Los plásticos podrían tener una segunda vida como tensioactivos biodegradables
Un nuevo proceso químico proporciona productos químicos biodegradables
Científicos del Institute for Cooperative Upcycling of Plastics (iCOUP), un Centro de Investigación de la Frontera de la Energía dirigido por el Laboratorio Ames, han descubierto un proceso químico que proporciona productos químicos biodegradables y valiosos, que se utilizan como tensioactivos y detergentes en una serie de aplicaciones, a partir de plásticos desechados. El proceso tiene el potencial de crear ciclos de vida más sostenibles y económicamente favorables para los plásticos.
Las largas cadenas de hidrocarburos de los polímeros se rompen en unidades más cortas con la introducción de grupos terminales de aluminio.
Ames Laboratory, U.S. Department of Energy
Los investigadores centraron su trabajo en la deconstrucción de las poliolefinas, que representan más de la mitad de todos los plásticos desechados e incluyen casi todo tipo de productos imaginables: juguetes, envases de alimentos, sistemas de tuberías, botellas de agua, tejidos, zapatos, coches y muebles.
"Los plásticos, y especialmente las poliolefinas, son materiales que podríamos llamar demasiado exitosos", dijo el director de iCOUP, Aaron Sadow. "Son fantásticos -fuertes, ligeros, térmicamente estables, químicamente resistentes- para todas las aplicaciones en las que los usamos, pero el problema viene cuando ya no los necesitamos".
Todo está en la construcción química de los plásticos de poliolefina que los hace tan resistentes y duraderos -cadenas largas y fuertes de enlaces carbono-carbono- que también los hace difíciles de descomponer. Además, las poliolefinas carecen en general de los grupos químicos que podrían ser objeto de los procesos de deconstrucción. Muchos de los procesos existentes para reciclar el plástico dan como resultado componentes menos valiosos y utilizables, lo que hace que la viabilidad económica del reciclaje sea mucho menos atractiva.
El nuevo proceso utiliza lo que la ciencia ya conoce sobre los pasos clave de la polimerización -el ensamblaje de largas cadenas de polímeros- pero a la inversa, rompiendo algunos de los enlaces carbono-carbono de las cadenas. Una vez que se rompen algunos enlaces carbono-carbono, las cadenas poliméricas acortadas se transfieren a un grupo terminal de aluminio para formar especies reactivas. Los catalizadores y las reacciones de este nuevo proceso están relacionados con los utilizados en la polimerización de alquenos, aprovechando una química catalítica bien conocida. Por último, los productos intermedios de esta nueva transformación se convierten fácilmente en alcoholes grasos o ácidos grasos, o se utilizan en otra química sintética, para crear productos químicos o materiales que son valiosos en toda una serie de formas: como detergentes, emulsionantes, productos farmacéuticos y cosméticos. Dado que el proceso se controla catalíticamente, se pueden seleccionar las longitudes de cadena deseadas para la síntesis.
Lo mejor del proceso es que sus productos finales son biodegradables, a diferencia de los materiales de partida de polietileno y polipropileno.
"Los ácidos grasos y los alcoholes se biodegradan en el medio ambiente con relativa rapidez. Si estos subproductos encuentran un nuevo uso en otro lugar, es maravilloso, pero también tiene un final de vida, lo que significa que no se acumulará en el medio ambiente como los plásticos", dijo Sadow.
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