Desarrollo y caracterización de sistemas de alta barrera basados en un copolímero de etileno y alcohol vinílico (EVOH) para su aplicación en estructuras multicapa termoconformadas en la industrial del envasado

Résumé

El objetivo fundamental de esta Tesis Doctoral es el estudio y caracterización de mezclas binarias y ternarias basadas en un copolímero EVOH al que se le ha adicionado una poliamida amorfa y/o un ionómero, con la finalidad de mejorar la termoconformabilidad del copolímero EVOH enprocesos de conformado profundo y manteniendo a su vez, unas buenas propiedades barrera a gases en presencia de humedades relativas elevadas.El copolímero EVOH de bajo contenido en etileno (32% molar) presenta dificultades para ser conformado, particularmente en conformados profundos y a velocidades elevadas, debido a la aparición de grietas y desgarros.Asimismo, se produce una reducción significativa en sus propiedades barrera cuando es expuesto a humedades altas.Los estudios de caracterización realizados en las mezclas binarias y ternarias, a partir de muestras obtenidas por moldeo por compresión desde elfundido y por extrusión, indican que los sistemas no son miscibles termodinámicamente. No obstante, la adición de pequeñas cantidades de ionómero en las mezclas ternarias EVOH/PA/Ionómero, o bien de contenidos elevados en las mezclas EVOH/Ionómero puede tener un efecto compatibilizador, según se observó mediante las técnicas de DSC, TGA y SEM.Por otra parte, se ha realizado un análisis mediante el método de los elementos finitos sobre diversos diseños de moldes, con el propósito depredecir la distribución de espesores alcanzada en la pieza conformada y cuyos resultados han sido comparados con los obtenidos en un proceso realde termoconformado a vacío.En ensayos de termoconformado reales se ha podido comprobar que la presencia de ionómero permite ampliar la ventana de conformado del EVOH, siendo la mezcla ternaria EVOH/PA/Ionómero (80/10/10) la que presenta un balance óptimo de propiedades, con una mejor conformabilidad y una distribución de espesores más uniforme. Asimismo, se llevaron a cabo estudios preliminares de permeabilidad al oxígeno en las mezclas a dos humedades, 0% y 80%HR, observándose un ligero aumento (con un máximo de 3 veces) en la permeabilidad de las mezclas respecto del EVOH puro.