Novedades en aditivos y ayudas de procesamiento para la industria plástica

Novedades en aditivos y ayudas de procesamiento para la industria plástica

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Hoy en día el ser humano interactúa con un sinnúmero de artículos, objetos o herramientas hechos parcial o totalmente en plástico. Gracias a las particularidades de las propiedades físico-químicas de los polímeros, la lista de objetos fabricados en plástico se encuentra en vertiginoso aumento. Por otra parte, una gran cantidad de materiales poliméricos se pueden emplear como resina base en la fabricación de un artículo plástico. Dicha versatilidad no tiene par en las otras familias de materiales. Sin embargo es importante mencionar que las piezas plásticas que utilizamos diariamente, además de la resina polimérica, contienen un coctel de aditivos absolutamente necesarios para facilitar su procesamiento y garantizar las propiedades del producto final.

Sin duda alguna, la gran diversidad de aplicaciones plásticas que el mundo conoce hoy en día no sería posible sin el concurso de los aditivos plásticos. Entre los diferentes tipos de aditivos utilizados en la industria plástica se encuentran las ayudas de procesamiento, que son de importancia capital en las operaciones de transformación del plástico. Las ayudas de procesamiento son aditivos que facilitan la transformación del material plástico en las diversas formas que requiere la aplicación final. Solo basta considerar la diversidad de formas de los materiales plásticos (desde botellas de agua gaseosa y bolsas de consumo hasta marcos de ventanas y carcazas de computadores) para comprender la importancia de las ayudas de procesamiento.

En el caso de un material termoplástico, por citar un ejemplo, los procesos de transformación requieren básicamente elevar la temperatura del plástico hasta llevarlo al estado fundido para luego darle forma en moldes o sistemas de calandrado. Las propiedades físico-químicas de cada polímero determinan el grado de dificultad de dichos procesos de transformación; en tal contexto, las ayudas de procesamiento mejoran las condiciones de transformación del polímero de tal manera que hacen los procesos de producción factibles tanto desde el punto de vista técnico como económico.

Los avances técnicos en términos de formulación de plásticos están íntimamente ligados con las innovaciones en ayudas de proceso. Es claro que el éxito de la formulación de un producto plástico depende completamente del proceso de mezcla entre la resina polimérica y el concentrado de aditivos. Normalmente, aquel proceso de mezcla se lleva a cabo durante los operaciones de transformación y formado de la pieza plástica. Lo anterior implica que los avances en el campo de mezcla de concentrados de aditivos representan, al mismo tiempo, progresos en el ámbito de las ayudas de proceso.

En tal sentido, Clariant lanzó al mercado recientemente un nuevo sistema de concentrados (masterbatches) líquidos, apto para casi todo tipo de resinas y procesos de transformación. El sistema de concentrados líquidos, llamado HiFormer, ha sido diseñado para aumentar la flexibilidad y el rendimiento de los diferentes procesos de transformación y formado de piezas plásticas.

El sistema de concentrados líquidos HiFormer ofrece un gran número de ventajas para la industria plástica, especialmente para los segmentos de empaque y bienes de consumo, ya que permite el empleo de un mayor rango de colorantes líquidos y aditivos en general. Con este nuevo sistema de concentrados, la coloración en polímeros translucidos y transparentes alcanza un nivel superior de calidad y eficiencia. Gracias a la adaptabilidad de las formulaciones de acople de aditivos y a los sistemas de dosificación de HiFormerse pueden concebir fácilmente nuevas posibilidades de diseño, en las cuales los cambios de coloración se realizan de forma rápida y sencilla, con la máxima flexibilidad y garantizando siempre una elevada reproductibilidad de la coloración definida.

El sistema de concentrados líquidos HiFormer es claramente una innovación particularmente significativa en el mercado de aditivos y ayudas de proceso, según el director de la unidad de Masterbatches de Clariant, Hans Bohnen. El sistema de concentrados líquidos HiFormer ofrece la mayoría de mezclas de pigmentos y aditivos del portafolio tradicional de Clariant. El espectro de aditivos está enfocado especialmente en los mercados de botellas PET, empaques de PE, PP y PS así como bienes de consumo de larga duración. El sistema de concentrados líquidos de Clariant se puede utilizar en acople con la mayoría de resinas termoplásticas y en medio de un amplio rango de procesos de transformación, incluyendo extrusión y moldeo por inyección o soplado.

Por otra parte, bajo la visión de ofrecer nuevas soluciones de pigmentación en comunión con las nuevas regulaciones –FDA, EU y China- entérminos de seguridad en productos plásticos, Clariant ha desarrollado dos sistemas de coloración solubles en plástico. Dichos sistemas de coloración se comercializan bajo la marca Solvaperm y hacen parte del portafolio de colorantes LHC (bajo contenido de halógenos, según sus siglas en inglés), cuyo contenido de bromo y cloro es inferior a 500ppm. Con el lanzamiento de esta nueva línea de colorantes de alta solubilidad en polímeros se ofrece, simultáneamente, una ayuda de proceso en las operaciones de mezcla y formado de piezas plásticas.

En el campo del procesamiento de termoplásticos, Milliken desarrolló el agente nucleante, Hyperform HPN-600ei, adaptado especialmente para las operaciones de termoformado y extrusión plana del polipropileno homopolímero Polychim grado HA31XTF. Hyperform HPN-600ei mejora considerablemente la estética del producto terminado gracias a una transparencia superior y una reducción importante del amarilleo en las piezas termoformadas.

La acción del nuevo agente nucleante de Milliken aumenta la temperatura de cristalización del polipropileno y reduce el tamaño de los esferulitos (estructuras cristalinas), lo que se refleja en una reducción del tiempo de ciclo (hasta en un 10%) y una mayor estabilidad dimensional, respectivamente. La utilización del nuevo agente nucleante de Milliken representa para los transformadores de polipropileno una clara oportunidad para obtener un producto de alta calidad (usualmente dirigido al mercado de empaques para comidas) basado, al mismo tiempo, en un proceso más rápido y económico. Adicionalmente, la incorporación de Hyperform HPN-20E en las referencias de polipropileno grado inyección es posible superar el efecto nucleante de los pigmentos, maximizar la producción y mejorar la calidad del producto final.

Entre los otros beneficios de esta línea de agentes nucleantes se encuentra la posibilidad de ajustar el coeficiente de expansión térmica linear, disminuir el tiempo de ciclo y eliminar el alabeo en la producción de piezas en polipropileno de aplicación automotriz (parachoques y paneles de instrumentación). Los agentes de nucleación Hyperform también son empleados en extrusión de perfiles para tuberías, donde es posible obtener mayor rigidez, buen acabado superficial y mejores condiciones de proceso.

Milliken también ha desarrollado agentes nucleantes para polietileno. Hyperform HPN-20E ha permitido extender aún más las aplicaciones de polietileno en el sector de empaques. Este agente nucleante incrementa la temperatura de cristalización del polietileno, lo que permite retirar la pieza del molde más rápidamente, reduciendo así el tiempo de ciclo e incrementando la productividad entre el 10% y el 20%. Hyperform HPN-20E es apto para la fabricación de películas de barrera, contenedores industriales, tapas y tubos extruidos en polietileno de alta densidad así como en polietileno linear de baja densidad.

Esta misma compañía lanzó recientemente el agente de clarificación Millad NX 8000, dirigido al mercado de empaques para alimentos en polipropileno. Los agentes de clarificación generalmente no se disuelven fácilmente en polipropileno y la eventual formación de aglomerados puede causar daños en la maquinaria de procesamiento. Millad NX 8000 es, por el contrario, de fácil procesamiento, lo que lo convierte en una ayuda de procesamiento.

La utilización del nuevo agente de clarificación de Milliken puede representar un incremento de hasta el 18% de la productividad, un ahorro energético cercano al 13% y una reducción del 10% en las emisiones de dióxido de carbono. Desde 2010, Milliken se ha enfocado especialmente en el desarrollo de agentes de clarificación para polipropileno que se puedan procesar a bajas temperaturas con el fin de mejorar la productividad y disminuir el consumo energético. Millad NX 8000 se perfila así como un agente de clarificación que permite obtener un polipropileno de alta claridad destinado a la fabricación de barquetas para alimentos.

En otro caso exitoso de utilización de Millad NX 8000, la compañía experta en equipos de extrusión SML, produjo para Kiefel películas de polipropileno en una línea de alta velocidad de extrusión aprovechando las facilidades de procesamiento que ofrece el agente de clarificación de Milliken. En estas líneas de extrusión se producen típicamente 1000kg/h de película, lo que garantiza que el consumo de energía por kg de película es muy bajo. SML diseñó para esta línea un rodillo de espaciamiento paralelo inteligente (Smart Parallel Gap) que asegura un espesor de película exacto y facilita el enrolle y desenrolle de la película.

El agente de clarificación Millad NX 8000 se perfila claramente como una ayuda de procesamiento para las resinas de polipropileno. Otra muestra de lo anterior es la nueva resina 80R90CD de Propilco (copolímero aleatorio clarificado) que ofrece un MFR (Melt Flow Rate) de 80, uno de los más altos de cualquier polipropileno clarificado en América Latina.

Gracias a las bajas temperaturas de procesamiento se puede incrementar la productividad de las operaciones de transformación, simplificar el diseño de los moldes y extender la vida útil de los mismos, así como reducir considerablemente los costos de energía. Por otra parte, con la utilización del polipropileno clarificado 80R90CD se pueden reducir los niveles de presión requeridos para el moldeo del mismo, lo que permite emplear unidades de inyección de tonelaje inferior. La relativa baja viscosidad del polipropileno 80R90CD facilita el diseño de las partes plásticas con paredes delgadas, tales como contenedores de alimentos, empaque de alimentos y artículos del hogar para almacenamiento.

Paralelamente, Milliken ha presentado Millad NX 8500E, una variante del agente de clarificación NX 8000 especialmente modificado para las aplicaciones de moldeo por extrusión-soplado de polipropileno. Millad NX 8500E simplifica de forma considerable la producción de botellas multicapa, ya que permite emplear el mismo grado de polipropileno para la capa externa e interna de la botella. La formulación especial de Millad NX 8500E mejora el brillo de la superficie interna y externa de la botella.

Esta característica es especialmente importante en productos como champús y detergentes, donde el empaque tiene un alto impacto en las decisiones del consumidor. Las tintas poliméricas ClearTint de Milliken son, por otra parte, un complemento ideal de la línea de agentes de clarificación Millad. A diferencia de la mayoría de pigmentos, ClearTint no son extractables y, por lo tanto, son aptos para las aplicaciones en contacto con alimentos.

Por su parte, el grupo químico Wacker, con base en Múnich, presentó recientemente un aditivo de alto desempeño para la mezcla y procesamiento de termoplásticos. Genioplast Pellet P plus disminuye la viscosidad y las propiedades de flujo de un compuesto polimérico, permitiendo que el compuesto sea procesado más eficientemente y a un costo inferior.

Adicionalmente, Genioplast Pellet P plus facilita la limpieza de los equipos de transformación y es un aditivo con aprobación para contacto con alimentos. Genioplast Pellet P plus es un aditivo a base de silicona en forma de pellets. Su ingrediente activo es una silicona linear de alto peso molecular no entrecruzada, mientras que el sistema de arrastre es humo de sílice. Ya que el humo de sílice es compatible con todos los termoplásticos, el aditivo puede ser empleado en la transformación de cualquier tipo de termoplástico. Genioplast Pellet P plus es fácil de dosificar y se incorpora directamente en el termoplástico, incluso en aquellos con refuerzos minerales.

El ingrediente activo de silicona mejora la dispersión de los rellenos y aumenta el índice de flujo (melt index), lo que hace más sencillo la transformación y formado de la pieza plástica. Esta ayuda de proceso reduce los costos de producción, aumenta la productividad y reduce el plástico residual.

En el área de procesamiento de PVC, Arkema ha lanzado al mercado sendas novedades en ayudas de procesamiento. Aquí resulta importante mencionar que el PVC es un polímero el cual sin el concurso de las ayudas de procesamiento no podría ser transformado en las diversas formas que conocemos hoy en día. Plastistrength 564 es una ayuda de proceso a base de meta-acrilato para la extrusión de PVC rígido. Este aditivo permite controlar la fusión del PVC y la elasticidad del fundido, al mismo tiempo que asegura una buena dispersión de los rellenos de refuerzo.

Esta ayuda de procesamiento resulta útil en la fabricación de bases para ventanas y paneles de construcción. Plastistrength 559, por su parte, es una ayuda de proceso a base de meta-acrilato para PVC rígido diseñado especialmente para láminas y perfiles de PVC con formulaciones de Calcio/Zinc. Por último, Plastistrength 560 y Plastistrength 566 están enfocados en el control de los procesos de extrusión/espumado de PVC, en los cuales se producen piezas de baja densidad gracias a una fina microestructura celular. Ambas referencias se utilizan en bajas dosis y garantizan una importante reducción de la tasa de PVC residual.

Finalmente, en el ámbito del moldeo reactivo de poliamidas, Brüggemann Chemical ha desarrollado un nuevo activador líquido que cumple con las normativas de regulación de sustancias químicas de la Unión Europea. Este nuevo sistema de activación, Bruggolen C235 no contiene pirrolidonas y se caracteriza por una elevada estabilidad térmica y alta reactividad. Este sistema de activación líquido se traduce en un aumento considerable de la eficiencia del moldeo reactivo de poliamida ya que el control de dosificación se puede hacer volumétricamente. Adicionalmente, las piezas de poliamida consolidadas con Bruggolen C235 exhiben una resistencia al impacto superior. La elevada estabilidad térmica de Bruggolen C235 garantiza una viscosidad constante y, por lo tanto, las mejores condiciones de procesamiento.

 

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