Un grupo de plásticos reciclables descubierto recientemente parece ser una alternativa prometedora al plástico duro que es difícil de reciclar. Sin embargo, todavía no vemos estos denominados vitrímeros utilizados en productos porque son difíciles de procesar. Investigadores de la Universidad Tecnológica de Eindhoven descubrieron que la procesabilidad de esta nueva forma de plásticos está influenciada no solo por la temperatura sino también por la densidad. Tales conocimientos deberían conducir, entre otras cosas, a tableros reciclables para la industria automotriz. Estos resultados fueron publicados ayer en la revista PNAS .

Se sabe que el plástico es difícil de reciclar y, por lo tanto, muy poco respetuoso con el medio ambiente. Sin embargo, esto se refiere principalmente a los llamados plásticos duros, o termoendurecibles, como bolas de billar o el tablero de su automóvil. Otro grupo de plásticos, termoplásticos, que la industria utiliza para fabricar láminas, tazas de café o juguetes, es muy fácil de reciclar pero, lamentablemente, también mucho menos resistente. En 2011, se desarrolló un nuevo grupo de plásticos, los llamados vitrímeros, que son tan fuertes como los plásticos duros y son reciclables. En 2015, el descubridor del material fue proclamado Inventor Europeo por la Oficina Europea de Patentes (EPO).

Material misterioso

No importa lo prometedor que sea, Los polímeros vitriméricos están todavía muy lejos de su aplicación comercial. Para llegar a esta etapa los fabricantes deben saber cómo dar al material las propiedades deseadas para que pueda utilizarse en productos. Científicos, sin embargo, todavía están en gran parte en la oscuridad sobre cómo funciona exactamente el material.

La física de TU / e Liesbeth Janssen, Doctor. la estudiante Simone Ciarella y el estudiante de licenciatura Rutger Biezemans ahora están presentando un modelo de computadora que muestra cómo la temperatura y la densidad afectan los polímeros vitriméricos. Janssen:"Ahora que comprendemos mejor la composición física del material, esperamos producir plásticos reciclables reales para la industria en un proyecto de seguimiento ".

La fragilidad determina la reciclabilidad

Su modelo muestra que la fragilidad de los vitrímeros es determinante para su procesabilidad en fábrica. Ciarella:"La fragilidad es la velocidad a la que un material cambia de sólido a líquido (fusión) y viceversa (solidificación). Cuanto menor es el valor de fragilidad, cuanto más fácil es procesar el plástico y, por tanto, mejor se puede reciclar el material ".

Además de comprender y predecir qué tipo de influencia tiene esta fragilidad, Liesbeth Janssen y sus colegas incluso pudieron ajustar la fragilidad del plástico. Parece que la fragilidad se puede cambiar ajustando la densidad del material. De este modo, en el futuro, el fabricante podrá establecer exactamente el comportamiento deseado.

Abrir y cerrar conexiones

Para explicar el efecto, Necesitamos acercarnos a las propiedades físicas de los tres tipos de plásticos. Los plásticos consisten en hebras muy largas, también llamados polímeros. Los termoestables son tan fuertes debido a las muchas conexiones entre estos hilos. Y eso explica inmediatamente la escasa reciclabilidad. El calentamiento provoca la rotura irreversible de estas conexiones. Los termoplásticos no tienen conexiones, y por lo tanto se deforman fácilmente al aumentar la temperatura. Pero eso también los hace menos fuertes.

Ciarella:"Lo interesante de los polímeros vitriméricos es que tienen muchas conexiones, pero cuando se calientan, estas conexiones pueden cambiar entre diferentes hilos. A temperatura ambiente, por tanto, estos vitrímeros se comportan tan fuertemente como los termoestables. Pero cuando se calienta, se comportan como termoplásticos fácilmente deformables, por tanto, cuando se funden, estos plásticos conservan su calidad ".