Plastificantes no tóxicos para uso en elastómeros y termoplásticos
Plastificantes biológicos de Alemania Central
El Instituto Fraunhofer de Microestructura de Materiales y Sistemas (IMWS) trabaja con otros socios en el desarrollo de un plastificante comercializable, completamente biológico y no tóxico para su uso en elastómeros y termoplásticos. Utilizando aceite de colza como producto de partida, deberían ser posibles soluciones más sostenibles para neumáticos y envases. Los socios del proyecto también quieren diseñar la correspondiente planta piloto en el centro de Alemania como parte del proyecto "Biocerine".
Los plastificantes se utilizan para hacer que los plásticos sean más flexibles y maleables durante el proceso de fabricación y/o durante su uso posterior. Sin embargo, los plastificantes comunes producidos industrialmente, como los ftalatos, son considerados de forma crítica porque algunos de ellos pueden ser potencialmente nocivos para la salud y/o contaminar el medio ambiente.
"Estos plastificantes no sólo se utilizan con frecuencia en los plásticos tradicionales, sino también en los biopolímeros, cuya compatibilidad medioambiental perjudican. Por este motivo, en todo el mundo se buscan alternativas que ofrezcan al menos una calidad comparable a precios asequibles y que, en el mejor de los casos, puedan producirse a partir de materias primas renovables", afirma el Dr. Patrick Hirsch, jefe de grupo "Materiales y procesos sostenibles", que dirige el proyecto en el Fraunhofer IMWS.
¡Esta es precisamente la solución que quieren encontrar los socios del proyecto, financiado por el Ministerio Federal de Educación e Investigación en el marco del programa "WIR! - Cambio a través de la innovación en la región". El consorcio confía en la experiencia y las oportunidades ya disponibles en Alemania Central. Además del Fraunhofer IMWS, también participan GLACONCHEMIE GmbH y Polymer Service GmbH de Merseburg, mientras que Folienwerk Wolfen, Expinos GmbH y Reifenwerk Heidenau GmbH probarán las muestras de productos creadas en el proyecto de investigación como socios asociados.
Los socios del proyecto se centran en los derivados biológicos de la glicerina, que se obtienen a escala industrial a partir del aceite de colza, por ejemplo, y pueden adaptarse especialmente a los requisitos de distintos materiales poliméricos. El nuevo tipo de plastificante debería tener un comportamiento de migración mejorado en biopolímeros termoplásticos y elastoméricos, lo que tiene ventajas sobre todo para la procesabilidad y el uso a largo plazo de estos materiales. "En concreto, queremos producir alcoholes a partir de esta glicerina de origen biológico, que luego se esterifican con ácidos grasos especiales. En el segundo paso de la síntesis, se epoxidan sus dobles enlaces", explica Hirsch. Los plastificantes de origen biológico desarrollados deben incorporarse después a biopolímeros termoplásticos y elastoméricos, por ejemplo para películas, envases o compuestos de neumáticos.
Las dificultades van desde la elección del alcohol utilizado para las formulaciones modelo hasta la composición de ácidos grasos y la modificación de los dobles enlaces de los ácidos grasos. Al mismo tiempo, cada nueva variante de plastificante da lugar a interacciones específicas en el sistema polimérico correspondiente, lo que se traduce en diferentes propiedades del plástico y efectos inicialmente desconocidos sobre la procesabilidad. "Esencialmente, tenemos que garantizar que los nuevos plastificantes sigan siendo flexibles, pero limitando su migración para que no perjudiquen al medio ambiente ni a la salud. También tienen que interactuar de forma ideal con los biopolímeros que hemos elegido. Por último, pero no por ello menos importante, la aplicación económica es todo un reto", afirma Hirsch.
Basándose en su experiencia en las relaciones estructura-propiedades de los materiales y en la mejora y optimización de los procesos de fabricación, el Fraunhofer IMWS se centrará en particular en la modificación de las propiedades de los biopolímeros termoplásticos adecuados para aplicaciones de extrusión, como películas, o de moldeo por inyección, como envases. La microscopía electrónica se utiliza para la caracterización morfológica, mientras que las propiedades mecánicas y termomecánicas se determinan mediante ensayos de tracción, flexión e impacto de entalla, así como análisis dinámico-mecánicos. El objetivo es también ampliar a escala de planta piloto la producción de mayores cantidades de los nuevos plásticos mediante compounding de doble tornillo, para lo que también se desarrollará un sistema de dosificación continua para introducir los derivados líquidos de la glicerina en las mezclas fundidas.
El objetivo es desarrollar sistemas de materiales totalmente biológicos y procesos de fabricación adecuados a escala industrial que puedan adaptarse a otros biopolímeros y utilizarse en las máquinas de procesamiento existentes sin necesidad de conversión. Hirsch: "Si lo conseguimos, tendremos un plastificante muy atractivo que podrá sustituir a muchas soluciones actuales. Y crearemos cadenas de valor regionales en Alemania Central, desde la materia prima de origen vegetal hasta el componente bioplástico acabado."
Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.
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