Materiales de base biológica para adhesivos y selladores: la revolución de la sostenibilidad ya está aquí

Fomentar la bioeconomía requiere nueva tecnología que traspase los límites del desempeño de base biológica.

Para 2050, las Naciones Unidas esperan que la población mundial alcance aproximadamente 9.500 millones de personas. Las expectativas son que millones de personas salgan de la pobreza, lo que aumentará el nivel de vida e impulsará la demanda de productos químicos. Sin embargo, este crecimiento también obliga a los gobiernos y las empresas a abordar las necesidades de la población en materia de alimentos, vivienda, infraestructura y movilidad en un mundo con recursos limitados. Esto significa que los fabricantes de productos químicos deben ofrecer productos más seguros y sostenibles con menos impacto ambiental y al mismo tiempo ofrecer un rendimiento equivalente o mayor en comparación con los productos basados ​​en combustibles fósiles.

La demanda cada vez mayor de sostenibilidad crea oportunidades para que la industria de los adhesivos pueda ofrecer productos del futuro. Esto incluye materiales renovables y de origen responsable que permitan aún más la bioeconomía y aborden desafíos globales como el cambio climático. Los productos químicos para el pino, por ejemplo, son sostenibles desde una perspectiva material y al mismo tiempo se obtienen y procesan de forma responsable a lo largo de toda la cadena de valor.

Las empresas químicas ofrecen agentes adherentes obtenidos de pinos, que a menudo se cultivan en bosques gestionados de forma responsable y se cosechan para la industria maderera y papelera. A través de una cadena de custodia, la industria papelera controla el origen de los pinos. Al convertir pinos en papel o cartón, se debe eliminar la savia (llamada tall oil crudo o CTO) para permitir la conversión en pulpa de papel.

Desde la fábrica de celulosa, el CTO se transporta a una biorefinería, donde comienza el proceso de transformación en diferentes productos de base biológica. En lugar de desperdiciar este flujo secundario, los proveedores convierten el CTO en materiales de valor agregado que pueden usarse en muchas aplicaciones.

A diferencia de otros productos de base renovable, como la soja o la palma, los bosques de pinos no compiten con la tierra necesaria para la producción de alimentos ni necesitan nuevas tierras agrícolas. Esto conduce a una huella de carbono significativamente menor para muchos de los productos de base biológica resultantes.

Una vez que ingresa a la biorrefinería, el CTO se refina y se actualiza en diferentes fracciones, como ácido graso de tall oil, colofonia de tall oil, aceite de tall destilado y brea. A partir de ahí, estas fracciones se pueden convertir en una amplia gama de productos químicos de base biológica que constituyen los componentes básicos en diversas aplicaciones, como ésteres de colofonia para adhesivos termofusibles o adhesivos sensibles a la presión.

Elevar el estándar de desempeño para materiales de origen biológico

Durante años, la industria química ha ofrecido a la industria de adhesivos agentes adherentes elaborados a partir de combustibles fósiles y fuentes biológicas, como los ésteres de colofonia. Los ésteres de colofonia han ido ganando popularidad porque su polaridad y compatibilidad con polímeros permiten una excelente adhesión específica a una amplia gama de sustratos.

En principio, los ésteres de colofonia son más complejos que sus homólogos de hidrocarburos, ya que tienen un mayor grado de funcionalidad. Esto puede hacer que los pasos de purificación sean más complejos, con diferentes procesamientos integrados necesarios para optimizar el rendimiento, la calidad y la consistencia del producto.

Dado que los ésteres de colofonia son un producto de base natural, existen algunos desafíos a la hora de estabilizar el material. La demanda del mercado de materiales más ligeros y estables está aumentando como resultado de la percepción general de que un color más claro refleja una mejor calidad del producto. Tradicionalmente, estas características se logran más fácilmente utilizando productos a base de hidrocarburos.

Si bien varias tecnologías permiten la producción de éster de colofonia con alta estabilidad oxidativa, todavía existen deficiencias con respecto al color de la resina. Se han realizado algunas iteraciones a lo largo de los años, pero la química básica no ha cambiado significativamente. Mientras tanto, existe la necesidad de una química de ésteres de colofonia que permita la producción rentable de productos con color y estabilidad oxidativa mejorados. Uno de los descubrimientos más recientes es la tecnología de ésteres de colofonia* que está habilitada por una nueva clase de catalizador, que permite la producción de ésteres de colofonia casi blancos como el agua.

Esta tecnología permite la producción de éster de colofonia con una reducción de hasta 1,8 G en un color limpio combinado con estabilidad oxidativa. Ambos beneficios son parámetros críticos que se requieren en diversas industrias, como la de adhesivos y señalización vial. La capacidad de cumplir con estos requisitos de rendimiento impulsará una mayor demanda de soluciones sostenibles.

Las evaluaciones iniciales del ciclo de vida indican que, desde la cuna hasta la puerta, los nuevos ésteres de colofonia elaborados con esta tecnología producen menos de la mitad de las emisiones de dióxido de carbono que la alternativa de hidrocarburos. Esta reducción sustancial de la huella de carbono atrae a los fabricantes que buscan reducir el impacto ambiental.

Elevando el rendimiento

Con una demanda cada vez mayor de sostenibilidad en toda la cadena de valor y una tecnología avanzada que permite mayores ventajas en los materiales de origen biológico, la necesidad de soluciones sostenibles no hace más que crecer. La presión de los gobiernos, clientes y consumidores exige que los productores de adhesivos sigan elevando el rendimiento y al mismo tiempo reduzcan el impacto ambiental. Las empresas que tomen las medidas necesarias desde el principio y hagan la transición a materiales de origen biológico estarán bien posicionadas para satisfacer la demanda del mercado, ahora y en el futuro.