Plasticos reciclados con propiedades avanzadas

La mayoría de los problemas asociados a los materiales reciclados pueden ser solucionados parcial o totalmente (según el grado del problema) siendo posible obtener materiales reciclados con prestaciones mejoradas. Estas mejoras se pueden conseguir a partir de la implementación de diferentes acciones durante el proceso de reciclado y transformación.

Dependiendo de cuál sea el problema detectado, el nivel de mejora requerido y la aplicación en la que se empleará el material reciclado, será necesaria la ejecución de una o varias estrategias, pudiendo consistir en el uso de sistemas de aditivación especializados y/o en realizar ajustes del propio proceso de reciclado (parámetros de proceso, equipamiento, etc.).

La obtención de plásticos reciclados con propiedades avanzadas se considera particularmente crítica cuando dichos materiales serán empleados en sectores con altos requisitos, tanto de aspecto como de desempeño. Ejemplo de estos sectores exigentes pueden ser el de automoción y el eléctrico-electrónico, sin descartar a sectores como el de envase.

Aimplas cuenta con una alta experiencia modificando materiales reciclados de múltiples sectores para obtener prestaciones mejoradas, partiendo del análisis de causas de fallo y definiendo la mejor estrategia a seguir, su implementación y validación.

El bajo desempeño mecánico en un plástico reciclado puede estar asociado a diferentes causas, entre las que se encuentra la degradación del plástico (térmica/oxidativa, hidrolítica, UV), la presencia de poros (volátiles atrapados), contaminantes plásticos y no plásticos (no compatibles), así como un procesado incorrecto.

En función de cuál es el causante del bajo desempeño, se podrá seleccionar una o varias estrategias de mejora. Una de las opciones es el uso de sistemas de estabilización térmica. En este caso se podrían emplear antioxidantes para plásticos tipo poliolefinas, y aditivos anti-hidrólisis para polímeros obtenidos por policondensación (poliamidas, poliésteres, etc.), muchos de ellos especialmente diseñados para procesos de reciclado mecánico. Alternativamente, es recomendable el uso de aditivos y filtros anti-UV para productos que vayan a ser empleados en el exterior para prevenir este tipo de degradación y facilitar su reciclado tras su fin de vida.

Por otro lado, para mejorar el desempeño de materiales plásticos reciclados se puede recurrir a sistema de aditivación convencional, como modificadores de impacto (para mejorar la tenacidad), cargas minerales (para mejorar la rigidez) y refuerzos (para mejorar la resistencia mecánica), y en cualquier caso procurando que la compatibilidad de estos aditivos con el plástico sea adecuada.

En caso de tratarse de mezclas de materiales plásticos (presencia de barreras a gases, insertos, etc), imposibles de separar de forma mecánica, será necesario emplear aditivos compatibilizantes. Estos aditivos estabilizarán la interfaz entre ambos materiales, lo que permitirá transmitir y absorber esfuerzos mecánicos, y que la interfase no se convierta en puntos de debilidad.

La mejora del desempeño mecánico también se puede conseguir a través de una optimización de las etapas de procesado: en la etapa de reciclado, mejorando los procesos de separación y limpieza para reducir la contaminación con otros materiales; y durante el proceso de transformación, empleando sistemas de filtrado y devolatilización de alta eficiencia, así como mediante un ajuste de los parámetros de proceso para minimizar la degradación térmica.

La principal causa de olor en los plásticos reciclados es la presencia de sustancias contaminantes, que pudieran estar presentes o no en el producto original. Entre estas sustancias podemos encontrar: Oligómeros resultantes de una polimerización incompleta o del deterioro del polímero durante el proceso de reciclaje, aditivos y sus productos de degradación, tintas, adhesivos, etiquetas, contaminación orgánica procedente de restos de alimentos, contaminantes procedentes del uso indebido por parte del consumidor.

Gran parte de los contaminantes mencionados son retirados durante los procesos de separación y lavado, pero una fracción puede quedar permanentemente adherida al producto (por ejemplo, ser parte del propio producto plástico y no estar diseñada para separarse), y durante el procesado, podría descomponerse en productos volátiles que generen malos olores.

Para poder mitigar los olores de los plásticos reciclados, pueden emplearse principalmente tres estrategias: uso de absorbedores, que capturan o reaccionan las moléculas volátiles que puedan causar olor, neutralizándolas; uso de fragancias o enmascaradores para otorgar un aroma agradable, pero manteniendo presente el olor del material reciclado; y la implementación de procesos de devolatilización y desodorización, realizados durante el granceado o sobre los pellets obtenidos.

Dependiendo del nivel, tipo de olor y aplicación en el que será empleado el material reciclado, puede ser necesaria la combinación de las estrategias indicadas para maximizar la reducción del olor y aceptación del material final.

El mal aspecto típicamente observado en los materiales reciclados puede ser causado por diferentes motivos, entre los cuales se puede destacar la degradación del plástico o sus aditivos (térmica/oxidativa, hidrolítica, UV), causando amarillamiento y/o geles; volátiles atrapados y generados, causando poros, ráfagas y agujeros; contaminantes no plásticos/inorgánicos, por lo general degradados/quemados, que causan puntos negros/picas; contaminantes plásticos/orgánicos (no compatibles), causando delaminaciones y geles; y un procesado incorrecto/insuficiente, que podrá causar una heterogeneidad del aspecto y todos los problemas anteriores.

Al igual que con los problemas anteriores, para poder seleccionar la mejor solución, será necesario analizar las posibles causas. De esta forma, las estrategias de mejora podrán enfocarse en la estabilización térmica del material, ajustes de color y calidad superficial (a partir de masterbatches de pigmentos o cargas minerales), uso de compatibilizantes, optimización del procesado mediante el uso de sistemas de filtrado y devolatilización más eficiente, así como del ajuste y control de la temperatura y cizalla para prevenir la degradación

Para poder integrar una o varias de las estrategias mencionadas y obtener materiales reciclados con propiedades avanzadas, en procesos industriales de reciclado y/o transformación, primero será necesario evaluar las carencias del material de partida o los problemas que tiene el producto obtenido y establecer sus posibles causas. A partir de este análisis se podrán definir las posibles estrategias para su mejora, siendo necesario establecer criterios de evaluación y aceptación claros (control de calidad), y comparar con un control predefinido para poder cuantificar el nivel de mejora alcanzado.

Las estrategias de mejora podrán implementarse en diferentes etapas del proceso de reciclado y transformación, y pueden consistir en procesos de clasificación, lavado y/o secado más eficientes; ajustes de parámetros de proceso durante el granceado y transformación que garanticen la homogeneidad del material reciclado, pero sin degradarlo; uso de sistemas de desgasificación y filtrado de alta eficiencia; y empleando sistemas de aditivación a medida, según la mejora requerida.

En Aimplas contamos con una alta experiencia modificando materiales reciclados de múltiples sectores para obtener prestaciones mejoradas, partiendo del análisis de causas de fallo y definiendo la mejor estrategia a seguir, su implementación y validación. Estas estrategias son primero probadas y optimizadas en nuestras plantas piloto, y luego transferidas a las instalaciones de producción para su evaluación y optimización final a escala industrial.