Asientos de estadio al aire libre, fijaciones de esquí, refuerzos de neumáticos y otros productos que requieran resistencia, la durabilidad y la resistencia a la intemperie están hechas con un tipo de nailon llamado nailon 6-6. Sin embargo, la producción de este material requiere un proceso no respetuoso con el medio ambiente, en el primer paso se utiliza el zinc, elemento en peligro de extinción, como catalizador. Ahora, Los investigadores han desarrollado métodos "más ecológicos" para este paso que utilizan metales alternativos. Incluso podrían sustituir el hierro de desecho en forma de óxido, u óxido férrico, para el elemento en peligro de extinción.

Los investigadores presentarán sus resultados hoy en la reunión de otoño de la American Chemical Society (ACS).

"Según estimaciones del Instituto de Química Verde ACS, el zinc está a solo 50 a 100 años de extinguirse, "dice Amina Aly, un estudiante de pregrado que presenta el trabajo en la reunión. "Y actualmente, los fabricantes utilizan zinc como agente reductor y catalizador para producir ciclohexeno a partir de trans-1, 2-dibromociclohexano, que es el primer paso en la síntesis de cinco pasos del nailon 6-6 ".

"Nylon" es un término general para una familia de polímeros sintéticos, llamadas poliamidas, que están hechos de unidades repetidas. Diferentes tipos de medias de nylon, como nailon 6 y nailon 6-6, utilizan diferentes bloques de construcción y, por lo tanto, tienen propiedades únicas. El nailon 6-6 se llama así porque está compuesto por dos moléculas, cada uno tiene seis átomos de carbono, que están vinculados entre sí como la unidad de repetición.

Para encontrar un sustituto del zinc, Aly que está en el laboratorio de Brian Agee, Doctor., en la Universidad de Augusta, miró a otros metales que estaban cerca en la tabla periódica y tenían propiedades químicas similares. Otros criterios eran que los metales debían ser más abundantes que el zinc y ser seguros para trabajar con ellos. El equipo decidió estudiar el cobalto, aluminio, planchar, cobre y níquel como posibles catalizadores en la producción de ciclohexeno. Además, los investigadores querían identificar métodos más ecológicos que ahorraran energía y agua, mientras usa productos químicos menos agresivos. Entonces, incorporaron un plato reflectante solar en lugar de una placa calefactora eléctrica y un condensador de ahorro de agua en lugar de un condensador normal. También, El equipo cambió el propilenglicol por el etilenglicol más peligroso como agente de transferencia de calor en el condensador que ahorra agua. que enfría la reacción sin necesidad de un flujo continuo de agua fría como los condensadores regulares.

Aly descubrió que el hierro era el mejor catalizador probado hasta ahora, con rendimientos solo ligeramente inferiores a los del zinc. "También descubrimos que la energía solar es realmente el camino a seguir cuando se trata de esta síntesis porque el sol es mucho más fuerte que cualquier placa caliente que puedas encontrar". y mucho más rápido, ", dice. Realizar la síntesis en el exterior con un reflector solar requirió solo 30 minutos, en comparación con las 3-4 horas en el laboratorio usando una placa calefactora. Los investigadores también encontraron que aumentar el tiempo de reflujo - calentar la reacción durante un período de tiempo específico y usar un condensador para enfriar continuamente los vapores producidos para convertirlos nuevamente en forma líquida - de 15 minutos a 30 minutos aumentó sustancialmente el rendimiento . "Como usamos la energía radiante del sol, no desperdiciamos electricidad con calefacción extra, "Notas de Agee. Los investigadores dicen que sus métodos podrían ampliarse fácilmente para la fabricación industrial de nailon 6-6.

Aunque el hierro es un metal abundante, Aly y Agee quieren intentar catalizar la reacción con un producto de desecho de hierro aún más ecológico que se puede encontrar en cualquier lugar donde se deje el metal afuera para mojarse:óxido férrico, u óxido. "Si el óxido férrico comprado a una empresa química funciona para la reacción, Estoy considerando seriamente ir a la casa de mis padres y raspar un poco de óxido de su granero para probar, "Agee dice." Porque como químico verde, ¿Qué mejor fuente de catalizador que algo que puedas conseguir en cualquier parte? "