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

Abstract

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 en<br/>procesos de conformado profundo y manteniendo a su vez, unas buenas propiedades barrera a gases en presencia de humedades relativas elevadas.<br/>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.<br/>Asimismo, se produce una reducción significativa en sus propiedades barrera cuando es expuesto a humedades altas.<br/>Los estudios de caracterización realizados en las mezclas binarias y ternarias, a partir de muestras obtenidas por moldeo por compresión desde el<br/>fundido 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.<br/>Por otra parte, se ha realizado un análisis mediante el método de los elementos finitos sobre diversos diseños de moldes, con el propósito de<br/>predecir la distribución de espesores alcanzada en la pieza conformada y cuyos resultados han sido comparados con los obtenidos en un proceso real<br/>de termoconformado a vacío.<br/>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.