Aditivos: la potente ayuda en el Reciclaje

Los aditivos, sustancias químicas agregadas a los plásticos para modificar sus propiedades, se utilizan con frecuencia en muchos productos. Como estupendos mejoradores de propiedades, dominan un amplio espectro de aplicación en los materiales reciclados, en aspectos como:

  • Minimizar degradación ocasionada por el reproceso
  • Mejorar compatibilidad en casos de contaminación con otros plásticos
  • Facilitar el procesamiento
  • Recuperar las propiedades perdidas durante el reprocesamiento
  • Minimizar otros efectos, como el mal olor

Los aditivos primordialmente usados en materiales reciclados son:

Estabilizadores

También conocidos como Antidegradantes, constituyen un grupo de aditivos destinados a anular o minimizar la degradación que sufren los plásticos durante su procesamiento por efecto de reacciones químicas como la oxidación, primordialmente.

Dentro de este grupo se cuentan los antioxidantes, tanto primarios como secundarios, así como otros compuestos usados para eliminar factores que favorecen la degradación oxidativa, como la presencia de metales o compuestos ácidos, provenientes de residuos de la polimerización, los equipos usados durante su obtención y su transformación, por ejemplo. Estos aditivos se conocen como co-estabilizadores y suelen incluirse junto a los antioxidantes en su formulación original. Tales compuestos son los desactivadores de metal y los secuestrantes de ácidos (Acid Scavengers).

También es común que este tipo de aditivos se comercialice en conjunto con estabilizadores a la luz UV, principal fuente de degradación durante la vida útil de un producto plástico y que es capaz de desencadenar reacciones de oxidación degradante.


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Los aditivos conocidos como Estabilizadores Térmicos son específicos para el PVC, pero su acción es idéntica a los antioxidantes, con la diferencia de que actúan sobre el mecanismo de reacción que provoca el Cloro presente en los polímeros de la familia del PVC.

Los estabilizadores se agregan al plástico desde su misma fabricación, por lo que se encuentran presentes en grados vírgenes de prácticamente cualquier polímero. Sin embargo, también pueden agregarse en el proceso de reciclaje, para fortalecer su acción y evitar una mayor degradación en ciclos de procesamiento posteriores.

Compatibilizadores

En los procesos de reciclaje, es posible que los materiales se contaminen con pequeñas cantidades de otros plásticos u otros contaminantes que resultan incompatibles y minimizan sus propiedades, especialmente mecánicas.

Su principio de acción general consiste en que su composición química posee bloques o secciones que resultan compatibles con alguno de los materiales presentes en la mezcla contaminada, evitando el rechazo de estos componentes. Así, existen copolímeros en bloque que poseen unidades monoméricas compatibles con cada plástico, como los copolímeros de Etileno y Propileno, usados para compatibilizar mezclas de Polietilenos con Polipropilenos. También existen “Polímeros funcionalizados», donde un plástico se copolimeriza con compuestos como el Anhídrido Maléico, grupos epoxi o ácidos acrílicos, que poseen alta polaridad y logran compatibilizar mezclas complejas, como las de Poliolefinas con Poliamidas o Poliésteres.

Aditivos: La potente ayuda en el Reciclaje

Los Agentes de Acoplamiento, un tercer tipo de compatibilizador, son sustancias altamente reactivas que contienen una parte orgánica y otra inorgánica, por lo que resultan ideales para mezclas de plástico con cargas, refuerzos, o cualquier sustancia inorgánica. Algunos de estos pueden compatibilizar materiales plásticos, pero son más usados en la compatibilización de cargas o refuerzos, y son menos comunes en el mercado específico del reciclaje. Se utilizan compuestos de Silanos, Titanatos, Zirconatos y Aluminatos.

Aditivos: La potente ayuda en el Reciclaje

Los compatibilizadores funcionan perfectamente en mezclas de dos polímeros; aunque se han probado en mezclas de tres materiales con resultados aceptables.

Reparadores de cadena

Estos aditivos son prácticamente específicos del Reciclaje. Están destinados a aumentar el peso molecular de los polímeros, en sentido contrario a lo que provoca la degradación durante su procesamiento: la disminución de las cadenas moleculares por degradación.

Los principales aditivos de este tipo son los “Extensores de cadena”, dirigidos a polímeros de condensación, como los poliésteres y las poliamidas.

Existen aditivos reticulantes, que se han experimentado para poliolefinas. Sin embargo, ambos aditivos son usados con menos frecuencia debido a que otras alternativas, como los compatibilizadores y los modificadores de impacto logran efectos similares a costos menores.

Antiolores

Uno de los inconvenientes más comunes en los residuos postconsumo usados en el Reciclaje es el mal olor que provocan los residuos, generalmente orgánicos, presentes en estos productos.

Para minimizar o eliminar estos olores se utilizan aditivos que funcionan en tres sentidos: los más sencillos son los “aromatizantes”, y consisten en sustancias que buscan contrarrestar los aromas desagradables con fragancias como vainilla, durazno y cítricos, de entre los más eficientes. Sin embargo, las concentraciones de aditivo llegan a ser muy elevadas, y se experimentan importantes mermas por la volatilidad de los aromatizantes. Además, no siempre se logra un efecto agradable para el usuario, aunque resultan más económicos que otras opciones.

Los “secuestradores” o “absorbedores” de aroma, que son aditivos capaces de atrapar o absorber las moléculas responsables del mal olor. Se utilizan compuestos como Zeolitas, Silicas y Carbón activado.

Una tercera opción es la de los “antiolores reactivos”, capaces de reaccionar con las moléculas que provocan el mal olor y convertirlas en compuestos no volátiles sin aroma. Se utilizan compuestos como el Ricinoleato de zinc y los oxiranos.

Existen antiaromas comerciales donde se combinan varias de estas opciones, como las mezclas de secuestrantes con aromatizantes.

Ayudas de proceso

Son aditivos de proceso que, como indica el nombre, facilitan el procesamiento, reduciendo la fricción con los componentes metálicos del equipo, disminuyendo la temperatura de plastificación y mejorando el flujo del polímero, evitando o minimizando así la degradación térmica y/o mecánica que el plástico experimenta durante su procesamiento. Son más usados en procesos de extrusión, por lo que resultan de gran ayuda en el reciclaje, en la etapa de pelletización del material.

Modificadores de Impacto

Las propiedades mecánicas de los plásticos se ven comúnmente afectadas por su procesamiento, uso y reciclado. De igual forma, las mezclas de polímeros no compatibles es otra forma de afectar las propiedades mecánicas del material. Los modificadores de Impacto son aditivos de naturaleza elastomérica que absorben y desvían la energía de impacto, cuando la pieza es sometida a un esfuerzo, restituyendo en parte las propiedades mecánicas perdidas por el plástico.

Materiales como los elastómeros de estireno, EPDM, EPR y los nuevos polímeros como POE y OBC se usan con este fin, especialmente en reciclaje de poliolefinas.

Otros

Algunos aditivos creados para materiales vírgenes tienen efectos positivos en el Reciclaje. Se han desarrollado, por ejemplo, grados de pigmentos con suficiente poder cubriente para lograr tonos de color atractivos que logran eliminar los tonos amarillentos, opacos u oscuros de la mayoría de los materiales reciclados.

Los abrillantadores ópticos, aunque costosos, han demostrado buenas ventajas al usarse en materiales reciclados, especialmente en grados blancos de la mayor pureza posible. Los absorbedores de humedad, desarrollados con el fin de suplantar al secado, han mostrado buena aplicación en materiales reciclados que contienen humedad residual debida al uso de agua de lavado.

Perspectivas

Utilizar aditivos en el proceso de Reciclaje no resulta sencillo. Cada lote de material reciclado, identificado no sólo por el tipo de polímero, sino por sus características como fluidez, densidad y propiedades, especialmente mecánicas, debe ser analizando desde un punto de vista técnico, para calcular el tipo y cantidad de aditivos que merece agregarse, a fin de que el material resulte idóneo para un uso específico, en un mercado o aplicación específica.

Otro aspecto igualmente importante es el costo. Cada aditivo agregado cuesta, y encarece el material dentro de un mercado que, como cualquier otro, puede ser particularmente sensible a los costos de los materiales.

El análisis de la “aditivación” de materiales reciclados debe realizarse por personal experto, no sólo en la ciencia de los polímeros plásticos, sino también en el análisis de costos. No todos los materiales reciclados merecen la pena de “aditivarse”, así como no todos necesitan del total de los aditivos antes listados.

Mercados emergentes, como el mexicano, pueden ser muy sensibles a los costos, pero México está más que preparado para el uso profesional de los aditivos en el mercado del Reciclaje, y varias empresas ya utilizan esta tecnología; quién quede a la saga verá limitado su mercado en un futuro próximo. Así que hay que estar preparado y adecuadamente capacitado para que los aditivos sean verdaderos auxiliares del Reciclaje.

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