ESTRATEGIAS ANALÍTICAS PARA DETERMINAR LAS PROPIEDADES DE CALIDAD DE POLIESTIRENO DE ALTO IMPACTO RECICLADO
Francisco Javier Vilaplana Domingo

Departamento de Máquinas y Motores Térmicos; Instituto de Tecnología de Materiales
Escuela Técnica Superior de Ingeniería del Diseño; Universidad Politécnica de Valencia
Camino de Vera, s/n; 46022 Valencia (Spain)

RESUMEN

     Los materiales poliméricos se ven sometidos a cambios químicos durante su procesado, vida en servicio y posterior recuperación, y pueden a su vez entrar en contacto con impurezas que pueden alteran su composición. Estos cambios modifican sustancialmente los mecanismos de estabilización y las propiedades mecánicas de los polímeros reciclados. El análisis de las propiedades de calidad de polímeros reciclados es, por ello, crucial para garantizar las prestaciones de los productos reciclados en futuras aplicaciones. Se han definido tres propiedades de calidad claves para este estudio: el grado de mezclado (composición), el estado de degradación, y la presencia de compuestos de bajo peso molecular (productos de degradación, contaminantes, aditivos). Además, el conocimiento de cómo las diferentes etapas del ciclo de vida afectan el estado de degradación de los polímeros es fundamental para discutir las posibilidades de gestión de los residuos plásticos y la aplicabilidad de los materiales reciclados.
     Se ha propuesto un doble procedimiento experimental mediante procesado múltiple y termo-oxidación para modelizar el ciclo de vida de poliestireno de alto impacto (HIPS) reciclado procedente de aplicaciones de envasado y equipamiento eléctrico y electrónico. Tanto el procesado múltiple como la degradación termo-oxidativa son responsables de diferentes efectos físicos y químicos coexistentes (escisión de cadenas, crosslinking, aparición de grupos funcionales oxidados, reagrupación de cadenas,  y probablemente envejecimiento físico) sobre la microestructura y la morfología de las fases polibutadieno (PB) y poliestireno (PS). Estos efectos afectan la estabilidad a largo plazo y las propiedades reológicas y mecánicas del HIPS. Se ha demostrado que la fase PB constitutye el punto de inicio de la degradación del HIPS a lo largo de su ciclo de vida. La termo-oxidación parece ejercer efectos más severos sobre las propiedades del HIPS; por ello se puede concluir que la vida en servicio previa puede afectar en mayor medida las posibilidades de reciclaje y la futura aplicación de productos reciclados.
     Los resultados de la simulación degradativa durante el ciclo de vida se han comparado con los obtenidos a partir del análisis de muestras reales procedentes de una planta de reciclaje mecánico. La combinación de diferentes estrategias analíticas (análisis térmico, espectroscopía vibracional, y análisis cromatográfico) es necesaria para entender en detalle las propiedades de calidad de HIPS reciclado, de acuerdo con las tres propiedades de calidad clave. Se ha dedicado especial atención a la determinación de retardantes de llama brominados en HIPS reciclado procedente de equipamiento eléctrico y electrónico, utilizando técnicas cromatográficas, debido a las implicaciones medioambientales y legislativas de estos aditivos.
Palabras clave: Reciclaje; poliestireno de alto impacto; degradación; análisis de calidad; termo-oxidación; reprocesado; retardantes de llama brominados.