23.12.2022 - Universität Konstanz

Resistente y biodegradable

Un plástico de poliéster de gran estabilidad mecánica, que además es fácilmente reciclable e incluso compostable

¿Cómo pueden diseñarse los plásticos para que conserven sus propiedades y, al mismo tiempo, puedan reciclarse mejor? Esta y otras cuestiones relacionadas con la ecología de los plásticos son el objetivo del químico Stefan Mecking y su grupo de investigación de la Universidad de Constanza. En su último artículo, publicado en la edición internacional de Angewandte Chemie, el equipo presenta un nuevo poliéster con propiedades atractivas para la industria y respetuoso con el medio ambiente.

Normalmente poco compatibles

Los plásticos están formados por largas cadenas de uno o varios módulos químicos básicos, los llamados monómeros. Los plásticos que se distinguen por su alta cristalinidad y repelencia al agua, por lo que son mecánicamente muy resistentes y estables, son muy utilizados. Un ejemplo bien conocido es el polietileno de alta densidad (HDPE), cuyos módulos básicos consisten en moléculas de hidrocarburos no polares. Lo que por un lado pueden ser propiedades ventajosas para las aplicaciones también puede tener efectos adversos: El reciclado de estos plásticos y la recuperación de los módulos básicos consumen mucha energía y son ineficaces. Además, si estos plásticos se filtran al medio ambiente, el proceso de degradación es extremadamente largo.

Para superar esta supuesta incompatibilidad entre la estabilidad y la biodegradabilidad de los plásticos, Mecking y su equipo insertan "puntos de ruptura" químicos en sus materiales. Ya demostraron que esto mejora enormemente la reciclabilidad de los plásticos similares al polietileno. Sin embargo, una buena biodegradabilidad no está automáticamente garantizada. "Los plásticos suelen ser muy resistentes porque están ordenados en estructuras cristalinas densamente empaquetadas", explica Mecking: "La cristalinidad en combinación con la repelencia al agua suele ralentizar mucho el proceso de biodegradación, ya que dificulta el acceso de los microorganismos a los puntos de rotura". Sin embargo, esto no ocurre con el nuevo plástico de los investigadores.

Cristalino pero compostable

El nuevo plástico, poliéster-2,18, consta de dos módulos básicos: una unidad corta de diol con dos átomos de carbono y un ácido dicarboxílico con 18 átomos de carbono. Ambos módulos pueden obtenerse fácilmente de fuentes sostenibles. Por ejemplo, el material de partida del ácido dicarboxílico, que es el principal componente del plástico, procede de una fuente renovable. Las propiedades del poliéster se asemejan a las del HDPE: debido a su estructura cristalina, por ejemplo, presenta tanto estabilidad mecánica como resistencia a la temperatura. Al mismo tiempo, los primeros experimentos de reciclabilidad demostraron que, en condiciones comparativamente suaves, se pueden recuperar los módulos básicos de este material.

El nuevo plástico también tiene otra propiedad bastante inesperada: a pesar de su alta cristalinidad, es biodegradable, como demostraron los experimentos de laboratorio con enzimas naturales y las pruebas en una planta industrial de compostaje. En un experimento de laboratorio, las enzimas degradaron el poliéster en pocos días. Los microorganismos de la planta de compostaje necesitaron unos dos meses, por lo que este plástico cumple incluso las normas ISO de compostaje. "A nosotros también nos sorprendió esta rápida degradación", dice Mecking, que añade: "Por supuesto, no podemos trasladar los resultados de la planta de compostaje uno a uno a cualquier condición medioambiental imaginable. Pero sí confirman que este material es realmente biodegradable e indican que es mucho menos persistente que plásticos como el HDPE, si se liberara involuntariamente en el medio ambiente."

Ahora se van a seguir estudiando tanto la reciclabilidad de este poliéster como su biodegradabilidad en condiciones ambientales variables. Mecking ve posibles aplicaciones para este nuevo material, por ejemplo en la impresión 3D o en la producción de láminas de embalaje. Además, hay otras áreas de interés, en las que es deseable combinar la cristalinidad con la reciclabilidad y la degradación de partículas abrasivas o pérdidas similares de material.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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