Itene mejora las propiedades barrera de PET y PP mediante el uso de nanoarcillas para su uso en envases

El Instituto Tecnológico del Embalaje, Transporte y Logística (Itene) ha logrado desarrollar, empleando nanotecnología, nuevos materiales plásticos que incrementan las propiedades barrera de dos materiales con diferentes características, el polietilentereftalato (PET) y el polipropileno (PP), lo que los hace óptimos para aplicaciones de envase alimentario, bien para obtener film flexible con menos capas y fácil reciclaje, o bien para producir envases más ligeros con barrera al oxígeno, respectivamente.

El plástico es el material más usado en el sector del envase debido a su bajo coste y densidad, resistencia a la corrosión, propiedades barrera, ópticas y mecánicas, facilidad de procesado y versatilidad. Con todo, la necesidad de aumentar la vida útil de los productos alimenticios ha incrementado el uso de materiales multicapa, que requieren el uso de aditivos especiales y adhesivos que complican su regulación y dificultan su reciclaje.

La nueva estrategia europea de plásticos exige que en 2030 los envases sean reciclables, reutilizables o compostables, lo que ha generado por parte de la industria un interés creciente por emplear envases monocapa o con menor número y espesor de capas basados en materiales con propiedades barrera y mecánicas mejoradas. Una vía para lograrlo es el desarrollo de composites, ya que estos permiten aumentar las propiedades mecánicas y barrera de las matrices de partida.

Los composites son materiales compuestos por al menos dos fases: una matriz basada en un material polimérico y otra fase que actúa como refuerzo. En el caso de que estos refuerzos sean nano, es decir, que el tamaño de las partículas en alguna de sus dimensiones esté por debajo de 100 nm (nanómetros) en al menos un 50% de las mismas, el compuesto resultante se denomina nanocomposite.

En este proyecto, denominado Layerpack y financiado por el Instituto Valenciano de Competitividad Empresarial (IVACE) mediante el Fondo Europeo de Desarrollo Regional (Feder), se ha empleado PET modificado con nanorefuerzos de arcilla con el objetivo de disminuir o eliminar el consumo de material barrera (capa de etileno y vinil alcohol - EVOH- o aluminio) en envases de film flexible. En concreto, se han llevado a cabo modificaciones de diferentes tipos de arcilla (montmorillonita y caolinita) con poliésteres con las que se ha obtenido un film con propiedades barrera que permite disminuir la cantidad de material en envase flexible y facilita su reciclaje posterior.

Por otra parte, también se han mejorado las propiedades del PP para ofrecer una solución de envase más ligero para sus aplicaciones actuales y que además permita alargar la vida útil de los alimentos envasados en él. En este apartado, se han llevado a cabo reacciones de modificación sobre refuerzos de diferente tipo como son la montmorillonita, caolinita, vermiculita e hidróxidos laminares.

Además, se han probado otras tecnologías, como la encapsulación de arcillas en lubricantes, para lograr una elevada hidrofobicidad (cualidad de las sustancias que no son miscibles con el agua) y conseguir una mejor dispersión en la matriz de polipropileno. Asimismo, con los aditivos seleccionados se han desarrollado probetas que han sido caracterizadas, obteniéndose propiedades barrera de hasta el 20% de reducción al oxígeno.

De este modo, como novedad respecto a las soluciones que actualmente existen en el mercado, Layerpack ofrece nanocomposites que permiten a los fabricantes de envase emplear menor cantidad de material plástico que el que se requiere actualmente para alcanzar las propiedades deseadas, con las ventajas económicas, medioambientales y sociales que ello conlleva.

Además, el empleo de este tipo de materiales nanocompuestos con mejores propiedades barrera y mecánicas no implicaría la modificación de sus procesos de transformación actuales, como sería necesario hacer si se aplicasen mediante un proceso paralelo de recubrimiento donde vayan incorporados los nanorefuerzos, que es como actualmente se aplica la nanotecnología en las soluciones de envase existentes en el mercado.