Recubrimientos de Alcohol Polivinílico (PVOH)

El alcohol polivinílico (PVOH) es un polímero sintético soluble en agua, un polvo blanco, que se funde, con descomposición y pirólisis, a 230 ° C. El PVOH es estable en forma seca, inodoro, no tóxico, que se considera seguro de manejar y respetuoso del medio ambiente, en particular por su capacidad de biodegradación. Para la mayoría de aplicaciones de uso final, pocos sustitutos están disponibles para PVOH. 

El PVOH representa un pequeño a moderado porcentaje (20% como máximo) del costo final de la amplia variedad de productos finales en los que es un componente. La presión sobre los precios de PVOH parece tener poco efecto en el costo de los productos finales, pero los precios del gas natural pueden ser significativos en el costo de PVOH.

El PVOH es fabricado por hidrólisis del acetato de polivinilo y las calidades comerciales tienen 80-100% de hidrólisis y un peso molecular de 13,000-200,000. El grado de hidrólisis de PVOH afecta a una variedad de propiedades físicas, tales como tensiones interfaciales de la solución, la compatibilidad, la cinética de reacción, reología, y solubilidad en agua. El PVOH parcialmente hidrolizado tiene una temperatura de fusión inferior; una mayor hidrólisis resulta en una menor solubilidad; la viscosidad aumenta con un mayor peso molecular.

El PVOH puede convertirse en películas y recubrimientos que tienen alta resistencia a la tracción y flexibilidad y que son resistentes a la penetración del oxígeno, dióxido de carbono, y otros vapores aromáticos. El PVOH es soluble en agua caliente y fría.

El PVOH es insoluble en disolventes petroquímicos y es bastante útil en recubrimientos y películas. El PVOH encuentra uso en compuestos moldeados/plásticos (por ejemplo, los epóxicos no se adhieren a los revestimientos de PVOH), recubrimientos superficiales y películas resistentes a la gasolina y combustibles, acabados y engomados textiles, adhesivos, tintas de impresión, vidrio laminado, cosméticos, productos farmacéuticos (agente que aumenta la viscosidad ), lubricante oftálmico, y las fibras como un refuerzo del concreto.

En Europa Occidental y EUA, el mayor sector del mercado para el PVOH es la fabricación de polivinil butiral (PVB) para el vidrio laminado; los revestimientos de papel y textiles son el segundo mayor sector del mercado. El uso creciente de fibras recicladas en stock de impresión favorece al PVOH, el cual tiene una resistencia superior a los otros aglutinantes, por ejemplo, caseína, proteína de soya y almidón. La producción de PVOH se centra en Asia, con un estimado de 75% de la capacidad mundial, pero gran parte de la producción se utiliza internamente y no se exporta.

El PVOH es relativamente inmune a la competencia. No hay sustitutos eventuales para el PVOH en la mayoría de las aplicaciones, pero, en algunos almidón aplicaciones, podría sustituirlo la carboxi metil celulosa, acetato de polivinilo, látex de estireno-butadieno . El almidón se puede utilizar como un agente de encolado en la producción textil y el látex de estireno-butadieno puede ser utilizado como un aglutinante y blanqueadores ópticos en la producción de papel, aunque PVOH es más eficaz en ambas aplicaciones.

Joseph E. Sabol - SpecialChem
15 Febrero 2012

Un camino al futuro - Nanotecnologia

Estos son los objetivos: la botella de salsa de tomate debe estar vacía por completo, la fruta debe ser protegida de la luz ultravioleta, y las verduras deben mantenerse por mucho tiempo. Cada vez más, los nano componentes están ayudando en la consecución de estos objetivos. Los recubrimientos ultradelgados y los aditivos nano particulados en los materiales de embalaje bloquean los gases no deseados, la humedad y agentes aromáticos, mejorar las características térmicas y mecánicas y proteger de la radiación UV. Gracias a la nanotecnología, los envases no sólo son cada vez más multifuncionales, sino también más inteligentes. Es posible que las etiquetas inteligentes pronto permitirán nuevos tipos de protección del producto y la imitación.

En la actualidad, hay alrededor de 400 a 500 nano opciones de embalaje en el mercado. Algunos procesos han estado en existencia desde hace varias décadas. Láminas y botellas de plástico, en particular, a menudo contienen cantidades minúsculas de dióxido de titanio o de sílice, que mejoran la barrera y la función protectora de los envases y así extienden la vida útil de los alimentos delicados. Sven Sängerlaub con el Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Procesos y Embalaje dice que las mejores características podría llevar a ahorros de material. También es posible añadir características antibacterianas a los envases mediante la adición de nano plata o nano óxido de cinc, ya que estas partículas inhiben el crecimiento bacteriano y su propagación.

Muchas empresas e institutos están investigando otras aplicaciones de la nanotecnología, como la absorción de oxígeno en el material y recubrimientos antiadherentes, entre otras cosas. KHS Plasmax GmbH recubre el interior de botellas de PET con vidrio (SiOx). De esta manera, difícilmente cualquiera parte del contenido de las botellas de ketchup boca abajo se pega a las paredes. El productor de láminas, Klöckner Pentaplast se enteró de que la nanotecnología podría ayudar a mejorar la resistencia al rayado de las laminas, hacer las superficies más conductoras y mejorar la estabilidad térmica. De acuerdo con estimaciones de la Asociación Alemana para la Protección del Medio Ambiente (BUND), alrededor del 25% de todos los envases estarán equipados con nano-materiales en la próxima década.

La empresa Alexium, con locales en Perth, Australia, y Greer, Carolina del Sur, utiliza la nanotecnología para lograr efectos significativos con el uso mínimo de material. El proceso de la compañía, originalmente desarrollado por el Ministerio de Defensa de EUA, crea superficies que son impermeables, aceite repelente, antimicrobiano, anti adhesivo y resistente a los UV. La adherencia de las nano partículas ya se está probando con los textiles, pinturas y lacas, materiales de envasado, vidrio y materiales de construcción. Recientemente, Alexium celebró un gran avance con una capa de carbono de nano compuesto que convierte al nylon no sólo en repelente al agua y resistente, pero también ignífugo. Esto era imposible hasta ahora.

Nanopool GmbH ha desarrollado un producto antibacteriano de cristal líquido. Es una capa de nano sílica que puede fácil y eficazmente ser añadida a cualquier superficie. Por esta razón, la empresa familiar, con sede en Hülzweiler, fue galardonada con el Premio Frost & Sullivan para la innovación de nuevos productos en Europa. "Además de las características anti-bacterianas y seguras del nano acabado, el producto ofrece muchas ventajas: repele el agua y la suciedad, y por lo tanto, las superficies acabadas son fáciles de limpiar y mantener," comentó el analista de investigación Ankit Ashokkumar Shukla durante la ceremonia de premiación.

Otras ventajas de la capa Nanopool: Es casi invisible y por lo tanto mantiene la estética de la superficie original. Además, el cristal líquido es resistente al calor y al frío. Se mantiene estable en las temperaturas de -150 ° a 450 °, por lo que también puede ser utilizado en hornos y aparatos de aire acondicionado. La nano capa se aplica con un paño o un sistema de pulverización. También es posible sumergir los objetos. "Nanopool ha entrado en alianzas exitosas con los supermercados y cadenas de restaurantes para proteger las superficies de los microbios, que a su vez, protege los alimentos de la contaminación", comentó Shukla.

Sin embargo, los críticos de la nanotecnología están preocupados, porque las partículas pequeñas pueden ser transferidos desde el envase a los alimentos o el medio ambiente. Los riesgos son difíciles de calibrar, ya que los materiales a escala nanométrica a veces reaccionan de manera diferente que en unvtamaño a macro escala. Hasta la fecha, la obligación de registro y etiquetado de los envases sólo se refiere a los materiales, pero no su tamaño. BUND considera que existe una necesidad de actuar en este sentido, ya que se ha demostrado en cultivos celulares que las partículas de nano sílica pueden alterar las funciones del núcleo de la célula y por lo tanto la constitución genética, sostiene la organización.

Puesto que las nanopartículas son tan pequeñas, no está claro cuales barreras pueden cruzar. Si entran en los pulmones, posiblemente, también puede llegar al cerebro. En febrero, los investigadores suecos de la Universidad de Lund publicaron un estudio en la revista en línea "PLoS One", según el cual, las nano partículas de plástico afectan a los hábitos de alimentación y el metabolismo de los lípidos de los peces. Las carpas comiendo nano alimentos se mueven más lentamente, tenía menos interés en la comida y ha ganado peso a pesar de las pequeñas cantidades de comida. La Asociación de la Industria Química, señala, sin embargo, que ningún juicio de barrido debe hacerse sobre los riesgos de los nanomateriales. Una ley general nano por lo tanto no se justificaría.

En el ámbito de la protección de los consumidores, en particular, hay otra área de aplicación de la nanotecnología. Incluso hoy en día, los embalajes grandes o las paletas incluyen sensores quellevan la información del producto para el mercado minorista. Un sistema similar podría ayudar a los compradores en el supermercado, si todos los envases estuvieran equipados con un nano sensor. Usando un sistema de color, los productos podrían indicar si los niveles de humedad o temperatura han cambiado porque puede haber un agujero en el envase o la cadena de frío se ha interrumpido.

Además de la protección de alimentos en mal estado, tales sensores también podrían servir como prueba de autenticidad y proteger de imitaciones de productos y envases. La empresa familiar Grupo Schreiner de Oberschleißheim está considerando un código de barras de seguridad en 3D, entre otras cosas. Un cubo de sílica con una longitud de borde de 30 μm se supone que esta equipada con una capa delgada de 100nm, en el cual un haz electrónico taladra 90,000 orificios de diferente profundidad en cada lado. La profundidad y la posición de los agujeros entonces, crean el código encriptado. El cubo no es visible a simple vista, pero puede ser leído con un microscopio electrónico.

Interpack
19 Marzo 2012