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Presente y futuro de los plásticos. Reciclabilidad, y Biodegradabilidad

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BARPIMO : Reciclado, Desarrollo de nuevas resinas termoestables a partir de residuos de PET, Saulo Franco.

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Presente y futuro de los plásticos. Reciclabilidad, y Biodegradabilidad

  1. 1. Desarrollo de resinas termoestables a partir de residuos de poliéster (PET) Saulo Franco sfranco@barpimo.com 11/09/2019 1
  2. 2. Desarrollo de Resinas Termoestables a partir de Residuos de Poliéster (PET)
  3. 3. BARPIMO al producir sus propias resinas, le permite desarrollar tecnología propia en pinturas y barnices. BARPIMO empezó hace más de 50 años y hoy es una de las empresas líderes en barnices y pinturas en España. Su negocio esta enfocado en barnices para madera, pinturas industriales, pintura decorativa, productos de curado por ultravioleta y la fabricación de sus propias resinas.
  4. 4. AIMPLAS: Centro Tecnológico con más de 25 años de experiencia en el sector del plástico
  5. 5. 11/09/2019 5 ¿Motivación del proyecto? Objetivo:  Dar una solución ambientalmente adecuada a residuos de PET actualmente no reciclables.  Buscar una materia prima alternativa para las resinas de poliéster.
  6. 6. 11/09/2019 6 ¿Motivación del proyecto? Reciclado químico
  7. 7. 7 Estructura del proyecto
  8. 8. 11/09/2019 8 Estructura del proyecto Fase 1 • Selección, acondicionamiento y caracterización de residuos de PET Fase 2 • Reciclado químico de los residuos de PET (glicólisis) Fase 3 • Obtención y caracterización de resinas termoestables y esmaltes a escala laboratorio Fase 4 • Escalado industrial Fase 5 • Validación de las resinas termoestables y esmaltes en planta piloto Fase 6 • Análisis económico y ambiental del proceso
  9. 9. 9 Necesidades de residuos de PET  Cantidad suficiente.  Homogeneidad.  Buen comportamiento. Todo esto lo cumple el residuo de botella, pero no tiene sentido porque ya permite cierre de ciclo.
  10. 10. 11/09/2019 10 Tratamiento inicial de residuos de PET Se buscaron y seleccionaron ciertos residuos que cumplían las especificaciones y fueron tratados previamente para mejorar las condiciones:  Triturado  Lavado/secado  Separación  Pelletización…
  11. 11. 11 Resinas alquídicas y poliéster usando escamas de PET reciclado Objetivo:  Obtener por medio de la despolimerización total o parcial de escamas de PET en oligómeros, usando exceso de glicoles.  Evaluar los nuevos oligopolioles en la producción de resinas de polyester insaturado y resinas alquidicas para pinturas y barnices.
  12. 12. 12 Resinas alquídicas y poliésteres  Las principales materias primas empleadas en la producción de resinas alquídicas y de poliésteres insaturados son:  Glicoles: Monoetilenglicol, propilenglicol, dietilenglicol, etc.  Poliácidos: Anhidrido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico, etc.
  13. 13. 13 La sustitución de poliácidos and glicoles por PET  Parte de glicoles y poliácidos son sustituidos por PET y glicol. El PET posee en su molécula el ácido tereftálico, que para las resinas alquídicas y de poliéster puede mejorar dureza y estabilidad térmica, mientras que normalmente en las resinas alquídicas se emplea el anhídrido ftálico.
  14. 14. 14 Despolimerización del PET Rutas para el reciclado químido del PET via despolimerización.  Glicólisis  Metanólisis  Hidrólisis  Otros…
  15. 15. 11/09/2019 15 Proceso de glicólisis: Reciclado químico del PET  Permite la despolimerizacón del PET con exceso de glicoles.  Requiere el uso de catalizadores y temperatura entre 190-250ºC.  Esteres son sustituidos por grupos hidroxilos  Estos nuevos polioles o “oligopolioles” pueden ser usados para reaccionar con los poliácidos para formar resinas de poliésteres o alquídicas.
  16. 16. 16 El proceso de Glicolisis : Reacciones + 2 OH-CH-CH-OH Etilenglicol Durante la reacción el PET se despolimeriza, los OH´s del etilenglicol se decreases and becomes a liquid “oligopolyol” with OH groups at the end of the backbone.
  17. 17. 17 El “OligoPET” Poliol El “Oligo PET” funcionalizado O-CH2-CH2-OHHO-CH2-C2H-O
  18. 18. 18 Análisis por FTIR
  19. 19. Para resinas alquídicas Resina alquídica PET escamas Glicólisis Temperatura + catalizador Glicoles Poliácidos y resto de polioles Disolvente o água Primera etapa Segunda etapa Ácidos grasos o aceites Dilución Esterificación
  20. 20. Para poliésteres insaturados Resina de poliéster insaturado PET en escamas Glicólisis Temperatura + catalizados Glicoles Poliácidos Primera etapa Segunda etapa Esterificación
  21. 21. 21 Resina de poliéster insaturado basada en el OligoPET Una resina de poliéster insaturado convencional ha sido formulada sustituyendo parte de los poliácidos y polioles por el “OligoPET.” Los resultados preliminares indican que la resina modificada con PET posee propiedades similares a la resina estándar. Resina Viscosidad Tiempo de gel Dureza Persoz Densidad Contenido no volátiles Indice acidez (mg KOH/g resin) PET virgen 320 cps 7 minutes 240 1,14 g/mL 65,38 % 19,65 Modificación con PET reciclado 345 cps 8 minutes 262 1,14 g/mL 66,16 % 18,48
  22. 22. 22 Paneles de poliéster insaturado PET modificada Resina estándar
  23. 23. 23 Esmalte sintético formulado desde una resina alquidica con OligoPET Propiedades Resina PET modificada Barkyd AM47 X-55 Viscosidad Gardner en segundos 28 segundos 27 segundos Índice de acidez en mg KOH/g 12,8 10,8 Sólidos: 55±2% 54,8% 55.2% Color Gardner: máx. 10 8 11 Densidad g/cm³ a 25ºC 1,008 1,011
  24. 24. Validación de la resina en un esmalte sintético 11/09/2019 24 Prueba QUV Niebla salina Cámara de humedad
  25. 25. Validación de la resina de poliéster insaturado en un prototipo de pala de un aerogenerador 11/09/2019 25
  26. 26. 26 Problemáticas al usar envases reciclados de PET multicapa en resinas Los diversos contaminantes:  Pigmentos  Residuos de pinturas  Otros plásticos y poliolefinas
  27. 27. 27 Cantidad máxima de PET en una resina La cantidad de PET reciclado que se puede introducir en resinas de poliéster insaturados y alquídicas, es de un máximo de 25 % de sobre sólidos de la misma.
  28. 28. 28 desventajas  Aumento de color de la resina  Aumento del tiempo de proceso de fabricación de la resina (2 horas más de proceso)  La filtración del oligopoliol es requerida antes de su uso en la fabricación de las resinas, debido a la contaminación con partículas de diversos materiales.
  29. 29. 29 Los benefícios  Se mejorar algunas propiedades de las resinas: dureza y algunas de las resistencias tanto en el poliéster insaturado como en la resina alquídica.  Se reduce los costes de formula en torno a los 8-12%.  Se permite reciclar un material que actualmente se lleva a destruir.
  30. 30. Análisis ambiental 11/09/2019 30 0 10 20 30 40 50 60 70 80 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 Polioles virgenes, produccion primaria Polioles reciclados, reciclado químio NRFCED(MJeq/kg) GHGemissions(kgCO2eq/kg) Materia prima virgen (poliol) vs materia prima secundaria obtenida por reciclado químico a partir de residuos de PET GHG emisiones Demanda acumulada de energía fósil no renovable
  31. 31. ¡Gracias! 31

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