Un desarrollo pionero permite replicar selectivamente la estructura química del polietileno de baja densidad (LDPE), un plástico que hasta ahora ha sido difícil de imitar, y muestra un gran potencial para alternativas sostenibles en la industria del plástico.

El Prof. Dr. Rhett Kempe, catedrático de Química Inorgánica II—Diseño de catalizadores, Centro de Química Sostenible de la Universidad de Bayreuth, y su equipo de investigación interdisciplinario presentan este material en la revista Advanced Science. .

"Hemos introducido un nuevo material de poliolefina altamente ramificada químicamente reciclable", explica el Prof. Dr. Rhett Kempe.

Su equipo ha incorporado en el nuevo plástico los llamados "puntos de reciclaje", en los que el polímero se puede descomponer químicamente en fragmentos más pequeños que son solubles en disolventes orgánicos a temperaturas moderadas y, por tanto, pueden reciclarse. Luego, los componentes se pueden recombinar, lo que permite su reutilización en un ciclo cerrado.

El LDPE se produce en un proceso de alta presión en condiciones de reacción extremas (a 250 °C con 2500 a 4000 bar) mediante la polimerización de radicales libres de etileno. Este proceso que consume mucha energía es crucial para la estructura química compleja y altamente ramificada y las propiedades materiales asociadas.

Hasta ahora ha sido muy difícil imitar esta estructura única. El nuevo material, conocido como imitador de LDPE, se acerca al LDPE comercial en su estructura química.

"La clave del éxito es el uso de nuestros nuevos catalizadores, que producen bloques de construcción definidos de un tamaño determinado en condiciones de reacción igualmente suaves, alrededor de 70° Celsius y dos bares de presión, que luego se pueden combinar para formar el material plástico final". dice Kempe.

"El nuevo material consta de dos macromonómeros diferentes, una columna vertebral y posibles ramas de cadena larga. Las ramas pueden unirse de forma reversible a la columna vertebral y escindirse en condiciones ácidas y básicas". Un macromonómero es un compuesto que tiene la estructura de un monómero (es decir, puede combinarse para formar una molécula más grande), pero ya es más grande y tiene algunas propiedades macromoleculares. Esto significa que ya tiene un tamaño o complejidad considerables, pero aún tiene la capacidad de entrecruzarse o polimerizarse aún más.

En general, las innovaciones del trabajo de Bayreuth residen en la combinación de una producción en condiciones muy suaves o sostenibles, la reciclabilidad química del plástico y la imitación selectiva de la estructura química del LDPE.

Más información: Christoph Unger et al, Un polietileno de baja densidad reciclable de circuito cerrado, Ciencia avanzada (2024). DOI:10.1002/advs.202307229

Información de la revista: Ciencia avanzada

Proporcionado por la Universidad de Bayreuth