Films of Post-Consumer Polypropylene Composites for the Support Layer in Synthetic Paper

Películas de compuestos de polipropileno post-consumo para la capa de soporte en papel sintético

Se estudiaron películas compuestas como posibles candidatas para la capa central o de soporte del papel sintético en una estructura multicapa. Se reforzaron películas de polipropileno reciclado post-consumo con cargas inorgánicas en diversas composiciones y bajo varias condiciones de procesado, con el objetivo de optimizar las propiedades físicas y mecánicas de rigidez y baja densidad. Se utilizaron tres tipos de CaCO₃, con y sin tratamiento superficial de las partículas, pero sólo los tratados resultaron adecuados para su uso en películas de papel. A continuación, se utilizaron estas muestras para analizar las posibles correlaciones de las propiedades con la composición y las condiciones de procesado, variando la distribución del tamaño de las partículas de CaCO₃ y el método de procesado de la película, desde la extrusión por colada (matriz plana) hasta la extrusión por soplado (matriz tubular). Se observó un aumento de la rigidez de la película en función del contenido de CaCO₃ y se comprobó que una concentración del 30% de CaCO₃ era la mejor para la aplicación específica. Las películas planas eran más rígidas que las tubulares. Las densidades de todas las películas compuestas se consideraron altas, en comparación con un papel a base de pulpa y un papel sintético comercial. No se observó ningún efecto significativo sobre las propiedades físico-mecánicas analizadas cuando se varió la distribución del tamaño de las partículas de CaCO₃. Se observó que se formaban microcavidades en la superficie de las películas planas sometidas a un proceso de biorientación realizado a escala de laboratorio; ninguna otra muestra presentaba esta morfología superficial.

INTRODUCCIÓN

Los niveles mundiales de producción y consumo de papel han crecido durante décadas. La tasa media de crecimiento de la demanda mundial fue del 3,6% anual en los años ochenta y del 3,3% en la primera mitad de los noventa, y se estiman tasas similares para los diez años comprendidos entre 1995 y 2005 [1]. En Brasil, en 2004, se produjeron 9,4 millones de toneladas de celulosa y 8,2 millones de toneladas de papel, lo que representa un 3,6% más que en 2003 y verifica la proyección mundial anterior [2,3]. La producción de papel en 2005 se estima que aumentará un 3,5% [3]. Para satisfacer esta demanda, el gobierno brasileño ha anunciado una inversión total de US$ 14,4 mil millones en el sector [4,5]. Sólo para 2004, se estimaba que el país necesitaría plantar 135 millones de m³ de bosque, mientras que la madera disponible para papel en ese año se preveía en 125 millones de m³.

El papel sintético se fabrica a partir de polímeros termoplásticos, vírgenes o reciclados, formando una película que permite la escritura o impresión, como el papel de celulosa. A diferencia de este último, cuya materia prima se extrae de los recursos naturales y cuya producción y tratamiento tienen un gran impacto sobre el medio ambiente, el papel sintético se produce con un método casi totalmente limpio y contribuye así a conservar el medio ambiente y los recursos naturales, sobre todo si el plástico desechado se utiliza como materia prima en el proceso [7].