Polímeros Caballo de Troya para una economía circular

Nueva estrategia para las poliolefinas reciclables

21.06.2023 - Estados Unidos

Es difícil imaginar nuestra vida cotidiana sin plásticos fabricados con poliolefinas. Por desgracia, faltan métodos prácticos para reciclar las poliolefinas. En la revista Angewandte Chemie, un equipo de investigadores ha presentado un nuevo método para fabricar nuevas poliolefinas que puedan deconstruirse químicamente y volver a polimerizarse sin pérdida de calidad. El secreto del método consiste en introducir dobles enlaces enmascarados en la cadena polimérica mediante un grupo funcional denominado "caballo de Troya" en la cadena polimérica.

Las poliolefinas son plásticos estables, ligeros, versátiles y baratos compuestos por cadenas de hidrocarburos muy largas. Sin embargo, su gran estabilidad y durabilidad tienen un inconveniente: tras su uso, las poliolefinas son extremadamente persistentes en el medio ambiente. El reciclado mecánico forma productos con propiedades inferiores. La alta estabilidad química de las poliolefinas también inhibe la despolimerización química para recuperar los monómeros.

Sería más sostenible una economía circular basada en poliolefinas alternativas, químicamente reciclables, que pudieran desmontarse en fragmentos más pequeños, purificarse y polimerizarse de nuevo. También es más probable que estos fragmentos más pequeños sean biodegradables si entran accidentalmente en el medio ambiente. A diferencia de las poliolefinas convencionales, estas cadenas poliméricas tendrían que contener grupos funcionales escindibles. Un equipo dirigido por Geoffrey W. Coates, de la Universidad de Cornell (Ithaca, NY, EE.UU.), ha dado un paso más en esta dirección. Su novedoso enfoque se basa en un pequeño número de enlaces insaturados que se incorporan a las cadenas de poliolefina con la ayuda de un grupo protector "caballo de Troya".

Para ello, el equipo polimeriza etileno en polietileno en presencia de un comonómero cíclico especial (oxa-norbornadieno). Al calentar el copolímero, el caballo de Troya se "abre" y los anillos se escinden mediante una reacción retro Diels-Alder, dejando un doble enlace en la cadena polimérica. La distancia entre los dobles enlaces en la columna vertebral del polímero puede controlarse variando la cantidad de comonómero en la alimentación.

En una reacción conocida como metátesis cruzada de olefinas, las cadenas se separan en los dobles enlaces y se unen a otra molécula (acrilato de 2-hidroxietilo) formando cadenas más pequeñas con grupos reactivos en los extremos. A continuación, estos macromonómeros se vuelven a unir para formar PE con poca cantidad de enlaces éster.

Con este método, el equipo pudo producir polímeros con propiedades térmicas y mecánicas correspondientes a las del polietileno de alta densidad (HDPE), un plástico muy importante y ampliamente utilizado. A diferencia del HDPE, el nuevo material tiene enlaces éster a lo largo de la columna vertebral del polímero. Cuando se reciclan, las cadenas poliméricas pueden dividirse químicamente en los enlaces éster para regenerar los macromonómeros originales. Una vez purificados, pueden volver a repolimerizarse sin pérdida de calidad.

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.

Publicación original

Polyethylene Incorporating Diels–Alder Comonomers: A “Trojan Horse” Strategy for Chemically Recyclable Polyolefins; Angewandte Chemie International Edition; 2023

https://www.quimica.es/noticias/1180842/polimeros-caballo-de-troya-para-una-economia-circular.html

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Polyethylene Incorporating Diels–Alder Comonomers: A “Trojan Horse” Strategy for Chemically Recyclable Polyolefins; Angewandte Chemie International Edition; 2023

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