Han logrado ‘romper’ el plástico en sus componentes básicos moleculares y recuperar más del 90%

Un equipo de investigadores de ETH dirigido por Athina Anastasaki logró descomponer el plástico en sus componentes básicos moleculares y recuperar más del 90 por ciento de ellos. Un primer paso hacia el auténtico reciclaje de plástico.

La industria química tiene una larga tradición en la producción de polímeros.

Esto implica convertir pequeños bloques de construcción moleculares en largas cadenas de moléculas que se unen entre sí.

Los polímeros son la base de todo tipo de plásticos cotidianos, como el PET y el poliuretano.

Sin embargo, aunque la formación de polímeros está bien establecida y bien investigada, los científicos han prestado poca atención a cómo se descomponen las cadenas de polímeros (un proceso llamado despolimerización) para recuperar sus componentes básicos individuales: los monómeros.

Una de las razones de esto es que la descomposición de los polímeros es un proceso complejo.

El hecho de que un polímero se pueda volver a descomponer en sus partes constituyentes depende de cuál de los diferentes procesos de fabricación de polímeros se utilizó.

Otra razón es que los procesos de despolimerización utilizados hasta la fecha requieren mucha energía, lo que los ha hecho económicamente inviables.

A esto se suma el hecho de que los polímeros reciclados generalmente solo se utilizan en la fabricación de productos de bajo valor.

Athina Anastasaki, profesora de materiales poliméricos en ETH Zurich, quiere cambiar esto.

Se ha fijado el objetivo de producir polímeros que puedan descomponerse fácilmente en sus componentes básicos para que puedan reciclarse por completo.

Anastasaki y sus colegas muestran que pueden descomponer ciertos polímeros en sus componentes básicos (monómeros) y reciclarlos para usarlos en materiales para otras aplicaciones.

Los polímeros descompuestos son polimetacrilatos (por ejemplo, Plexi Glass) que se produjeron utilizando una técnica de polimerización específica llamada polimerización de transferencia de cadena de fragmentación de adición reversible, también conocida como RAFT.

Este método relativamente nuevo, que ahora también atrae el interés de la industria, produce cadenas de polímeros de longitud uniforme.

Los investigadores de ETH Zurich han logrado recuperar hasta el 92 por ciento de los componentes básicos de los polimetacrilatos sin agregar un catalizador que permita o acelere la reacción.

“Nuestro método posiblemente podría desarrollarse aún más para involucrar el uso de un catalizador.

Esto podría aumentar aún más la cantidad recuperada”, dice Anastasaki.

El grupo químico presente al final de la cadena de un polímero es crucial para la descomposición del polímero.

Al calentar la mezcla de polímeros y disolventes a 120 °C, los investigadores crearon lo que se conoce como “radicales” al final de una cadena de polimetacrilato, lo que desencadenó la despolimerización.

Investigadores de la Universidad Nacional de Australia en Canberra pudieron confirmar los resultados matemáticamente.

Según Anastasaki, los componentes básicos recuperados de esta manera se pueden usar para producir el mismo polímero o un producto completamente diferente: un hidrogel insoluble que también se puede descomponer en sus monómeros.

Los productos de nueva creación son de calidad similar a los originales.

Esto contrasta con los productos anteriores fabricados con polímeros reciclados.

Pero hay un problema:

“Los productos hechos con polimerización RAFT son más caros que los polímeros convencionales“, dice Anastasaki.

Para abordar este inconveniente, ella y su grupo ya están trabajando en expandir el método para aplicaciones a gran escala, lo que lo hará más competitivo y los productos resultantes serán más baratos.

Los investigadores también tienen como objetivo aumentar la cantidad recuperada y recuperar todos los componentes básicos de un polímero.

También están investigando si se pueden despolimerizar otros polímeros.

Ella está particularmente interesada en el poliestireno, un plástico muy extendido y de bajo costo que se usa en muchas áreas de la vida cotidiana (espuma de poliestireno).

Incluso si este nuevo método genera esperanzas de resolver el problema de los desechos plásticos de la humanidad, Anastasaki descarta la idea por el momento.

No hay una solución rápida al problema. Ella continúa diciendo.

“Tomará mucho tiempo e investigación antes de que el proceso se establezca en la industria química”.

Tampoco eliminará los residuos plásticos: los polímeros actuales no se pueden descomponer de esta manera.

Algunos polímeros nuevos y adecuados deben entrar en circulación antes de que se puedan recuperar sus componentes básicos.

Pero el método tiene una ventaja: no se necesitan nuevas plantas químicas para su introducción y uso.

“Solo estamos al comienzo de nuestra investigación sobre la despolimerización.

Hay más de 30 000 estudios sobre el desarrollo de nuevas estrategias de polimerización, y solo unos pocos abordan el tema de la recuperación de monómeros”, dice Anastasaki.

Fuente: ACS