Resumen: A medida que el mundo se acerca cada vez más a una economía verdaderamente circular, los fabricantes se ven presionados para convertir los residuos plásticos en materiales funcionales. Sin embargo, esto plantea una serie de retos en cuanto a los procesos. Las ceras oxidadas especiales son capaces de superar algunos de esos retos.
Durante la última década, la economía circular ha pasado de ser una teoría técnica a convertirse en una realidad industrial. La participación se ha convertido en una necesidad, ya que los fabricantes se enfrentan a una presión cada vez mayor para incorporar materiales reciclados postconsumo (PCR) y de origen biológico en sus cadenas de suministro. Sin embargo, los retos que esto plantea son muchos y variados. Uno de los más importantes es el hecho de que los materiales reciclados no se comportan de la misma manera que sus homólogos vírgenes.
Superar las diferencias en el comportamiento a menudo se reduce a los materiales utilizados en el procesamiento. Las ceras especiales, y más concretamente las ceras oxidadas, representan una solución avanzada en ingeniería química capaz de salvar la brecha entre el rendimiento de los materiales y la sostenibilidad.
Aunque la mayoría de los fabricantes están familiarizados con las ceras estándar de parafina o polietileno, muchos están empezando a conocer las ceras oxidadas especiales. Cuanto más aprenden, más se convierte la cera oxidada en la solución ideal para integrar resinas y otras materias primas más sostenibles.
Cera oxidada: conceptos básicos
Las ceras oxidadas comienzan como ceras sintéticas tradicionales, como el polietileno de alta densidad (HDPE). Estas ceras sintéticas se manipulan mediante oxidación. Al introducir grupos de oxígeno, normalmente ácidos carboxílicos y ésteres, en la cadena de polímeros, obtenemos polaridad en la cera. Esto supone un cambio enorme en cuanto a la forma en que las ceras interactúan con otros materiales.
Las ceras sintéticas estándar son apolares. No interactúan bien con nada que no sean plásticos simples. Sin embargo, las ceras oxidadas se adaptan más fácilmente a superficies polares, incluidos metales y pigmentos. Y lo que es más importante, las ceras interactúan bien con los grupos funcionales degradados típicos de los plásticos reciclados.
Por qué marca la diferencia
La capacidad de una cera oxidada para interactuar adecuadamente con los plásticos reciclados supone un gran cambio para la economía circular. Si no está seguro de por qué, piense en uno de los mayores problemas que plantea la integración de polímeros reciclados: cada vez que se recalienta y se extruye un plástico, algunas de sus cadenas de polímeros se rompen, lo que provoca un flujo de fusión inconsistente y una degradación de las propiedades mecánicas.
Las ceras oxidadas abordan este reto de dos maneras:
- Lubricación: las ceras oxidadas pueden utilizarse como lubricantes de alta eficiencia que reducen la viscosidad del polímero fundido. Esto permite que las resinas recicladas fluyan libremente incluso a temperaturas y presiones más bajas.
- Consistencia: las ceras oxidadas también mejoran la consistencia de las superficies acabadas. Esto se consigue gracias a una mejor dispersión de los contaminantes, lo que reduce las imperfecciones del servicio y crea acabados que rivalizan con el plástico virgen.
Las ceras oxidadas también pueden utilizarse como puente entre materiales diferentes, algo importante para el diseño circular. Si se intenta combinar materiales como biopolímeros y poliolefinas tradicionales, es posible que no se adhieran bien. Una cera oxidada cambia las reglas del juego.
La oxidación crea una cera con extremos polares y no polares. Actúa como agente de acoplamiento que mantiene unidos materiales diferentes. Estabiliza la interfaz para evitar la delaminación y mejorar la integridad estructural. El producto final es tan bueno como uno fabricado con materiales vírgenes, aunque contiene una cantidad significativa de material reciclado.
3 Aplicaciones prácticas en la fabricación circular
En teoría, es fácil explicar cómo las ceras oxidadas benefician a la economía circular al permitir a los fabricantes utilizar más material reciclado. Pero, ¿cómo se traduce esto en la práctica? ¿Cómo funcionan las ceras oxidadas en la planta de producción? A continuación se presentan tres aplicaciones prácticas:
1. Reciclaje de PVC
El PVC es uno de los plásticos más utilizados en el mundo. Se puede reciclar, pero es sensible al calor. La cera de polietileno oxidada es esencial para superar este problema concreto al reciclar tuberías, ventanas y residuos de PVC.
Las ceras oxidadas evitan que el adhesivo termofusible se adhiera a las superficies metálicas del entorno de extrusión. Además, la introducción de cera oxidada en el momento preciso en que el polvo de PVC se convierte en una masa fundida evita la degradación térmica.
2. Recubrimientos y adhesivos a base de agua
Tradicionalmente, los recubrimientos y adhesivos utilizados para el envasado contenían compuestos orgánicos volátiles (COV) de los que ahora estamos tratando de prescindir. De hecho, la economía circular exige que se eviten los COV siempre que sea posible.
Afortunadamente, las ceras oxidadas pueden emulsionarse en agua. Los materiales resultantes se utilizan luego en envases de papel reciclable para proporcionar resistencia a la humedad y al deslizamiento. Los envases no absorben agua y los paquetes individuales no se pegan entre sí durante el transporte y la manipulación. Al mismo tiempo, no se compromete la capacidad de repulpa del papel.
3. Dispersión de pigmentos
Una de las desventajas de las resinas recicladas es el conocido tono grisáceo o amarillento que se produce como resultado de los repetidos ciclos de calor. Los fabricantes deben introducir grandes cantidades de pigmentos para contrarrestar el mal color. Se introducen ceras sintéticas para humedecer estos pigmentos. Las que tienen altos niveles de oxidación humedecen mejor, lo que garantiza que el color del producto acabado sea vibrante y uniforme.
Las ceras oxidadas sintéticas realizan una labor excepcional en la dispersión de pigmentos, incluso cuando el material base es principalmente PCR. A pesar de las inconsistencias del material, las ceras oxidadas cumplen con su función.
Hacer que los residuos vuelvan a ser funcionales
A gran escala, la economía circular no solo consiste en reducir los residuos. También consiste en recuperar los materiales de desecho y reutilizarlos en la fabricación. Se trata de volver a dar funcionalidad a los residuos. Pero devolver la funcionalidad a los materiales degradados es más fácil de decir que de hacer. Se necesitan conocimientos especializados y técnicas y herramientas más avanzadas.
Las ceras oxidadas son ideales para ayudar a convertir los residuos plásticos en material reutilizable. Son el intermediario entre las materias primas degradadas y recicladas y los productos comercializables de alto rendimiento. Son exactamente lo que necesitan sus procesos si tiene problemas con fracturas por fusión, adhesión inadecuada o dispersión deficiente.
No intente superar sus retos de fabricación añadiendo más plástico al problema. En su lugar, fíjese en las ceras oxidadas y lo que pueden aportar. Probablemente podamos ayudarle con ceras especiales adaptadas específicamente a las necesidades de su proceso.
Trecora se especializa en la fabricación de ceras sintéticas de alta precisión. Cada una de nuestras ceras sintéticas está diseñada para un entorno único y exigente. Le invitamos a echar un vistazo a nuestra cartera de productos especializados para obtener más información sobre cómo la cera oxidada ayuda a los fabricantes a aumentar su contenido de PCR sin sacrificar la integridad estructural, la durabilidad mecánica o el atractivo estético de sus productos acabados.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la mayor diferencia entre una cera sintética tradicional y una cera oxidada?
En una palabra, polaridad. Las ceras sintéticas estándar son apolares, mientras que las ceras oxidadas son polares.
¿Son las ceras oxidadas mejores que las ceras estándar para trabajar con plásticos reciclados?
Los plásticos reciclados suelen contener impurezas polares como resultado de ciclos térmicos previos. Mientras que las ceras estándar pueden separarse, las ceras oxidadas mantienen unidas las cadenas inconsistentes de una resina PCR. Por lo tanto, sí, son mejores.
¿Las ceras oxidadas afectan a la reciclabilidad futura?
Las ceras oxidadas no solo no perjudican la reciclabilidad futura, sino que a menudo la mejoran. Por su naturaleza, las ceras oxidadas no son contaminantes. También mejoran la integridad estructural, lo que permite reciclar los plásticos varias veces.
¿Las ceras oxidadas pueden mejorar la liberación del fundido?
Sí. Los grupos polares de una cera oxidada forman una capa protectora microscópica que supera la naturaleza pegajosa del fundido reciclado.
¿Se pueden utilizar ceras oxidadas en la fabricación de envases que entran en contacto con alimentos?
Siempre que la cera oxidada se fabrique de acuerdo con la FDA y otras normativas pertinentes, sí. Sin embargo, el índice de acidez debe ajustarse a la aplicación del envase.
