PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN DE UN MATERIAL POLIMÉRICO.

La invención describe un procedimiento de obtención de un material polimérico que comprende añadir copolímero de PPG-PEG-PPG como extensor de cadena a una matriz de polímero poliolefínico,

previo a su conformado. El material polimérico de la invención puede contener un antioxidante para su liberación controlada al medio con el que está en contacto, lo cual supone la principal ventaja tecnológica de la invención sobre la técnica. La incorporación del extensor de cadena favorece la migración de los principios activos que se adicionan al material polimérico mejorando las prestaciones de los materiales activos existentes actualmente en el mercado en la protección de alimentos, cosméticos o productos farmacéuticos.

PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN DE UN MATERIAL POLIMÉRICO

CAMPO DE LA INVENCIÓN

La presente invención describe el uso de extensores de cadena PPG-PEG-PPG en

5 una matriz de poliolefinas para la obtención de un material polimérico. Comprende la

inclusión de este extensor de cadena en matrices de poliolefinas con el objetivo de

favorecer la liberación controlada de compuestos activos desde el polímero al producto

en contacto con él. Tiene aplicación en el desarrollo de plásticos para conservación y

embalaje de alimentos perecederos en la industria de alimentación, cosmética o

10 farmacéutica.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

Los extensores de cadena han sido incorporados a las mezclas poliméricas con el

objetivo de aumentar el tamaño de la cadena polimérica, lo cual lleva asociado una

15 mejora de las propiedades del polímero. Entre estas mejoras, mayor estabilidad de los

polímeros, la viscosidad, mayor el peso molecular y en general sus propiedades

mecánicas (Li et al., “Viscoelastic properties of a modified bio-polymers prepared by

blending poly (3-hydrobutyrate-co.4-hydrobutyrate) with chain extenders”, 2010, 3rd

Internacional Conference on Biomedical Engineering and Informatics, 1739-1742) .

20

Awaja ha descrito el uso de extensores de cadena polimérica en el proceso de

reciclado de PET con el objetivo de enlazar cadenas rotas por el uso del material

polimérico (Awaja, F., Pavel, D. Recycling of PET. European Polymer Journal 41,

1453-1477) . La solicitud US 2004/0138381 A1 describe el uso de extensores de

25 cadena oligoméricos para el procesado, post-procesado y reciclado de polímeros de

condensación, su síntesis, composición y aplicaciones con el objetivo de mejorar las

características físicas de dichos polímeros.

Otros autores han demostrado la permeabilidad conferida por el uso de extensores de

30 cadena en matrices de poliuretano. Esta permeabilidad permite mejorar o modificar las

propiedades de los polímeros obtenidos con la incorporación de aditivos externos.

En la técnica actual la capacidad de liberación controlada de elementos activos desde el polímero al exterior gracias a la presencia de extensores de cadena como modificadores de la matriz polimérica ha sido únicamente propuesto para polímeros basados en monómeros con cierta polaridad, tales como ácido poliláctico (PLA) ,

acetato de celulosa, ácido poliláctico co-glicólico (PLGA) , etc; polímeros que tienen una baja o nula aplicabilidad en el sector del embalaje alimentario debido principalmente a su alta permeabilidad al oxígeno (US 2010/0112055 A1; GB 2408510 A) .

La formación del enlace entre la matriz polimérica y el extensor se ve favorecida por la presencia de grupos capaces de interaccionar con los grupos hidroxilos funcionales terminales de este último, de ahí que la técnica actual sólo utilice los extensores para reaccionar con matrices poliméricas de cierta polaridad. Nunca se ha propuesto un sistema similar para polietileno de baja densidad (LDPE) o para polipropileno (PP) ,

empleados en el sector del embalaje alimentario y basados en monómeros apolares de naturaleza completamente diferente a los anteriores.

El LDPE y PP son los polímeros comúnmente empleados en aplicaciones de embalaje concernientes a uso alimentario. La inclusión de elementos activos en la composición del material de envasado con el doble objetivo de la protección del propio envase y de la liberación controlada de dicho principio activo al alimento constituye un área del que los inventores no conocen antecedentes.

Respecto al extensor utilizado en la presente invención, el PPG-PEG-PPG, existen en el mercado tres tipos diferenciados principalmente por su peso molecular y por el número de unidades repetitivas presentes en cada uno de ellos. Sus características se recogen en la Tabla I:

Tabla I

PPG-PEG-PPG 2000 PPG-PEG-PPG 2700 PPG-PEG-PPG 3300

Peso molecular ~2000 ~2700 ~3300

Composición PEG, 50 wt. % PEG, 40 wt. % PEG, 10 wt. %

Índice de n20/D 1, 461 n20/D 1, 459 n20/D 1, 454

refracción

Tensión superficial 51 dinas/cm, 25 °C, 0, 1 wt. % en H2O 44 dinas/cm, 25 °C, 0, 1 wt. % en H2O 34 dinas/cm, 25 °C, 0, 1 wt. % en H2O

Viscosidad 480 cP (77 °C) 600 cP (25 °C) 660 cP (25 °C)

Temperatura de transición Punto de congelación: 15 °C Punto de ablandamiento: 18 °C Punto de ablandamiento: −25 °C

Punto de turbidez 69 °C (1 wt% solución acuosa) Punto de turbidez 46 °C (1 wt% solución acuosa) Punto de turbidez 25 °C (1 wt% solución acuosa)

Densidad 1, 058 g/mL a 25 °C 1, 048 g/mL a 25 °C 1, 018 g/mL a 25 °C

Balance hidrofílicolipofílico (HLB) 12, 0 – 18, 0 7, 0 – 12, 0 2, 0 – 7, 0

Estos tres tipos de PPG-PEG-PPG han sido comercializados para sus aplicaciones como limpiadores de superficies duros y blandos, antiespumantes en recubrimientos y 5 en tratamientos de agua, lubricante en el trabajo de metales, anti-espumantes y como extensores de cadena en poliésteres lineales y poliuretanos. A diferencia del PP y PE utilizados en la presente invención, los poliésteres y los poliuretanos se caracterizan por ser polímeros de carácter polar, termoplásticos, lineales y con alta cristalinidad en el caso de los poliestirenos lineales y termoplásticos o termoestables en función de su estructura química, con alta resistencia mecánica y alto poder amortiguador en el caso de los poliuretanos, propiedades todas ellas que determinan su funcionalidad y aplicaciones.

Tekade propone el uso de PEG 400 para mejorar la formación de una lámina polimérica proveniente de fuentes naturales, las semillas de la planta Delonix regia, para reducir la fragilidad de dicha lámina y dotarle de elasticidad con el fin de promover la liberación controlada de fármacos en el colon (Tekade A. R., Gattani, S.

G. “Investigation on physical-mechanical properties of natural films”, 2010, Internacional Journal of PharmTech Research 2, 106-112) . Este artículo no describe ninguna aplicación relacionada con el sector alimentario ni sugiere su uso para ese fin, del mismo modo que la matriz polimérica no consiste ni en PP ni PE sino en la lámina experimental extraída de las semillas de Delonix regia, biodegradable y cuyas propiedades se encuentran bajo fase de estudio.

La solicitud internacional WO 2010/140041 A1 describe el uso de copolímeros de bloque como extensores de cadena y modificadores de superficie. Los copolímeros de bloque, definidos como macromoléculas compuestas por dos o más unidades repetitivas distintas unidas por medio de enlaces químicos con alternancia de largas secuencias de uno y otro monómero, se presentan como atractivos modificadores de polímeros cristalinos al no provocar serios descensos de la Temperatura de Cristalización (Tm) , demostrando a su vez propiedades térmicas y mecánicas superiores a la de sus correspondientes copolímeros y homopolímeros. El extensor de cadena de la presente invención pertenece a esta familia de los copolímeros de bloque así definidos. Sin embargo, la solicitud de referencia no estudia la permeabilidad de los polímeros obtenidos ni aporta ningún dato de la velocidad de liberación de posibles principios activos introducidos en su estructura, y por tanto no sugiere la presente invención ni puede afectar a su patentabilidad.

El problema que plantea la técnica es conseguir modificar las propiedades de polímeros destinados a su uso en alimentación y dotarles de la capacidad de liberación controlada de principios activos. La solución que propone la presente invención es la incorporación del extensor de cadena PPG-PEG-PPG en el polímero poliolefínico que sirve de matriz en el proceso de fabricación del poliuretano.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención es un procedimiento de obtención de un material polimérico, que comprende añadir copolímero de polipropilenglicol-polietilenglicol-polipropilenglicol (PPG-PEG-PPG) , preferiblemente con un peso molecular medio de 2000 daltons, a una matriz de polímero poliolefínico seleccionado preferiblemente entre el grupo comprendido por tereftalato de polietileno (PET) , polímero de base poliéster, polipropileno (PP) , polietileno de alta densidad (HDPE) , polietileno de media densidad (MDPE) , politetileno de baja densidad (LDPE) o policloruro de vinilo (PVC) , previo al conformado de dicho material polimérico.

En una realización más restringida, el procedimiento de la invención consiste en añadir los componentes descritos, previo a su conformado.

La obtención de dicho material polimérico comprende el conformado de la...

1. Procedimiento de obtención de un material polimérico, que comprende añadir copolímero de PPG-PEG-PPG a una matriz de polímero poliolefínico previo al conformado de dicho material polimérico.

2. Un procedimiento según la reivindicación 1, en que dicho conformado se realiza por extrusión, inyección o termoconformado.

3. Un procedimiento según una de las reivindicaciones 1 ó 2, en que dicho conformado se realiza a una temperatura de entre 150 y 320 ºC.

4. Un procedimiento según la reivindicación 3, en que dicha temperatura es de entre 170 y 200 ºC

5. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en que dicho copolímero de PPG-PEG-PPG presenta un peso molecular medio de 2000 Dalton.

6. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en que dicho copolímero de PPG-PEG-PPG está presente en un porcentaje entre el 1% y el 5% en peso respecto del total de dicho material polimérico.

7. Un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en que dicho polímero poliolefínico está seleccionado entre el grupo comprendido por PET, polímero de base poliéster, PP, HDPE, MDPE, LDPE y PVC.

8. Material polimérico obtenido por el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

9. Un material polimérico según la reivindicación 8, que comprende al menos un agente activo.

10. Un material polimérico según una de las reivindicaciones 8 ó 9, en que dicho agente activo presenta un peso molecular entre 150 y 1500 Dalton.

11. Un material polimérico según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en que dicho agente activo es un antioxidante.

12. Un material polimérico según la reivindicación 11, en que dicho antioxidante está presente en una proporción de hasta el 5% en peso respecto del total de dicho material polimérico.

13. Un material polimérico según una de las reivindicaciones 11 ó 12, en que dicho 5 antioxidante es tocoferol.

14. Un material polimérico según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 13, con estructura de multicapa.

15. Un material polimérico según cualquiera de las reivindicaciones 8 a 14, caracterizado por que presenta en el espectro IR una banda correspondiente al

grupo hidroxilo y otra banda correspondiente al conjunto de grupos CH, CO y/o CC, y por que presenta señales de protón en RMN a desplazamientos δ de 3, 65, 3, 45, 3, 40 y 1, 20 ppm con una tolerancia de ±0, 02 ppm.

16. Plástico que comprende dicho material polimérico.

0, 7 0, 6

0, 5

0, 4

0, 3

0, 2

0, 1

0, 0

-0, 1

«.CoI.ancia -unidadeC aI.itIaIiaC)

Longitud de onda -cm-1)

Fig. 1

Fig. 2a

Fig. 2.