El centro tecnológico ITENE ha logrado mejorar las propiedades de poliolefinas recicladas –en concreto, PP y HDPE- y de tereftalato de polietileno (PET) virgen con el fin de poder utilizar estos materiales plásticos para aplicaciones de uso no alimentario (envase para mercancías peligrosas y pallets), en el caso de poliolefinas recicladas, y de uso alimentario (botellas) en el caso del PET virgen.
Estos materiales se han logrado dentro del proyecto REFUPLAS, respaldado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) a través de los fondos FEDER.
En el caso de las poliolefinas recicladas se ha trabajado en el desarrollo mediante compounding de nuevas formulaciones a partir de material reciclado -polipropileno (PP) y polietileno de alta densidad (HDPE)- y refuerzos funcionalizados y/o aditivos. Con ello se pretende solventar las limitaciones asociadas a dichos materiales reciclados -la presencia de contaminantes y las bajas propiedades del material- que dificultan su transformación y venta posterior, y obtener un compuesto final con propiedades similares al material virgen.
De este modo, se han desarrollado composites de PP reciclado posconsumo para la fabricación de pallets de plástico con propiedades mecánicas y de procesabilidad (reológicas) mejoradas. En concreto, se han empleado novedosas técnicas de procesado (extrusión reactiva) y el diseño de configuraciones de husillo específicas para el proceso de compounding con las que se ha mejorado su procesabilidad mediante un aumento alrededor de un 8% en la fluidez del material, favoreciendo de este modo el proceso de inyección.
Asimismo, mediante el empleo de refuerzos se ha obtenido un aumento en la rigidez del material de hasta un 74% del módulo de flexión, manteniendo al mismo tiempo una flexibilidad adecuada. Así, los pallets en los que se ha aplicado el PP reciclado tienen mejores prestaciones para soportar cargas o para resistir los impactos y choques que pueden sufrir durante su manipulación.
Por su parte, en el caso del HDPE reciclado, se han desarrollado composites con prestaciones mejoradas para la obtención de envases para mercancías peligrosas mediante técnicas de extrusión-soplado de cuerpo hueco. Mediante el empleo de aditivos y refuerzos, se ha conseguido modificar el material, aumentando la resistencia a la fisuración o stress cracking (entre un 385-725%) que puede ser causada por los compuestos químicos contenidos en el envase o por las tensiones mecánicas del propio material. A su vez, la metodología de aditivación empleada y la nueva configuración de husillo diseñada han proporcionado composites con propiedades mecánicas mejoradas que logran un aumento de la flexibilidad (hasta un 74% en la elongación a la rotura) y una mejora de la rigidez (hasta un 53% en el módulo de flexión).
Escalado de una patente de ITENE para botellas de uso alimentario
En el caso del PET virgen se ha optimizado el proceso de modificación de una arcilla patentada por ITENE, consiguiendo reducir en un 40% los tiempos y aumentar un 6% el rendimiento del proceso de modificación. A su vez, se han obtenido nuevos nanocomposites mediante configuraciones de husillo específicas que logran una mejora en la dispersión de la arcilla modificada en el PET en procesos de compounding.
Estos nanocomposites se han aplicado a la fabricación de botellas con fines de uso alimentario mediante procesos de inyección-soplado, obteniendo un aumento de la resistencia mecánica a la compresión del 20% y una reducción a la permeabilidad de entre 15-20%, tanto al oxígeno como al vapor de agua a 23ºC y 50% de humedad relativa. Esta mejora de propiedades permitirá reducir la cantidad de material virgen empleado por unidad de envase, con la consiguiente reducción de la huella de carbono.
Estos desarrollos están en línea con los objetivos marcados por el Plan de Acción de la Unión Europea (UE) para la Economía Circular, que pretende conseguir que en 2030 todos los envases de plástico del mercado de la UE sean compostables, reutilizables o puedan ser reciclados de un modo rentable. También responden a los objetivos del Proyecto de Ley de Residuos y Suelos Contaminados, que define una tasa específica para envases de plástico no reutilizables y determina unos costes a sufragar según el peso del material, pero que se verán reducidos al introducir material reciclado.