Milliken Chemical lanza al mercado una familia exclusiva denominada Elastoguard

Compuestos antimicrobianos de caucho termoendurecido

01/12/2003
Estos materiales contienen un agente antimicrobiano muy especial que evita los problemas asociados tradicionalmente con los biocidas orgánicos, pero que proporciona, sin embargo, una protección de las piezas de caucho mucho más eficaz que los compuestos no tratados.
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El mundo que nos rodea está atestado de organismos microscópicos como bacterias, hongos y levaduras. De hecho, los científicos dicen que la vida tal como la conocemos sería imposible sin microbios. Algunos microorganismos son muy beneficiosos para los humanos, pues nos ayudan a digerir los alimentos y a descomponer nuestros desechos y juegan un papel clave en la producción de alimentos fermentados como la cerveza, el vino, el queso, el yogurt, el vinagre y el aceite. Sin embargo, otros microbios pueden hacer que enfermemos, que los metales ferrosos se oxiden y que los alimentos se estropeen, o bien generan manchas y olores que pueden afectar a los productos y las propiedades.

En consecuencia, la demanda de productos antimicrobianos (AM) está creciendo rápidamente, hasta el punto de que en la actualidad se gastan anualmente más de mil millones de dólares en biocidas para artículos tan diversos como cintas transportadoras para transformación de alimentos, jabón líquido, productos de salud y belleza, productos sanitarios para curado de heridas, catéteres y alfombras de caucho.

En virtud de la función que desarrollan y del entorno que los acoge, algunos productos y aplicaciones están más expuestos que otros a los desperfectos y deterioros achacables a los microbios. Los equipos de transformación y manipulación de alimentos y bebidas —desde las tablas de cortar de un restaurante a los electrodomésticos de la cocina, pasando por los rodillos y las cintas transportadoras de una fábrica— son los principales candidatos, al igual que muchos equipos de envasado, aparatos médicos y sistemas de producción de medicamentos. Los productos que se utilizan en entornos húmedos o mojados corren también un alto riesgo. Entre ellos cabe citar las alfombras antifatiga o antideslizantes de entornos médicos y sanitarios y restaurantes, las masillas y tiras aislantes para ventanas y baños y las juntas y sellos de los sistemas de filtrado. Asimismo, las piezas de equipos situadas en lugares de difícil acceso a efectos de mantenimiento acarrean similares problemas; la proliferación de microbios obliga a desmontar la maquinaria con frecuencia para limpiar o sustituir esas piezas.

Debido a su composición química, algunos materiales están más expuestos a la proliferación de bacterias, levaduras y hongos. En determinadas condiciones, los compuestos de caucho son especialmente vulnerables a ese ataque como consecuencia de sus componentes químicos, porque éstos proporcionan una fuente ideal de nutrientes que fomentan el crecimiento y la reproducción de microbios. Además, las piezas de caucho se utilizan a menudo en entornos cálidos y húmedos, ricos en microorganismos, en unas condiciones ideales para la proliferación de estas formas de vida. Esto puede conducir, a su vez, a costosas operaciones de limpieza que exigen el desmontaje y la paralización de los equipos durante tiempos significativos y el deterioro prematuro de las piezas de caucho moldeado.

En la batalla por el control de los microorganismos, la mejor solución ha consistido tradicionalmente en crear múltiples barreras que obstaculicen el crecimiento y la reproducción de estas formas de vida. En consecuencia, en las aplicaciones más propensas y sensibles a la expansión microbiana, no sólo se utilizan periódicamente desinfectantes químicos para mantener limpias las superficies, sino que, además, como medida de precaución suplementaria, los fabricantes incorporan muchas veces agentes antimicrobianos en el material matriz del producto para inhibir todavía más la proliferación de microbios en el interior y en la superficie de la pieza.

Algunos productos químicos desarrollados originalmente como conservantes de líquidos como pintura de látex, desodorantes, champús, jabones líquidos y otros desinfectantes de superficies, etc., han sido adaptados posteriormente para su uso en materiales sólidos como el caucho. Sin embargo, el uso de biocidas orgánicos integrales se ha caracterizado por sus numerosas deficiencias, prácticamente todas ellas derivadas de la tendencia de estos biocidas a migrar fuera de la matriz polimérica.

Como estos productos químicos concretos tienen tendencia a aflorar a la superficie y, por lo tanto, a desprenderse del material al que están incorporados, no quedan protegidas todas las partes del producto, y aparecen zonas de inhibición y zonas de no inhibición, con el agravante de que las propiedades de supresión de microbios disminuyen con el tiempo a medida que el aditivo migra hacia el exterior, hasta el punto de que algunas piezas pierden la protección tras unos cuantos ciclos de limpieza o de uso. Por otra parte, el éxodo de estos productos químicos fuera del material puede dar a las piezas moldeadas sabor u olores desagradables.

Aunque son, con frecuencia, muy efectivos en el control o la supresión de microbios, preocupa, y mucho, el hecho de que muchos expertos en salud cuestionen la seguridad de exponer a los seres humanos y al medio ambiente a estos productos químicos. En consecuencia, algunos biocidas orgánicos han sido declarados inseguros para su uso en aplicaciones sanitarias o para el contacto con alimentos debido a su toxicidad inherente y al mayor riesgo de exposición cuando se desprenden del artículo tratado. Por ejemplo, varias organizaciones medioambientales y sanitarias reclaman actualmente leyes que limiten el uso de biocidas orgánicos y, concretamente, animan a los consumidores a no comprar algunos productos que contienen triclosán. Otras organizaciones han establecido incluso la prohibición mundial para el año 2008 de las pinturas antiincrustrantes que contienen compuestos organoestánicos para aplicaciones marítimas.

Además, la mayoría de estos biocidas orgánicos se degradan a temperaturas de transformación de los elastómeros superiores a 250 ºC. En el caso del triclosán y sus derivados clorados, el calor puede hacer que los productos químicos se volatilicen y corroan el equipo de moldeo de caucho. En determinadas situaciones, se descomponen en dioxinas (o moléculas afines a las dioxinas), un tipo de compuestos de alta toxicidad muy conocido.

Debido tanto a la composición química como a las condiciones típicas de uso final, cada vez es mayor la necesidad de tener un control antimicrobiano seguro y eficaz de las piezas de caucho utilizadas en muchos mercados, como los de transformación de alimentos, envase y embalaje, sector médico y aplicaciones industriales. Conscientes de esta necesidad, los químicos de Milliken Chemical Speciality Elastomers (MCSE) han desarrollado una familia exclusiva y patentada de compuestos antimicrobianos de caucho termoendurecido denominada Elastoguard. Estos materiales contienen un agente antimicrobiano muy especial que evita los problemas asociados tradicionalmente con los biocidas orgánicos, pero que proporciona, sin embargo, una protección de las piezas de caucho mucho más eficaz que los compuestos no tratados.

Estos nuevos elastómeros han demostrado en ensayos rigurosos que proporcionan una excelente prevención, tanto incremental como a largo plazo, de bacterias, levaduras e incluso hongos, tanto en la superficie como en el interior del material tratado, y que mantienen esta prestación incluso tras la repetida abrasión y lavado de la superficie. De hecho, los ensayos han mostrado que esas prestaciones mejoran en realidad con el tiempo por el uso y por otras acciones que arañan ocasionalmente la superficie de la pieza y dejan expuesta más cantidad de agente antimicrobiano.

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El nuevo biocida patentado utilizado en los compuestos Elastoguard, Antimicrobial Alphasan, es una resina de intercambio iónico de plata-sodio-zirconio-fosfato (plata-NZP). Este producto impregna toda la pieza de caucho para proporcionar así protección desde la superficie hasta el núcleo, sin la diferenciación entre zonas de inhibición y no inhibición tan común en el caso de los biocidas orgánicos. Además, el nuevo producto basado en plata no es migratorio, por lo que las piezas obtienen una protección más profunda y duradera. Por último, presenta una extraordinaria estabilidad térmica a temperaturas superiores a 800ºC.

El nuevo biocida funciona liberando lentamente iones de plata, que son sustituidos en la matriz NZP por otros iones comunes con carga positiva mediante el proceso de osmosis. Una vez liberados, los iones de plata son absorbidos por los microbios (junto con otros iones esenciales) y comienzan así a interferir en la formación de enzimas vitales para la producción de energía, lo que hace que esos microorganismos pierdan rápidamente su capacidad de crecer y reproducirse.

A pesar de su alta eficacia como biocida, el antimicrobiano de plata-NZP se considera seguro, no irritante, no tóxico, no afecta a la estabilidad cromática en los compuestos de color claro y no requiere ningún tipo de manipulación especial durante la transformación ni el posterior uso de estas piezas. De hecho, el biocida de plata ha obtenido numerosas homologaciones normativas en todo el mundo para el contacto con alimentos y agua potable y para su uso en aparatos médicos. La propia plata tiene una larga historia como biocida y hace miles de años que se usa para cubiertos, copas, joyas y otros objetos decorativos y funcionales. En la actualidad, se utiliza en numerosos tratamientos médicos. Además, a diferencia de los antibióticos y otros biocidas orgánicos, el mecanismo de acción de la plata contra los microbios no es nada específico, lo que hace extraordinariamente difícil que los microorganismos desarrollen algún grado de resistencia.

Milliken Chemical ha lanzado al mercado sus compuestos antimicrobianos de caucho termoendurecido en diversas composiciones que van desde el caucho natural hasta los fluoroelastómeros, y en valores de dureza Shore A comprendidos entre 40 y 90.

Dentro de las distintas familias de productos, los compuestos se ofrecen en muchas presentaciones (formas), tamaños y espesores, y preparados para procesos de moldeo, extrusión o revestimiento, a conveniencia del cliente. Todas las líneas de productos tienen sistemas de vulcanizado de peróxido exentos de sulfuro, ya que el sulfuro tiende a reaccionar con la plata anulando su eficacia como biocida.

Milliken espera que algunos de los usos potenciales del caucho antimicrobiano Elastoguard podrán ser los revestimientos, sellos, juntas, juntas tóricas, ruedas, roldanas, diafragmas, cámaras de aire, empaques, forros, tuberías y cintas para aplicaciones como:

  • Equipos de envasado y transformación de productos médicos y farmacéuticos, alimentos, productos lácteos y bebidas.
  • Electrodomésticos grandes y pequeños.
  • Depósitos y recipientes de almacenamiento.
  • Equipos de filtrado y manipulación de fluidos.
  • Material deportivo, ropa y calzado.
  • Accesorios de ducha/sauna/baño.
  • Cintas y rodillos transportadoras.
  • Alfombras antifatiga.
  • Materiales de construcción / membranas de cubiertas.
  • Revestimientos de piscinas/estanques.
  • Conductos del sistema de aire acondicionado de automóviles.

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