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)

Min

era

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tio

n (

%)

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