AIMPLAS desarrolla adhesivos termofusibles biobasados mediante extrusi?n reactiva

Categor?as: Econom?a Circular, Envase

En la actualidad AIMPLAS est? desarrollando adhesivos termofusibles (Hot Melt Adhesives o HMA) basados en ?cido l?ctico en el marco del proyecto PERCAL.

El objetivo del proyecto es la valorizaci?n de los residuos s?lidos urbanos (RSU), m?s concretamente de su parte org?nica, para la obtenci?n de sustancias qu?micas de alto valor a?adido para la industria qu?mica como son el bioetanol, el ?cido l?ctico y el ?cido succ?nico. Estas sustancias qu?micas a su vez son las materias primas para la fabricaci?n de biodisolventes (lactato de etillo) para su uso en productos de limpieza y tintas, adhesivos termofusibles para el sector de envase y embalaje, y poli?ster polioles para la formulaci?n de dispersiones de poliuretano. Adem?s, a partir de los subproductos de la obtenci?n de ?cido l?ctico y succ?nico se obtienen biosurfactantes que tambi?n se emplean en la formulaci?n de productos de limpieza.

Dentro de la cadena de valor del proyecto, una de las principales l?neas de investigaci?n que est? llevando a cabo AIMPLAS es el desarrollo de adhesivos termofusibles a partir de ?cido l?ctico para su empleo en la industria del envase y embalaje de cart?n. Este desarrollo permitir? dar un paso m?s hacia soluciones completas de envases m?s sostenibles y biodegradables.

La primera etapa del desarrollo consiste en la obtenci?n de lactida a partir de ?cido l?ctico, a trav?s de la ruta de oligomerizaci?n y dimerizaci?n del ?cido l?ctico a lactida. En la segunda etapa, la lactida obtenida se emplea como materia prima para sintetizar polilactida (PLA) y copol?meros de PLA de bajo peso molecular mediante extrusi?n reactiva.

Extrusi?n reactiva de copol?mero de PLA

El PLA y copol?meros de PLA obtenidos son posteriormente modificados y aditivados para mejorar sus propiedades adhesivas a trav?s del injerto de anh?drido maleico por extrusi?n reactiva, y/o la incorporaci?n de tackificantes mediante el proceso de compounding.

As? mismo, AIMPLAS eval?a la adhesi?n del hot melt con el cart?n, determinando la resistencia a la cizalladura por tracci?n de probetas de cart?n pegadas de forma solapada seg?n 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 presi?n durante unos segundos. Una vez acondicionadas, las probetas se ensayan a tracci?n.

Preparaci?n de probetas pegadas con adhesivo termofusible desarrollado en PERCAL

Siguiendo este procedimiento, se ha comprobado la adhesi?n de las formulaciones de HMA desarrolladas en los ?ltimos meses del proyecto, llegando incluso a superar hasta en un 35% la resistencia a la cizalladura de un adhesivo comercial para cart?n t?pico a base de copol?meros 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 ?rea de solape o pegado, se?al de una excelente adhesi?n entre el bioadhesivo de PLA y el cart?n.

Probetas de cart?n corrugado ensayadas HMA en base copol?meros de PLA de PERCAL

Probetas de cart?n corrugado ensayadas HMA en base EVA

Probetas de cart?n plano ensayadas HMA en base copol?meros de PLA de PERCAL

Probetas de cart?n plano ensayadas HMA en base EVA

Adem?s del desarrollo de bioadhesivos, la tecnolog?a de extrusi?n 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 inyecci?n, para la obtenci?n de piezas complejas, y de extrusi?n de l?mina plana para la obtenci?n de filmes y l?mina plana.

De izquierda a derecha, lactida, granza de adhesivos termofusibles (HMA) en base PLA y copol?mero de PLA, granza de PLA para inyecci?n y extrusi?n

 

El proyecto PERCAL, ha sido financiado por la JTI de Bioindustrias dentro del programa de investigaci?n e innovaci?n H2020 de la Uni?n Europea bajo el acuerdo No 745828. Con un presupuesto de 3,4 millones de euros y tres a?os de duraci?n.

En el consorcio internacional de PERCAL participan 12 organizaciones: IMECAL, AIMPLAS y CENER (Espa?a), Universidad Agr?cola de Atenas (Grecia), ATB Potsdam y Covestro (Alemania), Universidad de Gante (B?lgica), TBW Research (Austria), VISUM (Irlanda), YPAREX (Holanda), Hayat Kimya (Turqu?a) y Exergy (Reino Unido).

En AIMPLAS ayudamos a las empresas a aplicar la Econom?a Circular a su modelo de negocio para convertir los cambios legislativos que afectan a la industria del pl?stico en oportunidades para mejorar su eficiencia, reducir su impacto ambiental y aumentar su rentabilidad econ?mica. Para ello, trabajamos e investigamos en ?mbitos 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 desaf?os actuales en medio ambiente. No dudes en contactar con nosotros si quieres abordar como una oportunidad el reto de la Econom?a Circular.

 

Miguel ?ngel Valera

Departamento de Compounding

Tags: adhesivo, Hot Melt adhesive

» Publication Date: 09/12/2019

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This project has received funding from the Bio-Based Industries Joint Undertaking under the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement Nº 745828