Nuevos procesos para la mejora de las propiedades de los biopolímeros para aplicaciones de envase.
Los films multicapa son aquellos formados por varias capas, tradicionalmente de diferentes materiales plásticos, que se utilizan cuando los requerimientos técnicos son elevados, de modo que un único material no puede conferir el conjunto de prestaciones requeridas para la aplicación de envasado final. En este sentido, en el sector del envase flexible, la combinación de diferentes poliolefinas o poliésteres, ha tenido un papel clave en la conservación de diferentes tipos de productos.
Sin embargo, existe una problemática con este tipo de films cuando los envases se convierten en residuo, pues su reciclado resulta técnicamente difícil y económicamente costoso por la heterogeneidad de los diferentes materiales que lo conforman. Por ello, la mayoría de estos films no reciclables terminan en el vertedero, pues se estima que 2,6 millones de toneladas de estos films acaban en el vertedero cada año.
Por tanto, encontrar soluciones alternativas para reducir la cantidad de estos residuos resulta fundamental para el sector del plástico. En este sentido, la industria de envase flexible ha evolucionado en los últimos años hacia el desarrollo de envases flexibles monomateriales, basados en estructuras multicapa de un mismo material, en los que cada una de las capas aporta una función a la estructura final, entre ellas la barrera a gases.
BIOPROCESS se centra en el empleo de tecnologías de transformación como la extrusión MDO, que se utiliza actualmente en plásticos convencionales, para mejorar las propiedades mecánicas y barrera de determinados bioplásticos ya que éstos presentan limitaciones en cuanto a sus propiedades mecánicas y barrera, principalmente, por lo que para determinadas aplicaciones su uso está actualmente limitado. La mejora de las prestaciones de los bioplásticos es necesaria para ampliar su campo de aplicación en diferentes sectores como el alimentario, el cosmético e higiene personal, o el sector de detergencia y limpieza.
Objetivo principal
El objetivo general del proyecto BIOPROCESS es mejorar las propiedades de los materiales biodegradables y/o compostables, tales como propiedades mecánicas y de barrera, mediante un proceso de orientación de las cadenas poliméricas en el propio proceso de transformación de los materiales por extrusión MDO (Machine Direction Orientation) para obtener films biodegradables y/o compostables con propiedades mejoradas.
BIOPROCESS presenta, como objetivo principal, mejorar las propiedades de estos materiales para aplicaciones de envase sin que se vea perjudicada su propiedad de biodegradación y/o compostaje, ya que la tecnología MDO supone una modificación física de estos bioplásticos.
Objetivos secundarios
- Definir las estructuras de film flexible utilizadas actualmente en la industria, definiendo los requerimientos necesarios en función del tipo de producto.
- Obtención de nuevos materiales basados en polímeros naturales a escala de planta piloto, para aplicaciones de extrusión de film soplado, lámina plana y MDO. Los nuevos materiales desarrollados deberán presentar un MFI 0,8 - 7g/10 minutos.
- Obtención de films orientados a partir de polímeros naturales en una etapa, eliminando el factor de degradación que pueden sufrir estos materiales por someterlos a elevadas temperaturas durante el proceso de obtención del material y posteriores procesos de transformación para la obtención del film. El objetivo es obtener el film orientado en un único proceso de calentamiento.
- Obtención de nuevos films biodegradables y/o compostables con propiedades mecánicas (tracción y rasgado) mejoradas en un 50 % con respecto al film del mismo material obtenido por extrusión de lámina y, un 80 % de mejora con respecto al film del mismo material obtenido por extrusión de film soplado.
- Obtención de nuevos films biodegradables y/o compostables con propiedades barrera al oxígeno OTR < 10 cc/m2·día en condiciones de 23 ºC y 50 % HR y, propiedades barrera al vapor de agua WVTR < 10 g/m2·d en condiciones de 38 ºC y 90 % HR.
- Obtención de nuevos films biodegradables y/o compostables con propiedades mejoradas, sin que se vean afectadas sus propiedades de termosellado para la confección de prototipos de envases. El objetivo es que las condiciones de termosellado sean idénticas para los films del mismo material obtenidos por diferentes procesos de transformación.
- Validar los resultados del proyecto con las empresas del sector de la Comunidad Valenciana.
- Transferir los resultados de la investigación a las empresas del tejido industrial de la Comunidad Valenciana.
- Difundir los resultados al sector y a los usuarios de los materiales y films plásticos.
Empresas colaboradoras
Resultados
2.- Obtención de nuevos materiales basados en polímeros naturales (proteínas y polisacáridos), como gelatinas, agar, entre otros, con las propiedades adecuadas para su posterior procesado por extrusión.
3.- Obtención de films monomaterial a partir de los nuevos materiales basados en polímeros naturales desarrollados en el proyecto, que posean propiedades mecánicas y de barrera mejoradas.
4.- Nuevos films biodegradables de estructura multicapa y orientados para alcanzar alta propiedad barrera, cubriendo los diferentes requerimientos técnicos que se ofrecen actualmente con las estructuras multicapa de plástico convencional que no se pueden valorizar.
5.- Desarrollo de un nuevo método de obtención de films biodegradables a partir de polímeros naturales para evitar la degradación de estos materiales sensibles a la temperatura.
6.- Comparativa de la proporción de mejora en las propiedades de los films que se puede alcanzar con diferentes tecnologías de procesado para obtención de films: extrusión de lámina, extrusión de film y extrusión MDO.
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Nº Expediente: IMDEEA/2024/11
PROGRAMA: PROYECTOS DE I+D EN COLABORACiÓN CON EMPRESAS
ACTUACIÓN: IMDEEA-PROYECTOS DE I+D EN COLABORACiÓN CON EMPRESAS
PROYECTO: BIOPROCESS - Nuevos procesos para la mejora de las propiedades de los biopolimeros para aplicaciones de envase.
ENTIDAD BENEFICIARIA: AIMPLAS, INSTITUTO TECNOLÓGICO DEL PLÁSTICO
SUBVENCIÓN CONCEDIDA: 172.050,10 Euros
"Proyecto cofinanciado por la Unión Europea"
