Desarrollo de formulaciones adhesivas biobasadas de fácil remoción en vidrio

Abstract

En los últimos años, ha habido un creciente impulso en la industria de adhesivos para mejorar la sostenibilidad de los procesos y productos. Esto se debe, por un lado, al interés de desarrollar formulaciones eco-compatibles y, por otro, a la inminente escasez de petróleo del que derivan muchos productos químicos. En sintonía al desarrollo sostenible y con la finalidad de reducir el impacto ambiental, la gestión de los envases retornables de vidrio requiere de formulaciones adhesivas biobasadas que sean de fácil remoción considerando su aplicación en el pegado de etiquetas de papel. En consecuencia, el diseño de formulaciones adhesivas de fácil remoción en vidrio constituye una propuesta innovadora. Así, los objetivos del presente trabajo fueron: analizar el comportamiento de formulaciones adhesivas compuestas a base de gelatina y almidón modificadas químicamente con ácido cítrico (CA), estudiando la concentración de CA a incorporar y la capacidad adhesiva en sustratos papel-vidrio simulando el pegado de etiquetas. Se desarrollaron adhesivos compuestos en base acuosa a partir de dispersiones al 15% p/p de almidón de mandioca (Manihot esculenta, Montecarlo, Misiones) y 5% p/p de gelatina proveniente del descarte de cápsulas de medicamentos (Bagó, Argentina). Las dispersiones se gelatinizaron en un baño termostático en presencia de CA en concentraciones en el rango del 20 al 80% p/p en base a la mezcla polimérica, durante 20 min a 90ºC. Las formulaciones obtenidas se emplearon para pegar papel Kraft sobre portaobjetos de vidrio (simulando el etiquetado de botellas de vidrios). Se caracterizaron los adhesivos mediante la técnica back extrusion presentando valores de consistencia entre 274 y 330 g s. Mediante determinaciones del ángulo de contacto se confirmó su carácter hidrofílico con valores en el rango de 49 a 74º.Las formulaciones desarrolladas exhibieron capacidad adhesiva para ser aplicadas sobre un sustrato de vidrio, las que se evaluaron a través de ensayos mecánicos (pegado en T, loop) en un texturómetro. Se observó el desprendimiento parcial y el rasgado del sustrato celulósico, indicando una fuerte compatibilidad del adhesivo con ambos sustratos, resultados respaldados por SEM y ATR-FTIR. Mediante el ensayo de steeping off se determinó la resistencia al desprendimiento en húmedo y se comprobó que a mayor concentración de CA menor resistencia al desprendimiento. Como consecuencia de la hidrólisis hay mayor disponibilidad de los grupos -OH para interactuar con las moléculas de agua, lo que conduce a un mejor desprendimiento del papel Kraft sobre el vidrio. Los resultados obtenidos confirmaron que el agregado de CA al 80% presentó potencial para modificar los componentes del sistema.Los ensayos de biodesintegración revelaron que luego de 21 días de estar en condiciones de compostaje los bioadhesivos se desintegraron. Fue factible obtener adhesivos biobasados para el pegado de etiquetas en sustrato vidrio con almidón de mandioca y un subproducto de la industria farmaceútica. Los adhesivos no sólo presentaron un buen desempeño mecánico sino una fácil remoción en agua tanto de la etiqueta como del adhesivo, siendo un resultado positivo no sólo desde el punto de vista operativo sino a nivel económico y ambiental.