Obtención de aditivos a partir de envases multicapa de aluminio y polipropileno

FEDERICO MORALES; ALEJANDRA COSTANTINO; VALERIA PETTARIN

San Lorenzo

Jornada; TRIGÉSIMA EDICIÓN DE LAS JORNADAS DE JÓVENES INVESTIGADORES DE LA ASOCIACIÓN DE UNIVERSIDADES GRUPO MONTEVIDEO; 2023

Los desechos plásticos son uno de los principales problemas ambientales del siglo XXI. La separación de dichos residuos en polímeros individuales es costosa y con frecuencia tecnológicamente imposible. El problema además se ve agravado por el uso masivo de empaques laminados o multicapas (Soares et al., 2022). Los empaques provenientes de la industria alimenticia, por ejemplo, deben cumplir con varios requisitos (como barrera al vapor de agua, gases o radiación UV) de manera de proteger los productos que contienen. Es prácticamente imposible para un único material cumplir con todos estos requerimientos. Esa es la razón por la cual los empaques de la industria alimenticia se suelen fabricar con dos o más tipos de materiales. El objetivo de este trabajo es obtener partículas de aluminio del orden del micrón, a partir de empaques de snacks post consumo, para formular un masterbatch de doble propósito: por un lado, que sea un pigmento de apariencia metálica y por otro lado un aditivo protector de los rayos UV. Este masterbatch servirá como un aditivo de alta calidad para piezas inyectadas de polipropileno reciclado como virgen. El proceso de reciclado se dividió en tres etapas: limpieza y triturado de los empaques post consumo, extrusión y peletización del masterbatch e inyección de las piezas finales. Durante la primera etapa se halló que el factor determinante para una correcta limpieza es la temperatura del agua, siendo la temperatura optima 70oC. Temperaturas menores a 70oC no permiten una limpieza adecuada. Con respecto a los agentes de limpieza, se observó que a mayor concentración de surfactante mayor efecto de limpieza, hasta un límite practico de 18 ml de surfactante por litro de agua. El uso de una mayor cantidad de surfactante no mejora la limpieza de los empaques. A través del estudio de esta etapa, se confirmó que es posible limpiar correctamente la superficie de los empaques sin la necesidad de usar solventes polares, los cuales suelen ser costosos y dañinos para el medio ambiente. Los empaques limpios luego fueron triturados en un molino convencional. Sin embargo la molienda convencional no resultó ser efectiva para obtener partículas del orden del micrón. Es por esta razón que se fabricaron placas mediante moldeo por compresión a partir de los empaques, para obtener un material tridimensional que pueda triturarse utilizando el molino convencional. De esta forma, se lograron obtener partículas de PP/Al con una distribución de tamaño de entre 300-700 micrones. Las partículas de PP/Al obtenidas fueron finalmente procesadas en una mini extrusora de doble tornillo junto con PP virgen, para obtener masterbatch con tres composiciones diferentes de partículas: 15, 20 y 25% en peso. El criterio para las composiciones se basó en la apariencia visual de los masterbatch: cantidades menores a un 15% de partículas no aseguraron un color metálico uniforme, mientras que cantidades mayores a un 25% no mostraron mejoras en la apariencia del material y lo hicieron más viscoso y difícil de procesar. Los masterbatch obtenidos se utilizaron para manufacturar partes reales mediante moldeo por inyección. Se obtuvieron de manera exitosa piezas con una clara apariencia metálica. Estas piezas además de presentar una muy buena apariencia, también cumplen con el requisito de ser procesables mediante técnicas de procesamiento industriales. Cumpliendo con el requisito fundamental de ser fácilmente procesable mediante técnicas convencionales. En resumen, el presente estudio explora un proceso de procesamiento innovador que se centra en alcanzar las partículas de aluminio desde el empaque de snacks, sin la necesidad de usar solventes caros y contaminantes para la limpieza. Este es un progreso importante en la atención sostenible y ambiental. Se lograron obtener piezas con un aspecto atractivo de metal y cumplir requisitos de tratamiento industrial estrictos que muestran su posible aplicación en nuevos productos. Este enfoque promete reducir drásticamente los desechos plásticos mediante el uso de materiales en envases de varias capas que, de lo contrario, terminarían en vertederos o contaminarían el medio ambiente natural. Al promover la recuperación y reutilización de recursos valiosos, este enfoque es un paso importante hacia una economía circular y la protección del medio ambiente que crea un futuro más limpio y sostenible.