Si bien los plásticos o polímeros sintéticos tienen muchas propiedades útiles, su mala gestión ha resultado en una contaminación generalizada que asfixia a nuestros ecosistemas. Como solución a esto, muchos polímeros sintéticos se envían a reprocesamiento y reciclaje; El tereftalato de polietileno (PET) es uno de los productos más comunes que se ven con frecuencia en el circuito de reciclaje en muchos países. Sin embargo, el reciclaje tiene su propio conjunto de problemas. Durante el reciclaje de plástico, se descomponen fracciones parciales de las cadenas de polímeros, lo que da como resultado polímeros degradados estructuralmente débiles. Estos plásticos reciclados de calidad inferior tienen propiedades muy reducidas y solo son buenos para su uso como combustibles sólidos. Esto deja a los fabricantes con pocas opciones además de fabricar nuevos productos de plástico con materias primas de petróleo que se agotan rápidamente.

Como tal, los investigadores de todo el mundo están comprometidos con el desarrollo de materiales poliméricos reticulados sostenibles que puedan reciclarse de manera eficiente y rentable. Agregando al creciente cuerpo de conocimiento, el Dr. Mikihiro Hayashi, Profesor Asistente en el Instituto de Tecnología de Nagoya, Japón, y su colega, el Sr. Takahiro Kimura, han desarrollado un método simple para reciclar poliéster, un material plástico común, en un polímero reticulado. que conserva su fuerza y ​​propiedades cuando se recicla. Su método se centra en la transformación de poliésteres en vitrímeros, una nueva clase de polímeros que poseen enlaces covalentes dinámicos que pueden romperse y reformarse de forma reversible para crear nuevos enlaces cruzados. Los enlaces covalentes dinámicos hacen que el vitrímero tenga propiedades deseables, como reciclabilidad, reprocesabilidad y capacidades de curación, que son características de los materiales funcionales de alto valor. El estudio se publicó el 1 de agosto de 2022 en el Journal of Materials Chemistry A.

El Dr. Hayashi dice:"Nuestra investigación demuestra un proceso de reciclaje único de poliésteres comerciales en vitrímeros reticulados con propiedades termomecánicas mejoradas y funciones sostenibles". Él y su colega crearon los vitrímeros simplemente mezclando poliéster con una molécula reticulante, tetraepoxi, junto con el compuesto químico 1,8-diazabiciclo[5.4.0]undec-7-eno (DBU) como catalizador en el presencia de tetrahidrofurano como disolvente. El solvente luego se evaporó y la mezcla restante se calentó a 200°C durante 24 horas, produciendo una película de vitrímero.

Con este método, el entrecruzamiento para producir vitrímero ocurre en tres etapas secuenciales rápidas:hidrólisis (rotura de los enlaces de poliéster), reacción de apertura de epoxi y transesterificación intermolecular. Hablando de las propiedades mecanoelásticas superiores de los vitrímeros producidos, el Dr. Hayashi dice:"El vitrímero altamente reticulado y reciclable exhibe un aumento de 60 veces en el módulo de tracción o módulo de Young y un aumento de 10 veces en la tensión máxima soportable cuando en comparación con el poliéster original. También tiene una fracción de gel de casi el 100 %. Además, se observó que el vitrímero conservaba sus propiedades incluso después de ser molido en pedazos fracturados y prensado en una lámina plana, lo que reafirma su reciclabilidad.

Los plásticos son materiales esenciales con muchos beneficios y propiedades útiles porque son livianos, baratos, no tóxicos y fáciles de producir. Sin embargo, al mismo tiempo, es necesario reconocer y limitar el daño ambiental que causan. Mejorar la reciclabilidad de los polímeros plásticos fomentará los programas de reciclaje y reducirá el uso de petróleo, un recurso no renovable. Como observa acertadamente el Dr. Hayashi, "El mundo necesita opciones versátiles para reciclar polímeros sintéticos. El método que proponemos no solo eliminará el uso de productos químicos derivados del petróleo, sino que también podría ser el primer paso hacia un sistema de reciclaje práctico y sostenible para el futuro, que se adhiere a los principios de la economía circular y ayuda a alcanzar los ODS".

Como un paso adelante, los investigadores ahora planean idear una transformación más directa de poliésteres en vitrímero sin usar ningún solvente y también están considerando usar su método para transformar el PET comercial en otros materiales altamente reciclables. Si tiene éxito, el método desarrollado podría conducir a un circuito cerrado de producción de plástico y evitar más crisis ambientales causadas por una producción excesiva de plástico. + Explora más

Reciclaje de plásticos mediante reticulación dinámica