Soldadura por ultrasonido de plásticos bioderivados
¿Estamos listos para la era sin petróleo?
Hasta el momento son pocas las consultas que hemos recibido acerca de la soldadura de materiales reciclados, es decir, plásticos que ya han sido procesados una o más veces. Su soldabilidad debe determinarse de forma empírica en el laboratorio de pruebas.
El siguiente paso es mucho más emocionante: ¿cómo se desarrolla el uso de plásticos bioderivados (biopolímeros) hechos a base de materia orgánica y cómo pueden soldarse esos biopolímeros?
En nuestro laboratorio de ultrasonido hemos estudiado dos biopolímeros técnicos fabricados por Tecnaro que son 100 % renovables y biodegradables.
Biopolímeros
Los materiales de ARBOFORM® contienen lignina, que es el segundo polímero más abundante en la naturaleza, después de la celulosa. La lignina es un producto secundario de la industria de la pulpa de madera, y su producción mundial asciende a alrededor de 50 millones de toneladas al año. Al mezclar lignina con fibras naturales (lino, cáñamo y otras fibras vegetales) y aditivos naturales, se obtiene un material compuesto fibroso que en condiciones adecuadas de temperatura y presión puede procesarse mediante máquinas de moldeo por inyección de plásticos para fabricar diversas piezas.
En función de la formulación, los materiales de ARBOBLEND® están compuestos por biopolímeros tales como polihidroxialcanoatos (PHA), policaprolactona (PCL), poliésteres (p. ej., bio-PET), almidón, ácido poliláctico (PLA), biopoliolefinas (p. ej., bio-PE), biopoliamidas (bio-PA), lignina, además de resinas naturales, ceras, aceites, ácidos grasos naturales, celulosa, aditivos biológicos y fibras de refuerzo naturales. En función de la aplicación, los materiales de ARBOBLEND pueden ser biodegradables o resistentes.
Ambos tipos de plástico tienen valores de resistencia que se encuentran en el rango de los del policarbonato/acrilonitrilo butadieno estireno (PC-ABS, por sus siglas en inglés) y, por lo tanto, resultan equiparables. El primer paso fue solicitar a nuestros socios de BARLOG que produjeran muestras de prueba. Eso nos permitió tener un punto de partida uniforme para evaluar las propiedades de soldabilidad, resistencia a la tensión y resistencia a la presión en el laboratorio de Herrmann Ultrasonidos.
Los resultados de las pruebas indicaron que los bioplásticos derivados de lignina pueden soldarse mediante ultrasonidos y que, en principio, pueden procesarse con parámetros similares. En las pruebas de tracción encontramos que ninguno de los dos bioplásticos se acerca a las fuerzas de tracción de los plásticos derivados del petróleo, aunque ARBOBLEND estuvo dentro de un rango de valores equiparable y ARBOFORM cumple los requisitos de resistencia normales.
Conclusión:
Aunque los biopolímeros técnicos actualmente tienen una función secundaria en la producción, en nuestra calidad de especialistas en uniones estamos disponibles para la industria de los plásticos en lo que respecta a investigar y conformar las tendencias futuras.
