Dixit Guleria","auteur_slug":"dixit-guleria","publicatiedatum":"21 mei 2025","taal":"EN","url_flipbook":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/ebook\/dixitguleria?iframe=true","url_download_pdf":"https:\/\/ebook.proefschriftmaken.nl\/download\/b4e85d30-908a-4b07-8b0f-163c6a7136f6\/optimized","url_epub":"","ordernummer":"17272","isbn":"978-90-386-6368-5","doi_nummer":"","naam_universiteit":"TU Eindhoven","afbeeldingen":14739,"naam_student:":"","binnenwerk":"","universiteit":"TU Eindhoven","cover":"","afwerking":"","cover_afwerking":"","design":""},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/14737","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/us_portfolio"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/7"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=14737"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/14737\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":14740,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio\/14737\/revisions\/14740"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media\/14738"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=14737"}],"wp:term":[{"taxonomy":"us_portfolio_category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.proefschriftmaken.nl\/en\/wp-json\/wp\/v2\/us_portfolio_category?post=14737"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}