Las acciones termooxidativas a las que se ven sometidos los materiales plásticos reciclados requieren una mejora en las mezclas de antioxidantes

Yo los polimeros reciclados, especialmente si hablamos de plasticos post-consumo, son materias primas que mas que otros, por su historial de fusión y enfriamiento, ciclos de vida sujetos a condiciones ambientales y por condiciones de desgaste mecánico, suelen sufrir degradación de componentes.

De hecho, bajo el efecto del calor, la radiación solar, las tensiones mecánicas, como las tensiones de cizallamiento y muchos otros factores, los radicales libres pueden crearse en el material plástico que provoque degradación oxidativa.

Además, en presencia de oxígeno, los radicales libres generan radicales peroxi, que roban átomos del cadena polimérica. Los peróxidos de hidrógeno así formados se descomponen formando otros radicales, creando una reacción en cadena que conduce a la degradación de los materiales plásticos.

Por estas razones, el uso de antioxidantes en mezclas de polímeros durante las fases de fusión se considera esencial para mantener las propiedades mecánicas, reológicas, ópticas y de durabilidad.

¿Qué son los antioxidantes para polímeros reciclados?

En primer lugar podemos decir que los antioxidantes son aditivos que se utilizan como masterbaches, con el fin de mejorar las características de el producto plástico final. Las familias se pueden clasificar entre antioxidantes primarios y secundarios, según su función final en la masa.

Antioxidantes primarios cuentan con átomos de H2 reactivos que reaccionan a los radicales libres, como fenoles inhibidos estéricamente, aminas aromáticas y aminas inhibidas estéricamente.

Los antioxidantes secundarios tienen la función de descomponer los peróxidos de hidrógeno, evitando así la ramificación de la cadena. Los fosfitos y los tioésteres pertenecen a este grupo.

Se están realizando interesantes estudios sobre el uso combinado de dos tipos de antioxidantes, especialmente en el campo de la PE, donde se ha observado que la acción sinérgica de dos elementos puede conducir a un mejor resultado que el uso de los componentes individuales usados por separado.

De hecho, como sabemos, los materiales reciclados, en comparación con los vírgenes, provienen de ciclos de desgaste y mayor sufrimiento térmico, por lo que el uso de antioxidantes no solo se vuelve aconsejable, pero el estudio de sus mezclas puede arrojar resultados interesantes.

Como decíamos, el material reciclado puede haber sufrido ciclos de oxidación dados por las condiciones mecánicas y térmicas durante su vida, pero también hay que considerar lo que se llama el proceso termo-oxidativo se inicia con el contacto del plástico con el oxígeno.

La fusión posterior de los desechos plásticos para crear el nuevo polímero reciclado definitivamente puede empeorar la calidad futura del producto, ya que se reutilizará una materia prima ya sometida a estrés.

Para evitar la degradación termooxidativa de un polímero, es recomendable utilizar uno o más antioxidantes, mezclados entre sí, para prolongar la vida útil del material plástico evitando su degradación.

Es raro notar cómo un solo antioxidante, ya sea del tipo primario o secundario, puede cubrir todas las especificidades, en términos de degradación oxidativa que puede presentar el plástico, por lo que puede ser necesario combinar dos tipos de agentes protectores que pueden mejorar el resultado, sólo si se combinan, obteniendo un mejor efecto sinérgico que el uso de los dos antioxidantes distintos.

Una buena solución para la estabilización, durante el procesamiento, es el llamado fenol-fosfito, que es la combinación de un fenol impedido con un fosfito orgánico, presentando así un excelente efecto sinérgico que mejora las propiedades frente al efecto de cada uno de ellos usados por separado.

La estabilidad que proporciona la mezcla depende de su concentración. En el procesado de material plástico reciclado, el fosfito reacciona desactivando los hidroperóxidos que se forman durante la autooxidación de las poliolefinas, mientras que el fenol actúa atrapando los radicales libres que se forman.

Traducción automática. Nos disculpamos por cualquier inexactitud. Artículo original en italiano.