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Biomateriales –
Oportunidades de Desarrollo
de Mercados Específicos
FULLPLAST CHILE
25 de Julio de 2013
Introducción FKuR
Bioplásticos – conceptos básicos
Mercados específicos
Conclusión
Resúmen
Historia
Fundada en 1992 como “Forschungsinstitut Kunststoff und Recycling”
Instituto de I & D para Plásticos y Reciclaje
(en cooperación con la Universidad Politécnica Niederrhein, Alemania)
Desde 2003 como FKuR Kunststoff GmbH
en cooperación con el Fraunhofer Institute, Alemania con especialización en
investigación de materiales y desarrollo de bioplásticos
6 socios, todos trabajan en la empresa
Desde Septiembre de 2009 oficina de ventas en Cedar Park, Texas/EE.UU.
Desde Noviembre de 2011 distribuidor exclusivo del PE Verde de Braskem en
Europa y compuestos propios a base de Green PE – Terralene®
PLA PHA PBAT PBS CA Bio-PE
Materia prima bio (muchas veces díficil de procesar en maquinaria convencional)
BIO-FLEX® BIOGRADE® FIBROLON® TERRALENE®
Compuestos ‘bio‘ fáciles de procesar
Compounding
Modificación de biopolímeros
Introducción FKuR
Bioplásticos – conceptos básicos
Mercados específicos
Conclusión
Resúmen
Resumen biopolímeros
Materia prima renovable
Materia prima petroquímica
no bio-
degradable
Bio-
degradable
Bio-PE, Bio-PA,
[Bio-PET, Bio-PP]
Plásticos convencionales,
por ejemplo PE, PP, PS, ABS
etc.
Almidón, PLA,
PHA, CA
PBAT, PBS
Bio-Flex® ; Biograde®
Bioplásticos - Definición
Definición de acuerdo con European Bioplastics: Bioplásticos pueden ser
Basados en recursos renovables y biodegradables;
Basados en recursos renovables pero no biodegradables;
Basados en recursos fósiles y biodegradables.
Plásticos biodegradables (fuente de carbono fósil o renovable)
Ofrecen una ruta alternativa de gestión de residuos
Plásticos de origen vegetal (biodegradables o no)
Reducen emisiones de CO2 y ayudan a ahorrar recursos fósiles
Introducción FKuR
Bioplásticos – conceptos básicos
Plásticos biodegradables (compostables)
Plásticos biobasados (vegetales, biogénicos)
Mercados específicos
Conclusión
Resúmen
Plásticos biodegradables
Plásticos biodegradables (fuente de carbono fósil o renovable)
“Biodegradación es un proceso biológico en el cual materia orgánica
es degradada por microorganismos (fungos, bacterias) resultando
finalmente en água, CO2/metano, energia y biomasa.”
Mediante la medición del porcentaje y volumen CO2 o CO2+CH4
emitido se puede detectar la cantidad de substrato de carbono
utilizada por los microorganismos.
Pero: No hay un período de tiempo definido para la biodegradación.
Plásticos compostables
Plásticos compostables (plásticos biodegradables a condiciones de compostaje industrial)
Normas internacionales: ASTM D 6400 (US), EN 13432 (EU)
„Compostable“: Material biodegradable certificado – que es convertido en compost, por ejemplo
en plantas de compostaje industrial, en un período de tiempo definido.
Requisitos de la norma EN 13432 (ASTM D6400)
Caracterización química Publicación de todos los ingredientes, valores límites para sustancias
peligrosas.
Ensayos de biodegradabilidad Escala laboratorio:demanda de oxígeno y desarrollo de CO2: hay que
evidenciar que como mínimo el 90% del material orgánico son
convertidos en CO2, H2O, sales y biomasa (en 180 días).
Ensayos de degradabilidad En campo en planta piloto (o planta en campo): no pueden ocurrir efectos
negativos en el proceso de compostaje: 90 % de fragmentos < 2 mm
(después de 12 semanas)
Ensayos de ecotoxicidad El efecto del compost sobre el crecimiento de plantas,
• Normativas
EN 13432:2000 Packaging:
“Requirements for packaging recoverable through composting and biodegradation –
Test scheme and evaluation criteria for the final acceptance of packaging”
EN 14995:2006 Plastics:
“Evaluation of compostability”
ASTM D 6400-04 Compostable plastics
ISO DIS 17088 Compostable plastics
Plásticos compostables
GreenPla certification
scheme
EN 13432 EN 13432 ASTM D6400
EN 13432 EN 13432 ASTM D6400
Norma
Noruega
Avfall Norge
Logotipo
Japón Finlandia USA Bélgica Alemania Localización
JBPA Jätelaito-syhdistys (FSWA )
BPI/USCC AIB Vincotte DIN CERTCO / European Bioplastics
Organi-zación
Esquema de certificación para compostabildad
Certificación
“Aditivos oxo & orgánicos“
Aditivos oxo:
Aditivos oxo promueven la escisión de cadenas de polímeros, cortando el
polímero de manera que se degrade en partículas pequeñas (fragmentos).
Aditivos orgánicos:
Los aditivos orgánicos pueden biodegradarse en pocas semanas. Pero el
resto de 95% hasta 99% de los polímeros tradicionales sólo fragmentarán
en partículas de polímeros apenas visibles.
Aditivos foto degradables:
Basados en metales de transición que promueven la oxidación y la
degradación de cadenas cuando expuestos al calor y luz (foto degradable).
Comportamiento de degradación de plásticos “oxo-degradables”
Biodegradabilidad completa no ha sido comprobada científicamente hasta el
día de hoy.
Pre-calentamiento no es efectivo para alcanzar biodegradación en un
período de tiempo razonable.
Plantas de compostaje no tienen instalaciones para pre-tratamiento.
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Time (days)
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tio
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EPI 1cellulose 1EPI 2cellulose 2EPI 3cellulose 3
Evolución de CO2
en substrato a 58 °C
PE con aditivos sin calentamiento
PE con aditivos calentado a 75° por 26 días
PE con aditivos calentado a 90° por 26 días
Referencia positiva
(celulosa)
“Aditivos oxo & orgánicos“
Fuente: European Bioplastics (BASF)
Productores de plásticos oxo-fragmentables :
‘Cumplimos con la norma ASTM D-6954-04’
Afirmación: plásticos pueden ser ensayados de acuerdo con ASTM D6954-04
para Plásticos que degradan en el ambiente por una combinación de
oxidación y biodegradación
PERO: ASTM D-6954-04 NO especifica tasas de degradación
Es un estandard de guía en como ensayar degradación de plásticos
por medio de oxidación térmica o foto-oxidación
Los criterios de biodegradación se encuentran en la ASTM D6400
Fuente: www.astm.org/Standards/D6954.htm
“Aditivos oxo & orgánicos“
Cifras
La capacidad de producción global
de bioplásticos está en crecimiento
2009: 249.000 toneladas,
mayoritariamente
biodegradables
2016: aprox. 5.779.000
toneladas, mayoritariamente
biobasadas
La capacidad se triplicará hasta
2016 desde el punto de vista de
hoy
Introducción FKuR
Bioplástics – conceptos básicos
Mercados específicos
Conclusión
Resúmen
Agricultura & Horticultura
Film de acolchado del suelo – Bio-Flex®
Compostable de acuerdo con EN 13432
Alta resistencia a la propagación de la rotura (film entre 12 µ y 120 µ)
Rendimiento de cosecha comparable a PE, cosecha reconocida ecologicamente
Aplicaciones amplias (ensayado en campo abierto: hinojo, apio, piña, plátano, fresas, sandia, pepino,
pepinillo, calabacín, calabaza, lechuga, flores, etc. ensayado en invernadero: tomate, pepino, pimiento,
berenjena, lechuga, etc.…)
Excelente relación entre degradación y performance
Agricultura & Horticultura
Aplicaciones en horticultura – Bio-Flex®
Clips inyectados – cuando la planta crece, estos clips se caen al suelo y
se entierran
Combinación entre rigidez y elevada elasticidad
Soportes de nuevas plantas
Fuente: GIRO
Envases & Embalajes
Embalajes multicapa con resistencia química
Impresión sin tratamento corona
Termoconformado – flexible y elástico, brillo de
la superfície, tacto agradable
(tiempos de ciclo comparable a PP)
Catering
Moldeo por inyección
Inyección de pared delgada, adecuado para espesores de 0,35 mm
Excelente transparencia
Catering
Propiedades mecánicas comparables a PS con temperatura de
reblandecimiento de 115 °C (Vicat A)
Moldes ABS y PS
Bolsas compostables
Bolsas para p. ej. recogida de basura orgánica
– compostables de acuerdo con EN 13432
Flexible y altamente extensible, propiedades comparables a PE-BD y
PE-AD
Hasta 8 µm espesor de film
Resistentes al água
Film para aplicaciones higiénicas
Film exterior de pañales:
“Soft Touch” natural sin textura especial
Respirable pero resistente a líquidos
Más valia
Envases para cosméticos
Bio-Flex® & Biograde®:
Combinación entre extrusión & inyección posible
Elevado brillo y resistencia al rayado
Resistencia química
Envases para cosméticos
Terralene®
Procesado y propiedades como PE convencional (base ‘Green PE’)
Elevado contenido de recursos renovables
Certificado para contacto con alimentos
Resistencia química
Envases para cosméticos
Terralene®
Excelente resistencia a fractura blanca
Propiedades mecánicas como PE-LD
Máximos requisitos ópticos posible
mediante compounding,
pero no mediante mezcla seca
En cooperación con:
Biograde®
Premio ‘Bio Material of the year 2008’ Ritter Pen
Brillo y resistencia a los rayados
Cortos ciclos de inyección
Utensilios de escribir y objetos escritorio
Fuente: FUJITSU
Periféricos informáticos
Inyección con canal caliente
Procesado en moldes convencionales
(posible ABS, PS)
Elevada temperatura de termodeformación
Maletín de envases cosméticos
Todos las aplicaciones disponibles
en el mercado
Múltiples procesos de producción
Resinas hechas por FKuR
Introducción FKuR
Bioplásticos – Hechos & cifras
Mercados Específicos
Conclusión
Conclusión
Los bioplásticos ya se han establecido en una variedad de aplicaciones y
mercados.
Combinar diferentes bio resinas puras mediante compounding amplia el
espectro de aplicaciones y la procesabilidad de los bioplásticos
El contenido en recursos renovables se torna cada vez más importante
Para aplicaciones de corta vida útil, compostabilidad juntamente con
recurso renovable serán importantes
Para aplicaciones de vida útil más prolongada, el foco será el contenido en
recursos renovables (no la compostabilidad)
Muchas gracias por su atención
Sandra Pazes
FKuR Kunststoff GmbH
Siemensring 79
47877 Willich | Germany
www.fkur.com