Fabricación de polietileno injertado a partir de materiales renovables, polietileno obtenido y usos de este.

Procedimiento de fabricación de polímero injertado caracterizado por que comprende las siguientes etapas:

a) fermentación de materias primas renovables y, eventualmente purificación para producir al menos unalcohol seleccionado entre el etanol y las mezclas de alcoholes que comprenden etanol;

b) deshidratación del alcohol obtenido para producir, en un primer reactor, al menos un alceno seleccionadoentre el etileno y las mezclas de alcenos que comprenden etileno y, eventualmente, purificación del alceno paraobtener etileno;

c) polimerización, en un segundo reactor, del etileno en polietileno;

d) aislamiento del polietileno obtenido al final de la etapa c);

e) injertado del polietileno con al menos un monómero de injertado seleccionado entre los ácidos carboxílicosinsaturados o sus derivados funcionales, los ácidos dicarboxílicos insaturados con entre 4 y 10 átomos decarbono y sus derivados funcionales, los ésteres alquílicos en C1-C8 o los derivados ésteres glicidílicos de losácidos carboxílicos insaturados, las sales metálicas de ácidos carboxílicos insaturados.

Fabricación de polietileno injertado a partir de materias renovables, polietileno obtenido y usos de este La presente invención se refiere a un procedimiento de fabricación de polietileno injertado a partir de materias primas renovables.

En particular, la invención se refiere a un procedimiento de fabricación de polietileno injertado a partir de etileno obtenido mediante la deshidratación de alcoholes procedentes de la fermentación de materias primas renovables de preferencia las materias primas renovables son materias vegetales.

El polietileno es la poliolefina más antigua preparada industrialmente. Existen varios tipos de polietilenos que se clasifican por lo general en función de su densidad.

El polímero de alta densidad (HDPE por « high density polyethylene ») con una masa en volumen por lo general comprendida entre 0, 940 y 0, 965 g/cm3, este polímero se distingue por un bajo grado de ramificación y como consecuencia por unas fuerzas intermoleculares fuertes y por una fuerza de tensión elevada. La baja ramificación está garantizada por la elección del catalizador y de las condiciones reactivas.

El polímero de media densidad (MDPE por « medium density polyethylene ») con una masa en volumen por lo general comprendida entre 0, 925 y 0, 940 g/cm3, este polietileno presenta unas buenas propiedades frente a los impactos.

El polímero de baja densidad (LDPE por « low density polyethylene ») con una masa en volumen por lo general comprendida entre 0, 915 y 0, 935 g/cm3, este polímero presenta un alto grado de ramificación de cadenas (cortas y largas) . Este polietileno presenta una fuerza de tensión baja y una ductilidad incrementada.

El polímero lineal de baja densidad (LLDPE por « linear low density polyethylene ») con una masa en volumen por lo general comprendida entre 0, 915 y 0, 935 g/cm3, este polietileno es sustancialmente lineal con una gran cantidad de ramas cortas.

El polímero de muy baja densidad (VLDPE por « ver y low density polyethylene ») con una masa en volumen por lo general comprendida entre 0, 860 y 0, 910 g/cm3, este polietileno es sustancialmente lineal con una gran cantidad de ramas cortas.

Existen, además, sub-categorías cuando el polietileno está reticulado o también en función de su peso molecular.

Por otra parte, el polietileno se utiliza a menudo en asociación con un segundo material distinto del polietileno. Se pueden realizar, por ejemplo, unas películas multicapa que comprenden al menos una capa de polietileno y al menos otra capa de este segundo material. A título de ejemplo de segundo material, se pueden citar los polímeros polares así como los metales, las aleaciones de metales o sus óxidos. Como polímero polar, se pueden citar los polímeros nitrogenados y/u oxigenados como una poliamida, un copolímero saponificado de etileno y de acetato de vinilo o un poliéster. Sin embargo, estos materiales se adhieren poco o no se adhieren al polietileno. Es, por lo tanto, necesario utilizar una capa de « ligante » intermedia que se adhiere a las capas de polietileno y a la segunda capa con el fin de poder asociar estas 2 capas en la película multicapa. Aunque se han descrito unos polietilenos de origen renovable en la técnica anterior, como por ejemplo en el documento US 2007/021952, no existe hoy en día ningún ligante realizado a partir de materias primas renovables que permitan asociar una capa de polietileno a una capa de un segundo material.

De manera ventajosa e inesperada, los inventores de la presente solicitud han puesto en marcha un proceso de fabricación industrial a partir de materias primas renovables de un polietileno particular, que es un polietileno injertado, útil para la fabricación de ligante.

El procedimiento de acuerdo con la invención permite prescindir al menos en parte de las materias primas de origen fósil y sustituirlas por materias primas renovables.

Además, el polietileno que se obtiene siguiendo el procedimiento de acuerdo con la invención es de tal calidad que se puede utilizar en todas las aplicaciones en las que es habitual utilizar el polietileno injertado, incluso en las aplicaciones más exigentes.

En particular, permite fabricar un ligante a partir de materias primas renovables que permiten asociar una capa de polietileno con un segundo material seleccionado entre los polímeros polares así como los metales, las aleaciones de metales y sus óxidos.

La invención tiene por objeto un procedimiento de fabricación de polietileno injertado que comprende las siguientes etapas:

a) fermentación de materias primas renovables y, eventualmente purificación para producir al menos un alcohol seleccionado entre el etanol y las mezclas de alcoholes que comprenden etanol; b) deshidratación del alcohol obtenido para producir, en un primer reactor, al menos un alceno seleccionado entre el etileno y las mezclas de alcenos que comprenden etileno y, eventualmente, purificación del alceno para obtener etileno; c) polimerización, en un segundo reactor, del etileno en polietileno; d) aislamiento del polietileno obtenido al final de la etapa c) ; e) injertado del polietileno con al menos un monómero de injertado seleccionado entre los ácidos carboxílicos insaturados o sus derivados funcionales, los ácidos dicarboxílicos insaturados con entre 4 y 10 átomos de carbono y sus derivados funcionales, los ésteres alquílicos en C1-C8 o los derivados ésteres glicidílicos de los ácidos carboxílicos insaturados, de las sales metálicas de ácidos carboxílicos insaturados.

La invención también tiene por objeto el polietileno que se puede obtener mediante el procedimiento de acuerdo con la invención, o de manera más general el polietileno injertado con el monómero de injertado anterior, en el cual al menos una parte de los átomos de carbono es de origen renovable, pudiendo determinarse esta parte de origen renovable de conformidad con la norma ASTM D 6866-06.

La invención también tiene por objeto los copolímeros y las composiciones que comprenden dicho polietileno y también los usos de este polietileno.

Se mostrarán otros objetos, aspectos y características de la invención con la lectura de la siguiente descripción.

La etapa a) del procedimiento de fabricación de polietileno de acuerdo con la invención comprenden la fermentación de materias primas renovables para producir al menos un alcohol, seleccionándose dicho alcohol entre el etanol y las mezclas de alcoholes que comprenden etanol.

Una materia prima renovable es un recurso natural, por ejemplo animal o vegetal, cuyas reservas se pueden reponer en un periodo corto a escala humana. Es necesario, en particular, que estas reservas se puedan renovar tan rápido como se consuman. Por ejemplo, las materias vegetales presentan la ventaja de poder cultivarse sin que su consumo conduzca a una reducción aparente de los recursos naturales.

A diferencia de los materiales procedentes de materias fósiles, las materias primas renovables contienen 14C. Todas las muestras de carbono extraídas de organismos vivos (animales o vegetales) son de hecho una mezcla de 3 isótopos: 12C (que representa alrededor del 98, 892 %) , 13C (alrededor del 1, 108 %) y 14C (trazas: 1, 2.10-10 %) . La relación 14C/12C de los tejidos vivos es idéntica a la de la atmósfera. En el medio ambiente, el 14C existe con dos formas preponderantes: en forma de gas carbónico (CO2) y en forma orgánica, es decir de carbono integrado dentro de las moléculas orgánicas.

En un organismo vivo, la relación 14C/12C la mantiene constante el metabolismo ya que el carbono se intercambia continuamente con el ambiente exterior. Al ser la proporción de 14C constante en la atmósfera, lo mismo sucede dentro del organismo, mientras está vivo, puesto que absorbe este 14C en la misma cantidad que el 12C ambiente. La relación media de 14C/12C es igual a 1, 2x10-12 .

El 12C es estable, es decir que el número de átomos de 12C en una muestra dada es constante a lo largo del tiempo. El 14C es radioactivo, el número de átomos de 14C en una muestra decrece a lo largo del tiempo (t) , siendo su periodo de semivida igual a 5.730 años.

El contenido en 14C es esencialmente constante desde la extracción de las materias primas renovables hasta la fabricación del polietileno de acuerdo con la invención e incluso hasta el final de la vida del objeto fabricado con dicho polietileno.

En consecuencia, la presencia de 14C en un material, y esto, sea cual sea la cantidad, ofrece una indicación del origen de las moléculas que lo constituyen, esto es que proceden de materias primas renovables y no de materiales fósiles.

La cantidad de 14C en un material se puede determinar mediante uno de los... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de fabricación de polímero injertado caracterizado por que comprende las siguientes etapas:

a) fermentación de materias primas renovables y, eventualmente purificación para producir al menos un alcohol seleccionado entre el etanol y las mezclas de alcoholes que comprenden etanol; b) deshidratación del alcohol obtenido para producir, en un primer reactor, al menos un alceno seleccionado entre el etileno y las mezclas de alcenos que comprenden etileno y, eventualmente, purificación del alceno para obtener etileno; c) polimerización, en un segundo reactor, del etileno en polietileno; d) aislamiento del polietileno obtenido al final de la etapa c) ; e) injertado del polietileno con al menos un monómero de injertado seleccionado entre los ácidos carboxílicos insaturados o sus derivados funcionales, los ácidos dicarboxílicos insaturados con entre 4 y 10 átomos de carbono y sus derivados funcionales, los ésteres alquílicos en C1-C8 o los derivados ésteres glicidílicos de los ácidos carboxílicos insaturados, las sales metálicas de ácidos carboxílicos insaturados.

2. Procedimiento de fabricación de polietileno de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que las materias primas renovables son materias vegetales seleccionadas entre la caña de azúcar y la remolacha azucarera, el arce, la palmera de dátiles, la palma de azúcar, el sorgo, el agave americana, el maíz, el trigo, la cebada, el sorgo, el trigo blando, el arroz, la patata, la mandioca, el boniato, las algas.

3. Procedimiento de fabricación de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el cual el monómero de injertado es el anhídrido metálico.

4. Procedimiento de fabricación de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en el cual el anhídrido maleico se obtiene a partir de materias primas renovables.

5. Procedimiento de fabricación de polietileno de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que se lleva a cabo una etapa de purificación en la etapa a) o en la etapa b) .

6. Procedimiento de fabricación de polietileno de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el polietileno preparado en la etapa c) es polietileno lineal de baja densidad de metaloceno « m-LLDPE » preparado de acuerdo con el método en solución por medio de un catalizador de metaloceno.

7. Procedimiento de fabricación de una composición, comprendiendo dicha composición polietileno obtenido siguiendo el procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

8. Procedimiento de fabricación de un ligante de coextrusión, comprendiendo dicho ligante polietileno obtenido siguiendo el procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

9. Procedimiento de fabricación de un ligante de coextrusión de acuerdo con la reivindicación 8, que comprende una etapa de dilución en un polímero adicional.

10. Procedimiento de fabricación de un ligante de coextrusión que comprende una mezcla coinjertada de al menos un polímero de coinjertado y de un polietileno obtenido siguiendo las etapas a) a d) del procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, estando esta mezcla coinjertada con al menos uno de los monómeros de injertado seleccionados entre los ácidos carboxílicos insaturados o sus derivados funcionales, teniendo los ácidos dicarboxílicos insaturados entre 4 y 10 átomos de carbono y sus derivados funcionales, los ésteres alquílicos en C1-C8 o los derivados ésteres glicidílicos de los ácidos carboxílicos insaturados, las sales metálicas de ácidos carboxílicos insaturados.

11. Procedimiento de un ligante de coextrusión de acuerdo con la reivindicación 10, que comprende una etapa de dilución en un polímero adicional.

12. Procedimiento de fabricación de una estructura multicapa, caracterizado por que comprende un ligante de coextrusión obtenido de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11.