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INVESTIGACIÓN, DESARROLLO E INNOVACIÓN

Desarrollan textiles a partir de PHB válidos para agricultura o el sector de la moda

1 de mayo de 2023

Martes, 2 de mayo de 2023 | La Asociación de Investigación de la Industria Textil (AITEX) ha finalizado el proyecto ChemUp cuyo objetivo era obtener textiles a partir de biopolímeros, principalmente, de polihidroxibutirato (PHB). Los resultados han dado lugar a diferentes productos textiles de origen natural, lo que permite una reducción en la huella de carbono, un ahorro energético asociado a su producción, la eliminación de residuos no biodegradables, así como los problemas medioambientales asociados a su vertido, y un ahorro en el consumo de materias primas de origen fósil.
 
El informe de resultados de ChemUp, cuya investigación se ha prolongado durante un año, ha reportado importantes avances en las líneas de investigación propuestas, avanzando progresivamente hacia la economía circular y alcanzando soluciones que permiten reducir los problemas medioambientales generados por la acumulación de residuos textiles. 
 
Respecto a la utilización del PHB para la obtención de nuevos materiales textiles más sostenibles la investigación explica que, aunque este biopolímero posee ciertas propiedades que lo hacen interesante para tal propósito, su uso en diferentes aplicaciones está limitado debido a algunos problemas de procesado, tales como: efecto de envejecimiento físico inherente, basado en el proceso de segunda cristalización, dando lugar a un material más frágil; bajo ratio de cristalización y baja densidad de nucleación, lo cual promueve la formación de puntos de fractura; inestabilidad térmica debido a la estrecha ventana de procesado (ya que el PHB se degrada mediante la escisión de cadena por los grupos éster en el rango de temperatura 170–200°C.) y un gran coste asociado al método de producción del polímero, lo cual limita su aplicación en la industria y competitividad en el mercado.
 
Para superar estos desafíos, y mejorar el procesado y las propiedades mecánicas del PHB, los investigadores plantearon técnicas de orientación de las cadenas poliméricas. También se probó la mezcla con plastificantes, agentes nucleantes, lubricantes, fibras naturales u otros polímeros y una modificación por funcionalización química. Finalmente, AITEX ha explicado que “entre los diferentes métodos propuestos para la mejora de su procesabilidad y propiedades mecánicas, se ha llevado a cabo la orientación de las cadenas poliméricas mediante procesos de hilatura en fundido” lográndose “diferentes biotextiles de PHB para sectores de la industria mediante procesos convencionales de hilatura por fusión y tejeduría”.
 
Una de las posibles aplicaciones de estos nuevos materiales podría darse dentro del sector agrícola. “En los campos de cultivo o invernaderos, se emplea una gran variedad de productos textiles, tales como cuerdas, rafias, mallas, etc.”, explica AITEX. “Tradicionalmente, este tipo de agrotextiles han sido fabricados a partir de polímeros sintéticos, lo que supone la generación de grandes cantidades de residuos que, en la mayoría de las ocasiones, quedan depositados en el medio natural sin ser gestionados adecuadamente. Por este motivo, mediante procesos convencionales de hilatura por fusión y tejeduría, se han obtenido cuerdas y rafias a partir de PHB, un biopolímero natural y biodegradable. En una primera etapa, tras la optimización de las variables del proceso de hilatura por fusión, se han conseguido monofilamentos y cinta plana con propiedades mecánicas muy competitivas frente a los convencionales polímeros sintéticos. Más concretamente, se han desarrollado monofilamentos de títulos comprendidos entre 90-1700 dtex, así como tenacidades cercanas a 2.5 g/den y elongaciones del 30%. En el caso de la cinta plana, se obtuvieron cintas con títulos cercanos a los 3000 dtex y tenacidade y selongaciones de 20 cN/dtex y 40%, respectivamente. Posteriormente, en una segunda etapa, a partir de las cintas y los monofilamentos obtenidos, se han desarrollado rafias y cuerdas de diferente tamaño (16-32 cabos, 1-3 almas) mediante tejeduría de calada y trenzado, respectivamente”.
 
Por otro lado, con el objetivo de desarrollar prendas textiles a partir de PHB, además de monofilamentos y cinta plana, se han obtenido hilos multifilamento (48 filamentos) mediante procesos convencionales de hilatura y texturizado por aire. De esta forma, se han producido fibras con excelentes propiedades mecánicas, lo que ha permitido la confección de diferentes prototipos textiles mediante técnicas convencionales de tejeduría circular y de calada.
 
La última de las líneas de investigación de este proyecto abordó el reciclado químico químico de PET, material con el que se fabrican hasta el 52% de la producción global de fibras textiles. “Debido a las deficientes propiedades mecánicas que se obtienen mediante los procesos convencionales de reciclado mecánico, el reciclado químico es una estrategia potencial en el campo del reciclado de fibras de PET”, precisa AITEX en el informe.
 
ChemUp ha llevado a cabo el reciclado químico de residuos textiles de PET mediante un proceso de glicólisis, lo que ha permitido la obtención, aislamiento, purificación y caracterización de 6 kgs. de monómero BHET con rendimientos superiores al 90% y una pureza superior al 99%. Posteriormente, se aplicó un proceso de polimerización del BHET, obteniendo como producto un poliéster de viscosidad adecuada para la producción de fibras con un rendimiento superior al 98%. Una vez obtenido el PET, se ha confirmado su estructura, composición y propiedades reológicas. Finalmente, con el objetivo de validar el proceso completo, ChemUp obtuvo fibras recicladas de poliéster mediante procesos convencionales de hilatura.

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