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Desde la Agencia Española ISBN se ha concedido el siguiente número ISBN para las comunicaciones técnicas:

978-84-09-46920-8
Recopilación de Publicaciones Científico Técnicas y de Difusión de Proyectos aceptadas en el Marco del Congreso Nacional del Medio Ambiente

(Los contenidos de las comunicaciones técnicas y de los póster son exclusiva responsabilidad de sus autores)

El papel de las poliolefinas en el ecodiseño de materiales multicapa reciclados mecánicamente

Autor: María Teresa Expósito Espinosa Profesora Contratada Doctora URJC - Universidad Rey Juan Carlos
Otros autores: Juan Francisco Vega (Instituto de Estructura de la Materia-CSIC), Virginia Souza-Egipsy (Instituto de Estructura de la Materia-CSIC), Beatriz Paredes (Universidad Rey Juan Carlos), Victor Cruz (Instituto de Estructura de la Materia-CSIC), Javier Ramos (Instituto de Estructura de la Materia-CSIC)
Formato: Comunicación técnica escrita / Comunicación técnica panel
Tipo: Difusión de Proyecto
Temática: Residuos
Programa Financiación: Otro
ODS relacionados: Industria, innovación e infraestructura, Producción y consumo responsables

Documentos asociados: Doc. Escrito Doc. Panel

Resumen:
Una de las mayores aplicaciones de los plásticos a nivel mundial es el envase multicapa. Este tipo de envase presenta un problema importante en su reciclado, debido fundamentalmente a la falta de compatibilidad entre las diferentes capas. El sistema multicapa con mayor presencia en el mercado es el constituido por poliolefinas (componente estructural), copolímeros de etileno con alcohol vinílico (componente barrera) y una resina plástica que permite la unión de capas incompatibles entre sí (normalmente un copolímero de etileno). Estos sistemas son difíciles de reciclar, ya que requieren de un proceso de separación (contaminante y caro) o de un reciclado mecánico utilizando agentes compatibilizantes que reaccionan químicamente. Esta comunicación está integrada en un proyecto centrado en el ecodiseño de filmes multicapa a través de la combinación de experimentos sencillos y simulaciones computacionales. Una de las propuestas es el estudio de las interacciones entre las diferentes capas para facilitar el posterior reciclado mecánico. Esta presentación se va a centrar en 3 sistemas multicapa formados por polietileno (PE), copolímero etileno/alcohol vinílico (EVOH) y una capa adhesiva funcional (copolímeros de etileno/vinil acetato -EVA- y de etileno/acrilato de etilo -EEA-, y un ionómero sódico de etileno/ácido metilacrílico -EMANa-) que compatibilizará mediante interacción física. Se han empleado diferentes técnicas como microscopías (TEM y AFM), calorimetría, espectroscopía infrarroja y reología lineal para explorar las interacciones entre los diferentes componentes en los sistemas multicapa. La compatibilidad entre los componentes en los 3 sistemas multicapa se ha determinado aplicando la aproximación Nishi-Wang a la depresión de la temperatura de fusión. Esta aproximación requiere-que al menos uno de los componentes sea cristalino. Para evitar efectos indeseables, los monocristales (PE) o los agregados microcristalinos (EVOH) se han embebido en los agentes adhesivos (EVA, EEA y EMANa). Inicialmente, se han estudiado los aspectos morfológicos de los monocristales y los agregados; y posteriormente, se ha determinado la compatibilidad a nivel segmental de los agentes adhesivos tanto con el PE como con el EVOH. Así, es posible definir el sistema más efectivo para estudiar el efecto de la compatibilidad en una etapa ulterior de reciclado. Para finalizar, las mezclas seleccionadas se estudiaron en estado fundido por reología. Los resultados obtenidos apuntan a que la arquitectura molecular de estos materiales desempeña un papel crucial y limitante, y que será decisivo en el ecodiseño de sistemas multicapa para lograr un sistema multicapa reciclable mecánicamente.
Objetivos:
Comprender las interacciones entre los componentes poliméricos que se encuentran en los film multicapa utilizados en envases por medio del modelado multiescala a diferentes escalas de tiempo-longitud. Paralelamente, se llevarán a cabo experimentos específicos para lograr la verificación y validación de los modelos computacionales.
Acciones:
ESTRATEGIAS A) PARA MEJORAR LA SEPARACIÓN Y RECICLABILIDAD EN SISTEMAS MULTICAPA: - Selección de polímeros que actuen como capas interconectantes o adhesivas. - Buscar una interacción física entre capas adhesivas y los polímeros de las otras capas por enlaces iónicos, entrelazamientos y/o fuerzas intermoleculares (i.e. Van der Walls, puente de hidrógeno o dipolo-dipolo inducido). - Todos los componentes del sistema multicapa tienen que ser polímeros reciclables/reutilizables. B) MODELADO MULTIESCALA PARA AYUDAR EN: -El diseño de los components del film multicapa. -El diseño de los polímeros compatibilizadores o interconectantes.
Resultados:
Se han estudiado 3 sistemas multicapa formados por PE, EVOH y una capa adhesiva funcional (EVA, EEA y EMANa que compatibilizará mediante interacción física. Las interacciones físicas entre los diferentes componentes en los sistemas multicapa se han empleado diferentes técnicas como microscopías. La compatibilidad entre los componentes en los 3 sistemas multicapa se ha aplicado la aproximación Nishi-Wang a la depresión de la temperatura de fusión. Se han estudiado los aspectos morfológicos y determinado la compatibilidad a nivel segmental de los agentes adhesivos tanto con el PE como con el EVOH para definir el sistema más efectivo en reciclado mecánico. Los resultados obtenidos apuntan a que la arquitectura molecular de estos materiales desempeña un papel crucial y limitante, y que será decisivo en el ecodiseño de sistemas multicapa para lograr un sistema multicapa reciclable mecánicamente. Además, los resultados experimentales validan los obtenidos por cálculos computacionales.