Vigilancia Tecnológica
AIMPLAS desarrolla adhesivos termofusibles biobasados mediante extrusión reactiva
Categorías: Economía Circular, EnvaseEn la actualidad AIMPLAS está desarrollando adhesivos termofusibles (Hot Melt Adhesives o HMA) basados en ácido láctico en el marco del proyecto PERCAL.
El objetivo del proyecto es la valorización de los residuos sólidos urbanos (RSU), más concretamente de su parte orgánica, para la obtención de sustancias químicas de alto valor añadido para la industria química como son el bioetanol, el ácido láctico y el ácido succínico. Estas sustancias químicas a su vez son las materias primas para la fabricación de biodisolventes (lactato de etillo) para su uso en productos de limpieza y tintas, adhesivos termofusibles para el sector de envase y embalaje, y poliéster polioles para la formulación de dispersiones de poliuretano. Además, a partir de los subproductos de la obtención de ácido láctico y succínico se obtienen biosurfactantes que también se emplean en la formulación de productos de limpieza.
Dentro de la cadena de valor del proyecto, una de las principales líneas de investigación que está llevando a cabo AIMPLAS es el desarrollo de adhesivos termofusibles a partir de ácido láctico para su empleo en la industria del envase y embalaje de cartón. Este desarrollo permitirá dar un paso más hacia soluciones completas de envases más sostenibles y biodegradables.
La primera etapa del desarrollo consiste en la obtención de lactida a partir de ácido láctico, a través de la ruta de oligomerización y dimerización del ácido láctico a lactida. En la segunda etapa, la lactida obtenida se emplea como materia prima para sintetizar polilactida (PLA) y copolímeros de PLA de bajo peso molecular mediante extrusión reactiva.
Extrusión reactiva de copolímero de PLA
El PLA y copolímeros de PLA obtenidos son posteriormente modificados y aditivados para mejorar sus propiedades adhesivas a través del injerto de anhídrido maleico por extrusión reactiva, y/o la incorporación de tackificantes mediante el proceso de compounding.
Así mismo, AIMPLAS evalúa la adhesión del hot melt con el cartón, determinando la resistencia a la cizalladura por tracción de probetas de cartón pegadas de forma solapada según la norma ISO 4587. Para ello el adhesivo en forma de granza o pellets se funde usando una pistola de hot melt y se aplica una gota en la zona de solape entre probetas. Se solapan las probetas y se aplica presión durante unos segundos. Una vez acondicionadas, las probetas se ensayan a tracción.
Preparación de probetas pegadas con adhesivo termofusible desarrollado en PERCAL
Siguiendo este procedimiento, se ha comprobado la adhesión de las formulaciones de HMA desarrolladas en los últimos meses del proyecto, llegando incluso a superar hasta en un 35% la resistencia a la cizalladura de un adhesivo comercial para cartón típico a base de copolímeros de etileno y vinil acetato o EVA, que se obtienen a partir de fuentes no renovables.
Cabe destacar la rotura de casi todas las probetas ensayadas fuera del área de solape o pegado, señal de una excelente adhesión entre el bioadhesivo de PLA y el cartón.
Probetas de cartón corrugado ensayadas HMA en base copolímeros de PLA de PERCAL
Probetas de cartón corrugado ensayadas HMA en base EVA
Probetas de cartón plano ensayadas HMA en base copolímeros de PLA de PERCAL
Probetas de cartón plano ensayadas HMA en base EVA
Además del desarrollo de bioadhesivos, la tecnología de extrusión reactiva ha permitido a AIMPLAS el desarrollo de formulaciones de PLA a medida, con pesos moleculares y viscosidades susceptibles de ser transformadas mediante procesos convencionales de moldeo por inyección, para la obtención de piezas complejas, y de extrusión de lámina plana para la obtención de filmes y lámina plana.
De izquierda a derecha, lactida, granza de adhesivos termofusibles (HMA) en base PLA y copolímero de PLA, granza de PLA para inyección y extrusión
El proyecto PERCAL, ha sido financiado por la JTI de Bioindustrias dentro del programa de investigación e innovación H2020 de la Unión Europea bajo el acuerdo No 745828. Con un presupuesto de 3,4 millones de euros y tres años de duración.
En el consorcio internacional de PERCAL participan 12 organizaciones: IMECAL, AIMPLAS y CENER (España), Universidad Agrícola de Atenas (Grecia), ATB Potsdam y Covestro (Alemania), Universidad de Gante (Bélgica), TBW Research (Austria), VISUM (Irlanda), YPAREX (Holanda), Hayat Kimya (Turquía) y Exergy (Reino Unido).
En AIMPLAS ayudamos a las empresas a aplicar la Economía Circular a su modelo de negocio para convertir los cambios legislativos que afectan a la industria del plástico en oportunidades para mejorar su eficiencia, reducir su impacto ambiental y aumentar su rentabilidad económica. Para ello, trabajamos e investigamos en ámbitos como el reciclado, los materiales y productos biodegradables, el uso de biomasa y CO2, con el objetivo de desarrollar soluciones innovadoras que ayuden a resolver los desafíos actuales en medio ambiente. No dudes en contactar con nosotros si quieres abordar como una oportunidad el reto de la Economía Circular.
Miguel Ángel Valera
Departamento de Compounding
Tags: adhesivo, Hot Melt adhesive
El objetivo del proyecto es la valorización de los residuos sólidos urbanos (RSU), más concretamente de su parte orgánica, para la obtención de sustancias químicas de alto valor añadido para la industria química como son el bioetanol, el ácido láctico y el ácido succínico. Estas sustancias químicas a su vez son las materias primas para la fabricación de biodisolventes (lactato de etillo) para su uso en productos de limpieza y tintas, adhesivos termofusibles para el sector de envase y embalaje, y poliéster polioles para la formulación de dispersiones de poliuretano. Además, a partir de los subproductos de la obtención de ácido láctico y succínico se obtienen biosurfactantes que también se emplean en la formulación de productos de limpieza.
Dentro de la cadena de valor del proyecto, una de las principales líneas de investigación que está llevando a cabo AIMPLAS es el desarrollo de adhesivos termofusibles a partir de ácido láctico para su empleo en la industria del envase y embalaje de cartón. Este desarrollo permitirá dar un paso más hacia soluciones completas de envases más sostenibles y biodegradables.
La primera etapa del desarrollo consiste en la obtención de lactida a partir de ácido láctico, a través de la ruta de oligomerización y dimerización del ácido láctico a lactida. En la segunda etapa, la lactida obtenida se emplea como materia prima para sintetizar polilactida (PLA) y copolímeros de PLA de bajo peso molecular mediante extrusión reactiva.
Extrusión reactiva de copolímero de PLA
El PLA y copolímeros de PLA obtenidos son posteriormente modificados y aditivados para mejorar sus propiedades adhesivas a través del injerto de anhídrido maleico por extrusión reactiva, y/o la incorporación de tackificantes mediante el proceso de compounding.
Así mismo, AIMPLAS evalúa la adhesión del hot melt con el cartón, determinando la resistencia a la cizalladura por tracción de probetas de cartón pegadas de forma solapada según la norma ISO 4587. Para ello el adhesivo en forma de granza o pellets se funde usando una pistola de hot melt y se aplica una gota en la zona de solape entre probetas. Se solapan las probetas y se aplica presión durante unos segundos. Una vez acondicionadas, las probetas se ensayan a tracción.
Preparación de probetas pegadas con adhesivo termofusible desarrollado en PERCAL
Siguiendo este procedimiento, se ha comprobado la adhesión de las formulaciones de HMA desarrolladas en los últimos meses del proyecto, llegando incluso a superar hasta en un 35% la resistencia a la cizalladura de un adhesivo comercial para cartón típico a base de copolímeros de etileno y vinil acetato o EVA, que se obtienen a partir de fuentes no renovables.
Cabe destacar la rotura de casi todas las probetas ensayadas fuera del área de solape o pegado, señal de una excelente adhesión entre el bioadhesivo de PLA y el cartón.
Probetas de cartón corrugado ensayadas HMA en base copolímeros de PLA de PERCAL
Probetas de cartón corrugado ensayadas HMA en base EVA
Probetas de cartón plano ensayadas HMA en base copolímeros de PLA de PERCAL
Probetas de cartón plano ensayadas HMA en base EVA
Además del desarrollo de bioadhesivos, la tecnología de extrusión reactiva ha permitido a AIMPLAS el desarrollo de formulaciones de PLA a medida, con pesos moleculares y viscosidades susceptibles de ser transformadas mediante procesos convencionales de moldeo por inyección, para la obtención de piezas complejas, y de extrusión de lámina plana para la obtención de filmes y lámina plana.
De izquierda a derecha, lactida, granza de adhesivos termofusibles (HMA) en base PLA y copolímero de PLA, granza de PLA para inyección y extrusión
El proyecto PERCAL, ha sido financiado por la JTI de Bioindustrias dentro del programa de investigación e innovación H2020 de la Unión Europea bajo el acuerdo No 745828. Con un presupuesto de 3,4 millones de euros y tres años de duración.
En el consorcio internacional de PERCAL participan 12 organizaciones: IMECAL, AIMPLAS y CENER (España), Universidad Agrícola de Atenas (Grecia), ATB Potsdam y Covestro (Alemania), Universidad de Gante (Bélgica), TBW Research (Austria), VISUM (Irlanda), YPAREX (Holanda), Hayat Kimya (Turquía) y Exergy (Reino Unido).
En AIMPLAS ayudamos a las empresas a aplicar la Economía Circular a su modelo de negocio para convertir los cambios legislativos que afectan a la industria del plástico en oportunidades para mejorar su eficiencia, reducir su impacto ambiental y aumentar su rentabilidad económica. Para ello, trabajamos e investigamos en ámbitos como el reciclado, los materiales y productos biodegradables, el uso de biomasa y CO2, con el objetivo de desarrollar soluciones innovadoras que ayuden a resolver los desafíos actuales en medio ambiente. No dudes en contactar con nosotros si quieres abordar como una oportunidad el reto de la Economía Circular.
Miguel Ángel Valera
Departamento de Compounding
Tags: adhesivo, Hot Melt adhesive
"Fondo Europeo Agrícola de Desarrollo Rural: Europa invierte en las zonas rurales"
https://ec.europa.eu/agriculture/index_es
