plastico cita marta...
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Nanotecnología aplicada al envasado
de alimentos
INGENIERÍA BIOLOGÍA
QUÍMICA FÍSICA
NANOTECNOLOGÍA
NanotecnologíaLa nanotecnología consiste en el diseño caracterización, producción y aplicación de estructuras, dispositivos y sistemas mediante el control del tamaño y la forma a una escala nanométrica (10-9 m).La nanociencia es el estudio de los fenómenos y la manipulación de materiales a escala atómica, molecular y macromolecular, a las que las propiedades difieren significativamente de éstos a mayor escala.(Royal Society, 2004)
Escala nanométrica(0.2 – 100 nm)
Enlace C-C
0.15 nm
Hélice α
0.50 nm
Nanotubo de carbono
1 nmAlbúmina
8 nm
Membrana celular
10 nm
Nanocable típico
10 nm
Virus VIH
90 nm
Eritrocito
8 μm
Cabello humano
80 μm1 micra = 1000 nm
Dos tipos de nanotecnología
Dispersión coloidalMétodo ascendente
Químicos
Desgaste o moliendaMétodo descendente
Físicos
Miniaturización. Consiste en reducir los componentes y estructuras de mayor a menor.
Este tipo de nanotecnología es la más desarrollada hasta el momento.
Autoensamblado. Consiste en crear de menor a mayor, partiendo de una estructura muy pequeña.
Es el futuro de la nanotecnología.
Porque… …..Aumenta exponencialmente la superficie de contacto.
Actividad
Cambio de las propiedades.
Ej. Tamaño varia el color
La copa de Lycurgus (Egipto siglo IV a.c.): vidrio de sílica con nanoparticulas de plata y oro de ~70 nm
Las nanoparticulas tienden a agregarse y forman sistemas de mayor tamaño.
Esferas o partículas con todos los ejes nano
Nanoparticulas con dos ejes de tamaño nano ---- > tubulares
Nano fibras inorgánicas, nanotubos etc.
NANOGRAFENO
Nanoparticulas de Mg(OH)2
Pintura con nanopartículas para prevenir la corrosión
Cristal termocrómico para regular el calor
Diodos orgánicos (OLEDS) como emisores de luz
Película fotovoltaica que convierte luz en
electricidad
LEDs en lugar de tubos de luz
Cristales anti-manchas de lluvia
Menús “electrónicos”
Nanotubos para portátiles
Tejidos anti-manchas
Materiales piezoeléctricos
anti-vibraciones
Prótesis de materiales
biocompatibles
Cuadros ligeros y fuertes
Celdas de combustible para móviles y coches
Capas magnéticas como memorias de
datos
Aplicaciones reales de la Nanotecnología
Aplicaciones de la NanotecnologAplicaciones de la Nanotecnologíía a en Envasado de Alimentos.en Envasado de Alimentos.
Antibacterias y antihongos.Permeabilidad gasesFiltro-UVModificadores de las propiedades mecánicasOtras aplicaciones de la Nanotecnología en plástico:– Modificación conductividad eléctrica– Aplicaciones como anti-estático– Modificación conductividad térmica– Anti rayado
Antibacterias y antihongos.
Basado en Ag, ZnO activo.
PVC: 0.02-0.05 %Goma: (0,1-0.2 %)PP; PP-EPDM: (0.05-0.25 %)PU: 0,1-0.5 %
95 - 99.9999 % eliminación
Coste:
Menos de 5 cts € por Kg de producto final
Permeabilidad a gases
Nanoarcillas , Mg(OH)2, grafeno
Filtro UV.0
1
2
3
4
5
6
200 400 600 800 1000
Abor
banc
ia
Longitud de onda(nm)
UV coloide ZnO (0.6%)
Dilución 0.1:10
Dilución 0.5:10
Dilución 1:10
1 Uv protector.
Filtro UV, ZnO o TiO2
2 Protección del color frente a la absorción de la luz
Modificación de las propiedades mecánicas
M. ElásticoN/mm2
LDPE Dow 162,428LDPE + 7,5% graphene + 7,5% CaCO3 Prec. 282,304
Modificación del módulo elástico75 % aumento
No hay problemas de fluidez
Fáciles de adicionar
Composites de polímeros económicos y de polímeros biodegradables y procedentes de fuentes naturales.
PLA Almidón PBT Celulosa
HDPE
HDPE +15 % Gr
Composites con 0,25 % grafeno
Módulo elástico PA12
Módulo elástico PA12
Plástico técnico
Reducción del material empleado
HDPE14 gr.
HDPE10,5 gr.
Botella de PE
Aplicaciones en diferentes empresas.Sigma alimentos Damm estrella
Barrera CO2 y O2
Reducción de peso y coste
0
1
2
3
4
5
6
200 400 600 800 1000
Abo
rban
cia
Longitud de onda(nm)
UV coloide
Dilución 0.1:10
Dilución 0.5:10
Dilución 1:10
Reducción de grasas
Liberación controlada aditivos
Protección reducción UV Permeabilidad.
Los errores nos ayudan a aprenderHan existido errores en el pasado con otras tecnologías que nos tienen que enseñar a aprender:
– Industria de semiconductores (metales, disolventes)– Productos químicos (PCB, DDT, Freon)– Aplicación de productos naturales (cloro, asbesto)– Transporte, energía (polución, calentamiento global,
residuos nucleares)En función de como se enfoque el nacimiento de una tecnología los enfoques a largo plazo pueden ser muy importantes. Si no se enfoca la nano con una vision medioambiental, los riesgos en un futuro cercano de uso masivo pueden ser elevadosEs necesario introducir un factor medioambiental en las tecnologías emergentes. La nanotecnología no debe ser una excepción.
Hueco en la capade ozono
What – Me Worry ?
NORMATIVA EUROPEA PROHIBIDO CONTACTO DE NANOPARTÍCULAS NO
NATURALES CON ALIMENTOS
SOLUCIÓN
ENVASES MULTICAPA
10+9 (millones de....)
GRACIAS
Aplicaciones en anti-estáticoGoma
Migration surface
Ahora Polyethylen glycol Ester 8 phr
Increase phr Problems --------
avanSTATICavanSTATIC rubber Complex solid formulation based on using SiO2 nanoparticles functionalized with
organometallic compounds.DOSAGE (1-6 PHR)TYPICAL FORMULATION 2.5 phr NBR
Resistance obtained (5 MOhm)
avanSTATIC plasticLiquid based on ester of polyethylene glycol modified with nanoparticles.
DOSAGE (5-10 PHR)TYPICAL FORMULATION 8 phr NBR
Resistance obtained (1 Mohms)
Modification in the mechanical properties don´t appear.
Usefull in:PVCPUR and foam PUPoly-ester resin with SIO2
Conducting composites
Conductive polymer composites consist of a polymer in which the internal material is formed by carbon structures.
There are many types of carbon product that appears inside this composites; graphene,
graphite,carbon fiber and carbon lack.
15 %CF + 0%G
15 %CF + 10%G
15 %CF + 35%G
Percolation is the goal, with minimun use of carbon structure
Dispersion and distribution are the secrets
Dispersion
Carbon additivesCarbon nanotubes 3-5 % very expensive (80-100 € per kg)
Nanographene 5-8 % less expensive under development (20-60 €/kg)
Black carbon 12-20 % (conducting– 9-40 €/kg)
advantages:With the right dispersion you can obtain a very good result, with low dosage of nano….
Percolatión
PA 6, and graphene. 6 % 10.000 ohm/cm resistance
Graphene.Properties•As of 2009, graphene appears to be one of the strongest materials ever tested. Measurements have shown that graphene has a breaking strength 200 times greater than steel, a bulk strength of 130GPa.
•Exceptional electrical conductivity 20.000 S/cm
•Enormous thermal conductivity (more than 5300 W/mK)
•Superficial area (aprox 2675 m2/g)
•Easy to be superficial modified
•Very easy to disper in solvent and plastic
•elevated amount in composites (40 -50 % easily)
Thermal application
Introducing small amoung of graphene you can obtain better results
PE < 0,4 W/mK
Modified with graphene 0,4-5 W/mK and moreeee
- HDPE 3494 Thermal conductivity 0.32 w/mK - HDPE 3494+5% nanographene . Thermal conductivity 0.522 w/mK -HDPE 3494+15% nanographene. Thermal conductivity 1.078 w/mK-HDPE 3494+20% nanographene. Thermal conductivity 1.978 w/mK-HDPE 3494+25% nanographene. Thermal conductivity 2.896 w/mK
PP metalizePP metalize as replacement of
ABS. (modified the surface of the plastic matrix)PP--- 1,2 €/kgAbs 2,4 €/kg
Our products can be use even in restricted sector as the aeronautic one in thermoplastic polymers such as PP and PLA, in composites, fabrics
Federal Aviation Authority y The European Aviation Safety Agency (FAA & EASA). FAR 28.853 (Federal Aviation Regulation) Appendices F
- Flammability Test (Part I, section (b), subsection 4)- Heat Release Rate Test, Also known as OSU test (Part IV)- Smoke Density (Part V).
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