Desarrollo de Nuevos Acrílicos Álcali Solubles y Látex Híbridos Acrílico/Proteínas para la Formulación de Adhesivos Aplicables al Etiquetado de Envases

LUIS MARCELINO GUGLIOTTA; LUDMILA IRENE RONCO; ROQUE JAVIER MINARI

2018-01-01/2018-11-30

1-11

Química

Qca.,Petroqca.y Carboqca.-Otros

Los resultados presentados en éste Informe Técnico corresponden al trabajo acordado con la empresa Argentina Tecnicom S.R.L., que fueron definidos en el marco de un proyecto CAI+D Orientado 2016, otorgado por la Universidad Nacional del Litoral, bajo la dirección del Dr. Luis Gugliotta, y avalado por CONICET como proyecto PDTS (PDTS-0323 del Banco Nacional de PDTS). El trabajo contempla el desarrollo de nuevos polímeros acrílicos álcali solubles y látex híbridos acrílico/proteínas para la formulación de adhesivos aplicables al etiquetado de envases, con los siguientes objetivos: i) Desarrollo de un látex acrílico álcali soluble con características y propiedades de aplicación semejantes a un producto comercial que la empresa Tecnicom S.R.L. emplea en las formulaciones de sus adhesivos, y que actualmente importa. ii) Producción de látex híbridos acrílico/proteínas naturales con herramientas de la nanotecnología y de la ingeniería de procesos y productos sustentables, para el control de su microestructura y nanomorfología, acordes a la aplicación específica como adhesivo de alto valor agregado y bajo impacto ambiental. iii) Diseño de procesos de polimerización sustentables y escalables, en medio acuoso y en reactores convencionales de simple operación a nivel industrial, evitando el uso de solventes orgánicos que permitan minimizar el impacto medioambiental y garantizar la seguridad del proceso. iv) Adopción de los resultados de este proyecto, por parte de la empresa Tecnicom S.R.L., para ampliar su oferta con nuevos productos basados en el conocimiento y la nanotecnología, mejorando las prestaciones de los adhesivos en cuanto a su desempeño, biodegradabilidad y sustentabilidad.La producción del látex álcali soluble, involucró en primer lugar el desarrollo de una estrategia de polimerización en emulsión semicontínua, que permitiera la obtención de un látex estable con alto contenido de sólidos, y que fuera escalable y de fácil implementación a nivel industrial. Para esto se estudiaron diferentes condiciones de operación, modificando la carga inicial del reactor, caudales y tiempos de dosificación. Para controlar el tamaño de las partículas de látex y la estabilidad del producto, se evaluaron diferentes concentraciones de emulsificante, así como estrategias de síntesis empleando contenidos variables de emulsificante en la carga inicial del reactor y en la corriente de dosificación. En cuanto a la formulación monomérica, se estudió el empleo de diferentes monómeros y composiciones que se ajusten a la Tg acorde a la aplicación del producto, principalmente su capacidad de solubilidad en medio alcalino. También, se estudiaron estrategias para controlar el peso molecular del polímero álcali soluble, que tiene una fuerte influencia en el comportamiento reológico del adhesivo. Para esto se investigó el empleo de diferentes CTA y concentraciones.También se investigó la síntesis de látex acrílicos híbridos con incorporación de caseína como proteína de origen natural y con una formulación monomérica semejante a la desarrollada para el látex álcali soluble. La síntesis se realizó por polimerización en emulsión libre de emulsificante, ya que la propia caseína actúa como tal, mediante un proceso de polimerización discontinuo. Las polimerizaciones se realizaron utilizando caseína nativa y caseína modificada químicamente, mediante la incorporación de dobles enlaces vinílicos, con estrategias previamente desarrolladas en el grupo de investigación. Con esta modificación química, se buscó controlar el grado de compatibilización entre el polímero acrílico y la caseína durante la polimerización radicalaria. Se llevaron a cabo una serie de polimerizaciones variando las siguientes características de la receta: i) empleo de caseína nativa o caseína modificada con diferentes grados de funcionalización; ii) variación de la concentración de proteína; y iii) control de la microestructura del polímero mediante el empleo de un CTA.