GREENFILS – DESARROLLO DE HILOS 100% BIODEGRADABLES FUNCIONALIZADOS MEDIANTE EXTRUSIÓN REACTIVA

I + D / Nanotecnología aplicada a materiales textiles. Desarrollo de fibras, hilatura y tejeduría

GREENFILS – Desarrollo de hilos 100% biodegradables funcionalizados mediante extrusión reactiva.

Fecha: 2019

MOTIVACIONES

A principios del tercer milenio, la población mundial era aproximadamente de 6.000 millones de personas, esperando alcanzarse los 10.000 millones a mediados del siglo XXI. El crecimiento exponencial de la población implica un aumento en la demanda de recursos, tales como energía, comida, agua y materias primas, lo que supone un incremento de la contaminación y el agotamiento de los recursos limitados como, por ejemplo, los combustibles fósiles. Los materiales poliméricos de origen fósil son conocidos desde hace casi un siglo y presentan un campo de aplicación muy amplio, que abarca desde el sector del embalaje hasta la medicina, por lo que juegan un papel muy importante en la calidad de vida de nuestra sociedad.

El principal problema de los polímeros sintéticos es su carácter no biodegradable y no renovable, lo que implica la generación y acumulación de residuos difíciles de gestionar. Además, durante su obtención, se emiten gases y partículas contaminantes a la atmósfera. Por tanto, en una sociedad con creciente preocupación por el medio ambiente, la posibilidad de obtener productos a partir de fuentes sostenibles y completamente compostables al final de su vida útil es un apasionante y atractivo reto (Figura 1).

Figura 1. Ciclo de vida de los polímeros biodegradables.

Figura 1. Ciclo de vida de los polímeros biodegradables.

 

OBJETIVOS

El objetivo principal del proyecto GreenFils es la obtención de hilos 100% biodegradables, modificados químicamente mediante extrusión reactiva, con mejores propiedades mecánicas y térmicas que los polímeros originales. Para ello, se plantean los siguientes objetivos específicos:

1.Extrusión monofilamento de polímeros biodegradables/compostables, PLA y PHB.

  • Extrusión de cinta plana para realizar estudios de compostabilidad de PLA y PHB. Comparativa entre PLA, siendo comercial, y PHB.
  • Extrusión multifilamento de los polímeros PHB y PLA (escala piloto).
  • Extrusión multifilamento de los polímeros PHB y PLA (escala semi industrial).

2.Extrusión reactiva de PHB y PLA con el objetivo de mejorar sus propiedades térmicas y mecánicas.

  • Extrusión reactiva de PHB para aumentar su temperatura de degradación y facilitar el proceso de hilatura.
  • Extrusión reactiva de PLA para aumentar su temperatura de reblandecimiento (VICAT) de 60°C a 90°C, lo que amplía su rango de aplicaciones.
  • Extrusión monofilamento y multifilamento de los nuevos polímeros funcionalizados.

 

RESULTADOS ESPERADOS

El proceso tradicional de extrusión, basado en la mezcla física de sus componentes, es definido como una mezcla simple, de dos o varios componentes, en ausencia de reacción química. Normalmente, la mezcla física entre diferentes componentes da lugar a una baja interacción entre fases y, por consiguiente, los composites obtenidos no presentan las propiedades físico-mecánicas esperadas, resultado de la combinación de ambos componentes, lo que limita considerablemente su rango de aplicación. Por tanto, la mayoría de materiales obtenidos a partir de mezclas de biopolímeros, así como composites, requieren una mayor compatibilización entre sus fases.

Por tanto, gracias a la extrusión reactiva, se pueden obtener materiales estables e irreversibles, con diferentes funcionalidades incorporadas en su estructura, a través de la interacción covalente entre la matriz polimérica y agentes compatibilizantes, monómeros y/o nanopartículas inorgánicas. Concretamente, la incorporación de nanopartículas metálicas, tales como titanio, aluminio o silicio, así como la modificación superficial mediante grafting, empleando alcóxidos metálicos como precursores, mejora las propiedades mecánicas y térmicas de los biopolímeros/composites, lo cual es debido, principalmente, a la sinergia creada entre ambos componentes. Por tanto, la obtención de biopolímeros estables, funcionales e irreversibles facilitará su proceso de hilatura, lo que amplía su campo de aplicación y mejora su competitividad en el mercado.

 

Este proyecto cuenta con el apoyo de la Conselleria d’Economia Sostenible, Sectors Productius, Comerç i Treball de la Generalitat Valenciana, a través del IVACE.

EXPEDIENTE: IMAMCI/2019/1

MÁS INFORMACIÓN EN EL PLAN DE ACTUACIÓN 

Información adicional

  • Año: 2019

  • Estado: En ejecución

  • Entidad: IVACE
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