Modificaciones químicas para obtener materiales más sostenibles: del laboratorio al mercado

La mejora de las propiedades de los materiales de envase es un área de trabajo clave para contribuir a la sostenibilidad ambiental, ya que permite la reducción de la cantidad de material empleado o la sustitución de materiales convencionales por biobasados. En esa mejora, utilizando tecnologías de modificación química en fundido, ha trabajado ITENE en el proyecto NEWDEFER, respaldado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE).

Por un lado, los envases multicapa, de uso común, ofrecen excelentes propiedades barrera gracias precisamente a la combinación de las propiedades de los materiales de las distintas capas. Sin embargo, debido a la diferente naturaleza química de los materiales empleados, es necesario el uso de adhesivos para unir las distintas capas. Uno de esos materiales es el copolímero de etilen vinil alcohol (EVOH), que se emplea en aplicaciones que requieren de alta barrera en la industria alimentaria y cosmética. Sin embargo, debido a su sensibilidad a la humedad, los copolímeros de EVOH deben ser usados con capas adicionales en envase multimaterial, aumentando su complejidad, coste y dificultad de reciclaje.

Por ello, en NEWDEFER se ha recurrido a la modificación química mediante extrusión reactiva del EVOH con el fin de disminuir la sensibilidad a la humedad y aumentar la afinidad con otros materiales, pudiendo eliminar el uso de adhesivos cuando estos materiales sean utilizados en estructuras multicapa. De esta manera, se ha obtenido un film multicapa mejorado con una estructura simplificada para aplicaciones de envase alimentario y productos de higiene o cosmética que requieren de una alta barrera.

Por otra parte, se han desarrollado formulaciones de biopolímeros reforzados con copolímeros para aplicaciones de inyección de envase rígido biodegradable o compostable. En este caso se ha trabajado con dos biopolímeros, el polibutileno succinato (PBS) y el polihidroxibutirato-co-valerato (PHBV), para los que se han sintetizado copolímeros a medida, que se introducen en la matriz polimérica en fundido, con el fin de mejorar la procesabilidad y las propiedades barrera de los biopolímeros. Así se posibilita su uso en aquellas aplicaciones en las que la barrera del biopolímero como monomaterial resultaba insuficiente para proteger adecuadamente ciertos alimentos, además de alcanzarse condiciones de procesado similares a los materiales convencionales.

Por último, en este proyecto también se ha trabajado con tecnologías de envasado activo. En concreto, se han desarrollado por extrusión materiales activos basados en EVOH conteniendo distintos compuestos naturales bioactivos con actividad antioxidante y/o antimicrobiana. Los resultados alcanzados en NEWDEFER se presentaron el pasado 23 de octubre en una sesión de transferencia tecnológica que está disponible en línea.