Avances en resinas para empaques rígidos

El último año ha traído grandes novedades en materiales para empaque rígido. El polipropileno sigue dominando los avances tecnológicos, con opciones cada vez más livianas y eficientes, y en aplicaciones de mayor claridad. Hay aplicaciones de copoliésteres y copolímeros de alto desempeño que pueden ser la solución en productos de alto valor agregado, y los grados con mayor resistencia química le ganan al plástico nuevos terrenos que pertenecían antes a otros materiales de empaque. Las ofertas en materiales biodegradables o biobasados también ganan perfil en aplicaciones comerciales.

Cada vez más claridad
El PP sigue creciendo en aplicaciones de empaque, particularmente porque es efectivo en costos, tiene baja densidad, muestra un excelente balance entre rigidez y resistencia al impacto, a la vez que tiene excelente resistencia térmica y química. Sus propiedades organolépticas lo han hecho el material seleccionado para varias aplicaciones de empaque. Adicionalmente, algunos estudios de análisis de ciclo de vida muestran que la huella ambiental del polipropileno es muy favorable en comparación con otros materiales de empaque.

Para que el propileno se pueda emplear en aplicaciones donde la claridad es un criterio importante, existen los agentes clarificantes. Milliken lanzó en la feria K 2007 su Millad NX8000, que se probó entonces con éxito en aplicaciones de inyección y extrusión soplado de PP. De acuerdo con la empresa, en épocas recientes se ha demostrado además que es apropiado en aplicaciones de inyección-soplado, lo que permite tener envases de alto valor agregado, en aplicaciones cosméticas, farmacéuticas y de botellas para bebés. El proceso permite tener piezas de mayor precisión dimensional, así como mejor reproducción de los detalles del molde, con lo que se puede obtener mejor brillo y claridad. En láminas de 1 mm de espesor, las aplicaciones de PP clarificado han registrado un porcentaje de "haze" (luz difusa) de 2%, y en aplicaciones de 2 mm, de 7%, de acuerdo con la empresa. Esto abre interesantes posibilidades para el PP en reemplazo de resinas más costosas, como el PET o el PC. Otras ventajas del agente clarificante son que incrementa las propiedades mecánicas, gracias al efecto de cristalización en el polímero, y que está aprobado por la FDA para el contacto con alimentos.

Lyondell Basell
ha anunciado la disponibilidad de un copolímero de PP para extrusión-soplado e inyección-soplado que sería capaz de equiparar la claridad y el brillo del PET. Se trata de la resina Metocene RM2231, y la empresa ha logrado demostrar que en una placa moldeada por inyección de 1 mm de espesor, sólo se tiene un índice de "haze" de 4%, mientras que en los grados convencionales de alta claridad los niveles estarían entre 6% y 10%. Se ha determinado que los nuevos grados extruidos podrían remplazar botellas de PET moldeadas por inyección-soplado, reduciendo el peso y el costo. La resina, producida en Europa, está disponible globalmente.

Sube el desempeño
Sabic introdujo en Europa su nueva línea de PP CPC Clearpact, que combina la transparencia de un copolímero random con la resistencia al impacto de un copolímero de bloque. El grado CPC35C está diseñado para moldeo por inyección, y de acuerdo con la empresa no presenta blanqueamiento por estrés, mientras que ofrece una buena resistencia al choque y una buena resistencia a la carga impuesta en el tope superior, manteniendo una transparencia satisfactoria. Se puede utilizar para llenado en caliente, en aplicaciones a altas temperaturas y puede ser desmoldeado fácilmente para aplicaciones de moldeo de alta velocidad. De acuerdo con la empresa, se aplica en un amplio rango, que cubre desde pared delgada hasta productos para microondas.

También de Sabic es el grado PP FPH50, de la línea Flowpact, que de acuerdo con la empresa mejora la eficiencia en la producción y reduce significativamente el impacto ambiental de los empaques. "Debido a sus excelentes propiedades de flujo, el grado PP FPH50 puede ser moldeado a menores temperaturas", explica Diederik Goyvaerts, de mercadeo técnico de la empresa. "Esto resulta en ahorros energéticos hasta del 10%". Por su parte, el grado PP FPC55, para aplicaciones de pared delgada y envases, ha registrado velocidades de conversión hasta 15% superiores que los grados comparables en el mercado actualmente, mientras que la rigidez y la resistencia al impacto se mantienen a un nivel satisfactorio.

En un proyecto conjunto, las empresas alemanas Kautex, fabricante de equipos de moldeo por soplado, y BASF, produjeron envases a partir del Styrolux 3G 46, un copolímero de estireno-butadieno, a través del proceso de moldeo por extrusión. El producto, caracterizado por sus propiedades de alta rigidez y transparencia, permite trabajar a temperaturas de proceso inferiores y con menores tiempos de ciclo que otros materiales típicos de empaque, pero además es mucho más liviano comparado con el PET o PVC, según afirma su fabricante.

Resistencia química mejorada
La unidad de plásticos básicos de Dow Chemical, localizada en Houston, anunció que actualmente trabaja en dos grados de PEAD para moldeo por soplado, caracterizados por incrementar sustancialmente la resistencia a la corrosión química y ambiental de los grados uni- y bimodales disponibles hasta ahora para el moldeo de botellas y piezas de gran tamaño. Se trata de las resinas bimodales Dow Continuum EP y, según reporta la empresa, el índice de resistencia a la corrosión química es quince veces superior al de grados de PEAD unimodales estándar, y de tres a nueve veces mayor que el de resinas bi-modales competidoras. Esta capacidad de contener sustancias más agresivas abre un nuevo campo de aplicaciones para el envase de productos agrícolas, de cuidado del hogar y de químicos industriales. La resistencia mecánica es de 15% a 25% mayor que la de grados comparables, lo que puede traducirse en una reducción de cerca de 10% en el peso de envases de galón y medio galón. Las deficiencias asociadas con un hinchamiento pobre a la salida del dado, poca resistencia de flujo y ventanas de procesamiento angostas, típicas de otras resinas bimodales, se superarían con la nueva resina.

Basell Polyolefins también ha desarrollado un nuevo grado de PEAD de alta resistencia a la corrosión química, el Hostalen ACP 5231D, que superaría por tres veces el índice de PEAD equivalentes, con lo que podría reducirse el espesor. Normalmente, al incrementar la densidad del PEAD, la resistencia al ataque químico disminuye, pero la empresa ha logrado ajustar la distribución del peso molecular para alcanzar una resistencia muy superior a la de grados unimodales de la misma densidad. La resina, que se produce con el proceso avanzado de cascada propietario de la compañía, se produce en Europa y está disponible para la exportación.

Estética y desempeño en aplicaciones de alto valor
Kraton Polymers LLC lanzó el copolímero estirénico de bloque G1643, que puede compatibilizarse bien con PP en proporciones entre 10 y 40%, incrementando la claridad y la resistencia al agrietamiento. El objetivo es contar con una alternativa para reemplazar al PC, y puede procesarse en máquinas convencionales de extrusión o moldeo por inyección.

Eastman Chemical añadió recientemente a su línea de copoliésteres Tritán un nuevo grado médico para empaques. Se trata del grado Tritan MP100, apropiado para extrusión de lámina para termoformado. La resina, que no contiene agente desmoldante, ofrece alta resistencia al calor, por lo que puede someterse a temperaturas de esterilización sin problemas de alabeo o apelmazamiento. Esta capacidad mejora además la vida en anaquel del empaque, y de acuerdo con su fabricante, incrementa la velocidad a la que es posible hacer las pruebas de envejecimiento del empaque. Las propiedades serían similares a las del PETG.

Adelantos en bioplásticos
Una nueva mezcla de poliestireno de alto impacto (PSAI), con almidón termoplástico (TPS por su nombre en inglés, "thermoplastic starch"), constituye la oferta comercializada bajo el nombre de Terraloy BP-18003A por la nueva división de bioplásticos de Teknor Apex Co. El compuesto no es biodegradable, pero tiene un porcentaje de material renovable, y de acuerdo con la empresa es la primera resina que puede sustituir completamente al PSAI, sin perder propiedades en forma drástica como se había observado en mezclas anteriores, en las que el almidón actuaba únicamente como un relleno. No sería necesario cambiar de maquinaria para procesar la nueva resina. Este compuesto se suma a la oferta de TPS mezclado con PP y PELBD que ya se ofrece en la línea Terraloy de la empresa, y que se basa en tecnología de Cerestech Inc., compañía basada en Montreal, Canadá.

NatureWorks describió en una patente cómo incrementar la cristalinidad de bandejas termoformadas de PLA, para incrementar su resistencia al calor. La patente, registrada como U.S. Pat. Applic. 20080258357, describe el proceso de calentamiento de una lámina de PLA amorfo de 80 a 155°C, para obtener un nivel crítico de cristalinidad, y después el conformado de la lámina en un molde calentado por debajo de la temperatura de transición vítrea del PLA. La cristalinidad deseada se obtiene como una combinación de efectos entre la resina, un agente nucleante, la temperatura de la lámina y el tiempo de residencia en el horno. El proceso también puede usarse para formar lámina espumada de PLA.