Un equipo dirigido por químicos de la Universidad de Lieja ha desarrollado una nueva técnica de producción de poliuretano utilizando CO2 para crear nuevos tipos de plásticos fácilmente reciclables. El estudio, publicado en el Journal of the American Chemistry Society , podría proporcionar una solución para el desarrollo de plásticos verdaderamente sostenibles.
Los plásticos básicos han transformado la industria mundial. Ya sea en la construcción, la ropa, los vehículos o los envases de alimentos, estos plásticos están en todas partes de nuestra vida diaria, hasta el punto de que su uso global se ha estimado en alrededor de 460 millones de toneladas en 2019.
"Esta cifra es asombrosa, pero no sorprendente, porque los plásticos, también conocidos como polímeros sintéticos, han tenido un gran éxito gracias a sus características irreemplazables:son ligeros, baratos e increíblemente versátiles", explica Christophe Detrembleur, químico del Centro de Educación. e Investigación sobre Macromoléculas (CERM) de la Universidad de Lieja. "Sin embargo, el hecho de que sean difíciles de reciclar, o incluso imposibles de reciclar en el caso de los termoestables, tiene graves consecuencias."
Esta imposibilidad de reciclaje no sólo conduce al agotamiento de los recursos fósiles utilizados para fabricarlos, sino también a su acumulación a muy largo plazo en la naturaleza y los océanos. Por lo tanto, es imperativo que nuestra sociedad diseñe y fabrique rápidamente plásticos que puedan reciclarse fácilmente al final de su vida útil.
En este contexto, un estudio dirigido por investigadores de la Universidad de Lieja y realizado en colaboración con la Universidad de Mons y la Universidad del País Vasco, informa sobre una nueva técnica para producir plásticos de poliuretano fácilmente reciclables.
"La característica especial de este enfoque es el uso de dióxido de carbono (CO2 ), uno de los principales residuos emblemáticos de nuestra sociedad, como materia prima para la producción de los componentes básicos, o monómeros, necesarios para fabricar estos nuevos productos", explica Thomas Habets, estudiante de doctorado en el CERM y primer autor del artículo. " La estructura de los monómeros se puede modificar fácilmente, lo que permite producir plásticos con una amplia gama de propiedades, desde elastómeros altamente maleables como las siliconas hasta materiales más rígidos como el poliestireno."
Estos plásticos tienen una estructura química que se asemeja a una red tridimensional en lugar de largas cadenas lineales. Esta estructura, que generalmente se asocia a termoestables muy difíciles de reciclar, los hace más resistentes que los plásticos elaborados a partir de largas cadenas moleculares. Los poliuretanos creados aquí tienen nuevos enlaces químicos "dinámicos", lo que significa que, a pesar de su estructura termoestable, pueden remodelarse mediante intercambios de enlaces químicos en condiciones de reacción relativamente suaves.
La mayor ventaja de esta nueva tecnología radica en su capacidad para variar la gama de propiedades accesibles y al mismo tiempo ofrecer múltiples formas de reciclar materiales al final de su vida útil. "Estos nuevos plásticos se pueden reciclar de múltiples maneras, ya sea simplemente remodelándolos calentándolos, o mezclando diferentes tipos de plástico para crear materiales híbridos con nuevas propiedades, o descomponiéndolos en sus monómeros constituyentes, lo cual es ideal para eliminar aditivos como colorantes o compuestos reciclados", continúa Habets.
De cara a la futura industrialización del CO2 valorización, este estudio demuestra que el CO2 residual Se puede utilizar directamente como recurso químico. "Este es el primer estudio inicial en el que se utilizan nuestros nuevos bloques de construcción y plásticos", afirma Christophe Detrembleur, "pero es bastante sorprendente ver que nuestros materiales ya pueden alcanzar propiedades similares a las de algunos plásticos convencionales derivados del petróleo".
Esta nueva tecnología emerge como una solución potencial para el desarrollo de plásticos sostenibles con una amplia gama de propiedades que pueden satisfacer fácilmente las necesidades de la mayoría de nuestras aplicaciones diarias.
Más información: Thomas Habets et al, Redes covalentes adaptables mediante química dinámica de N,S-acetal:hacia termoestables reciclables a base de CO2, Revista de la Sociedad Química Estadounidense (2023). DOI:10.1021/jacs.3c10080
Información de la revista: Revista de la Sociedad Química Estadounidense
Proporcionado por la Universidad de Lieja
