EXTRECH: Desarrollo y formulación de aditivos funcionales y nuevos grados poliméricos sostenibles mediante extrusión reactiva

El proyecto EXTRECH, que ITENE lleva a cabo con el respaldo del IVACE a través de los fondos FEDER, tiene por objetivos el desarrollo de nuevos métodos de modificación sostenible para la producción de un portfolio de nano/microaditivos para su aplicación en materiales reciclados y compostables, así como el desarrollo de nuevas formulaciones basadas en materiales compostables y reciclados (PEAD) mediante el uso de tecnologías de extrusión reactiva para aplicaciones de extrusión film-soplado y extrusión-soplado de cuerpo hueco, respectivamente.

Contexto

El consumo de plásticos ha ido incrementándose en los últimos años debido a la versatilidad en términos de propiedades de esta familia de materiales (ligereza, facilidad de transformación o bajo coste), llegando en 2019 a los 368 millones de toneladas, nueve millones de toneladas más que en el año anterior (Infome Plastics, the facts 2020). De esta producción, el 39,6% se destina a la fabricación de envases, que a su vez generaron un total de 17,8 millones de toneladas de residuos, de los cuales se reciclan aproximadamente 7,5 millones de toneladas.

Ante esta situación, existe en la actualidad una creciente concienciación social que va, además, en línea con una serie de normativas y directivas que entrarán en vigor en los próximos años y a las que la industria relacionada con el sector plástico deberá adaptarse (Plan de Acción de la UE para la Economía Circular, el Proyecto de Ley de Residuos y Suelos Contaminados, la Estrategia Española de Economía Circular o el Plan Integral de Residuos (PIR) de la Comunitat Valenciana).

A pesar de todo ello, según los datos de la Plastic recyclers Europe, la capacidad instalada para reciclaje en Europa es actualmente de 2,4 millones de toneladas para LDPE (polietileno de baja densidad) y de 1,7 millones de toneladas para PEAD (polietileno de alta densidad) y de PP (polipropileno). De ellas, en España se dispone de capacidad para reciclar 312.000 toneladas y 221.000 toneladas de LDPE y PP/PEAD, respectivamente. Por tanto, a la luz de estos datos existe aún un amplio campo de mejora.

Por otro lado, se ha despertado un gran interés en la industria que emplea o fabrica envases y embalajes por el desarrollo de materiales obtenidos a partir de fuentes renovables y sostenibles que estén en línea con la nueva legislación. Además, por primera vez, en 2020 el crecimiento de los polímeros biobasados supera al de polímeros convencionales, tal y como refleja un estudio llevado a cabo por Renewable Carbon Publications.

Resumen y objetivos

La mejora de las propiedades tanto de los materiales reciclados como de materiales compostables es una necesidad que demanda tanto el sector de materia prima como el sector de los convertidores y los usuarios finales. Por ello, en el proyecto EXTRECH se empleará la tecnología de extrusión reactiva con el objetivo de mejorar dichas propiedades, contribuyendo así a «cerrar el círculo» de los ciclos de vida de los productos, reduciendo adicionalmente el impacto medioambiental que puedan suponer estos materiales.

Con el proyecto EXTRECH se pretende simplificar tanto el procesado de materiales reciclados como el de formulaciones compostables basadas y desarrolladas a partir de fuentes renovables para facilitar su reciclaje reduciendo el número de materiales plásticos que conforman el envase e incluso los espesores de estos, gracias a la tecnología de extrusión reactiva empleada para llevar a cabo los distintos desarrollos. Así, mediante el uso de la tecnología propuesta, se contribuirá a fomentar una producción y distribución de productos envasados más respetuosa con el medio ambiente.

Por todo ello, dentro del proyecto se han planteado dos objetivos principales:

• Desarrollo de nuevos métodos de modificación sostenible para la producción de nano/microaditivos para su aplicación en materiales reciclados y compostables.
• Desarrollo de nuevas formulaciones basadas en materiales compostables y reciclados (PP y PEAD) mediante el uso de tecnologías de extrusión reactiva para aplicaciones de extrusión film-soplado y extrusión-soplado de cuerpo hueco, respectivamente.

Resultados

LÍNEA 1: Mejora de prestaciones de los polímeros compostables PLA y PBAT para su aplicación en envases flexibles aptos para contacto alimentario 

Se han mejorado las propiedades del PLA (ácido poliláctico) y el PBAT (tereftalato de adipato de polibuteno) y se ha reducido el coste del segundo para impulsar su aplicación en envases flexibles tipo bolsa y films para alimentos en sustitución de los materiales de origen fósil actuales. 

LÍNEA 2: Mejora de prestaciones del plástico PEAD reciclado para su aplicación en envases de productos de limpieza 

Mediante extrusión reactiva se han mejorado la procesabilidad y las propiedades mecánicas y químicas (resistencia al stress cracking) del PEAD (polietileno de alta densidad) procedente de reciclado posconsumo para emplearlo en procesos de transformación de extrusión-soplado de envases de productos de limpieza. 

• Mediante extrusión-soplado, las formulaciones más prometedoras se han empleado en la producción de envases de medio litro para productos de limpieza, observándose una procesabilidad muy similar a la del PEAD virgen. 
• Se ha obtenido una mejora de la resistencia a la compresión de hasta un 20% y un 40% de envases vacíos y llenos, respectivamente, respecto al PEAD reciclado posconsumo de partida.