Biopolimeros

BIOPOLÍMEROS- NUEVOS MATERIALES SOSTENIBLES PARA LAS PELÍCULAS Y RECUBRIMIENTOS

INTRODUCCIÓN

Este libro presenta el conocimiento más reciente acerca de la síntesis y las propiedades de los polímeros bio-derivados en términos de películas prácticas y su aplicación en recubrimientos. Estos bíopolimeros incluyen el almidón, polilactidos (PLA’s), polyhidroxialcanotes (PHA’s), quitosano, proteínas, hemicelulosas, celulosa y polímeros de furanos. Los contenidos están divididos en dos partes: La primera en donde se discute la síntesis (producción) y las propiedades de los biopolimeros y la segunda parte en donde se cubren las aplicaciones especificas de los biopolimeros. Con esta estructura, el objetivo del libro es proveer al lector con un resumen del conocimiento actual respecto a cada uno de los biopolimeros ya antes mencionados, y después discutir acerca de su desarrollo y consumo en un número de áreas clave, incluyendo el embalaje, películas comestibles y recubrimientos, papel y cartón, y en la agronomía. Un capítulo más adelante trata con los usos especializados de los biopolimeros en la optoelectrónica y tecnologías sensoriales, un campo que todavía está muy poco desarrollado. En esta visión introductoria, los biopolimeros y la pregunta de la sustentabilidad son discutidos en el contexto de los mercados mundiales de plásticos y resinas.

MERCADOS MUNDIALES DE PELÍCULAS Y RECUBRIMIENTOS.

Producción y Uso total de los polímeros.

Para poder darle más sentido a este libro, es útil tener conciencia del volumen total y los tipos de polímeros usados mundialmente, así como su uso específico en películas y recubrimientos. Esto incluye materiales de la vida diaria como películas para cocina, bolsas para el súper y bolsas de basura, además de muchos de los usos en películas industriales y especializadas, así como pinturas y recubrimientos industriales o arquitectónicos. Como la producción y el consumo de los polímeros se reporta de muchas maneras, puede ser difícil separar los usos en películas y en recubrimientos de los usos completos o totales de los polímeros; sin embargo algunas revelaciones se pueden tomar a través de reportes de asociaciones industriales y otras fuentes.

Un reporte de la RAPRA (Rubber and Plastics Research Association) del 2004 indica que en 2003 el consumo global total de polímeros en forma solida (ej. Pinturas, aglutinantes) fue de 160 millones de toneladas, de las cuales 40 millones de toneladas eran películas. La información presentada ilustra el crecimiento estable en el consumo de plásticos en los últimos 50-60 años e indica que esta figura alcanzo los 260 millones de toneladas en 2007, de las cuales un tercio fue usada para la industria del embalaje.

Producción total y uso de películas plásticas.

El mercado mundial de películas plásticas está dominado por el polietileno (PE) y el polipropileno (PP), que en conjunto comprenden 34 millones de toneladas de la producción total anual. Estas poli olefinas tienden a incrementar su demanda como el principal material utilizado en películas para embalaje, particularmente en los países en desarrollo. Además del PE y el PP, las películas de politereftalato de etileno (PET) también se usan para el embalaje y en una amplia gama de productos industriales y especializados como en la electrónica y en los productos de imagenologia. Las películas de poli cloruro de vinilo (PVC) se pueden encontrar en productos de consumo y en aplicaciones médicas y el butiral de polivinilo (PVB) , por su claridad óptica, su resistencia, su flexibilidad y su capacidad de adaptarse a muchas superficies, es principalmente utilizado en la industria automotriz y la de construcción como protección de cristales. Las películas de poliestireno (PS) también son utilizadas en la industria del embalaje y en una variedad de diferentes bienes médicos, comerciales y de consumo. Los principales tipos de plásticos utilizados en películas, sus propiedades y varias aplicaciones se muestran en la tabla Las películas compuestas de polímeros son un sector de mercado masivo en Europa y Norteamérica, cada uno consume cerca del 30% de la producción mundial. Información de Plastics Europe confirma que el embalaje es el principal uso de los plásticos (38%), seguido por la construcción (21%), la industria automotriz (7%) y la electrónica (6%). Otras aplicaciones de los plásticos, que incluyen la industria médica y la de ocio, abarcan el 28% de la producción total.

Revestimientos

En términos de revestimientos industriales, el mercado mundial pronostica crecer a 22.8 millones de toneladas, valuadas en $51 billones de dólares para el año 2013. Basados en la gran industria alemana, Europa espera permanecer como el líder mundial en exportación de pintura arquitectónica. La industria de pintura y los revestimientos en Norteamérica, Europa y Japón es madura y generalmente se correlaciona con la salud de la economía en especial la de la construcción y el transporte. De acuerdo a una revisión de la industria publicado a principios del 2009 el crecimiento anual varía entre el 1.5-2%; sin embargo la prolongada crisis económica en el Occidente y Japón probablemente resulte en figuras de crecimiento menores a corto plazo.

El papel y el cartón representan un mercado extenso para los revestimientos de polímeros con respecto a la impresión, la conversión y el uso en el embalaje. Recubrimientos extruidos en papel y cartón incluyen los que están basados en PE, PP y PET, que proveen blancura, suavidad y brillo. Los revestimientos funcionales también pueden ser usados en el papel y el cartón como repelente al agua.

PRODUCCIÓN, QUÍMICA Y DEGRADACIÓN DE POLÍMEROS A BASE DE ALMIDÓN

INTRODUCCIÓN

El almidón es el polisacárido más abundante en las plantas y como tal es un recurso renovable que tiene muchos usos prácticos. El almidón es biodegradable, se produce en masa a bajo costo y exhibe una conducta termoplástica. Las fuentes botánicas del almidón son las semillas, las raíces y tubérculos, en las cuales el almidón se encuentra organizado en una estructura conocida como gránulos. Los gránulos de almidón son insolubles en agua fría. Las principales fuentes comerciales de almidón son el maíz, la papa y la tapioca; sin embargo hay un número considerable de especies que tiene un alto contenido de almidón, incluyendo las leguminosas, granos (por ejemplo, el amaranto) y varios tipos de nueces. Las

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