06 abril 2012

Reciclaje de plásticos: Envases de polipropileno




Los envases de polipropileno se han identificado como una de las fuentes con mayor potencial para el reciclaje del sector comercial; en este nuevo artículo sobre el reciclaje de plásticos hablamos de la viabilidad de colectarlo y reprocesarlo.

El uso de plásticos ha crecido sustancialmente en los últimos 50 años y los plásticos hoy se encuentran en un amplio rango de aplicaciones, tanto domésticas como comerciales, abarcando una gran variedad de tipos de polímeros.

Polipropileno

Como muchos otros polímeros de hoy, el polipropileno es derivado de productos del petróleo que se quemarían en el proceso de extracción o simplemente se usarían como combustibles.

El crudo está formado por hidrocarburos, que necesitan estar separados para producir los muchos subproductos requeridos por la sociedad de hoy. Las separaciones del gas de petróleo y fracciones de nafta son aquellas con consecuencias para la producción de polímeros de olefinas tales como el polietileno y polipropileno.

Los diferentes elementos de hidrocarburos, determinados por las longitudes de cadenas moleculares, tienen puntos de vaporización variables; esta propiedad se usa para destilar las varias fracciones del crudo. Una vez separadas las materias primas básicas puede entonces ser procesado a través de polimerización para hacer los polímeros usados hoy en día.

El polipropileno fue primero polimerizado por el profesor Natta en 1954, y comercializado en 1957. Desde entonces su uso ha crecido rápidamente para llegar a ser uno de los más ampliamente usados polímeros termoplásticos, con un uso creciente entre tres y cuatro por ciento anualmente. Estructuralmente el polipropileno es un polímero de vinilo, similar al polietileno, pero con un grupo de metil fijado a cada átomo de carbono de la cadena principal. Está hecho a partir de la polimerización del propileno por polimerización de Ziegler-Natta, o más recientemente por polimerización de catálisis de metaloceno.

El polipropileno puede encontrarse en tres formas: isotáctica, sindiotáctica y atactica. Las propiedades cristalinas de la forma isotéctica son las más atractivas comercialmente con un punto de fusión de alrededor de 165 ºC.  Esta forma de polipropileno tiene todos los grupos metil dispuestos en el mismo lado de la cadena.

Es el más ligero de los plásticos principales usados para embalaje, con gravedad específica de 0,905; su alta cristalinidad imparte alta resistencia a la tracción, rigidez y dureza. Los productos moldeados usualmente tienen alto brillo y tienen alta resistencia a estropearse. Debido a su punto de fusión alto, el polipropileno es conveniente para aplicaciones que requieren esterilización, aunque su resistencia de impacto de baja temperatura es algo sensible  bajo estas condiciones, debido a una transición de fase de alrededor de 0 ºC. Para superar esta alta brittleness se usan copolímeros de bloque y aleatorios, combinando propileno y etileno (u otras olefinas), que afectan la temperatura de transición e imparten propiedades más similares a la goma.

El polipropileno tiene excelentes propiedades eléctricas y muestra resistencia química y a la humedad típica de polímeros de hidrocarburos, y está completamente libre de grietas por tensiones ambientales. Es sin embargo, susceptible a la degradación UV. Esto puede ser significativamente reducido por el uso de negro de carbón en pequeñas cantidades como relleno, pero obviamente esto afecta al color del producto.
El polipropileno es ampliamente usado en muchas aplicaciones, tanto en films como por elementos rígidos tales como cierres, cubas, cajas, carcasas de baterías, botellas, etc.  Como las botellas de polietileno y PET, muchos de estos contenedores de polipropileno pueden ser fácilmente reciclados proporcionando el criterio para control, calidad y coste.

Los homopolímeros se usan para aplicaciones donde se requieren buenas propiedades ópticas, junto con buena rigidez, tales como bandejas termoformadas para alimentos, tapas y cierres.

Los copolímeros de bloques (o heterofásicos) con grupos regulares de etileno en las cadenas (5 – 15 %), tienen un buen equilibrio entre rigidez y resistencia al impacto, y se usan para un gran rango de aplicaciones desde cubos moldeados por inyección a contenedores termoformados.

Los copolímeros aleatorios, incluyendo grupos irregulares de etileno en la cadena, se usan principalmente para moldeado por soplado de extrusión, termoformado, y moldeo por inyección de paredes delgadas.

Existen muchas otras formas especializadas de polipropileno debido a la capacidad para integrar materiales que hoy en día disponemos usando metalocenos y otros nuevos sistemas de catálisis.

Reciclado de contenedores de polipropileno

Como con el polietileno, muchos estudios del ciclo de vida han mostrado que es viable económicamente reciclar polipropileno, probando que existe la infraestructura para colectar y procesar los contenedores.

Durante el proceso de reprocesado de polipropileno sus diferentes formas se combinan, y las propiedades del reciclado pueden comprometerse. Es por lo tanto importante identificar y enfocar la recuperación de grandes volúmenes de material consistente de un uso final.

Los cubos de polietileno se usan en una variedad de mercados para muchos tipos de productos, la mayoría de los cuales no son peligrosos. El mercado puede quizás ser mejor definido en términos de aplicaciones de alimentos y no-alimentos. Las aplicaciones en el sector de los alimentos tienden a usarse en catering para procesar productos tales como los aceites de alimentos, mayonesas, salsas y productos lácteos. Sólo en el Reino Unido 20.000 toneladas al año se usan en este sector.

En aplicaciones no alimentación, los contenedores de polipropileno se usan para pinturas basadas en agua, tratamientos de madera y otros revestimientos de superficies, y también, en menor extensión, para productos tales como adhesivos, rellenadores y masillas. Estos tipos de contenedores proporcionarían una fuente adicional de material a la del sector del catering, que sólo en el Reino Unido se estima en unas 10.000 toneladas.

Muchos de los contenedores tienen residuos de productos, a veces hasta un 5 %, que pueden afectar significativamente al proceso de limpieza. Sin embargo la mayoría de estos productos se basan en agua o pueden fácilmente limpiarse usando vapor o detergente.

Una pequeña proporción de envases en el mercado están fabricados en polietileno en vez de polipropileno. Se ha demostrado sin embargo, que pequeños porcentajes de polietileno en polipropileno (hasta un 5 %) no afectarán negativamente el proceso de reprocesado del polipropileno o su rendimiento en una gran mayoría de aplicaciones. La mayor parte del polietileno se usa para transportar mercancías peligrosas, donde su reciclaje es probable esté restringido por el tipo de producto originalmente transportado.

Estudios de factibilidad han sido llevados a cabo en el pasado, que claramente demuestran la capacidad técnica para reciclar contenedores de pintura de polietileno.

El mercado final para reciclado de polipropileno ya existe, pero se reconoce que es necesario se desarrolle y se establezcan otros si hay disponibles mayores volúmenes de material reciclado.

Bibliografía:
  • The recycling of polypropylene containers. An assessment of the viability of establish. Andrew Simmons, Chief Executive Officer

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