Un proceso 'engañosamente simple' podría impulsar el reciclaje de plásticos

El método también podría avanzar en la producción de plásticos a partir de aceites naturales.

Los plásticos son víctimas de su propio éxito, tan económicos, fáciles de usar y versátiles que el mundo está inundado de desechos plásticos. Ahora, investigadores de la Universidad de Houston han informado sobre un nuevo método para producir poliolefinas - hecho de hidrocarburos y el componente básico más común de los plásticos, estructurado para abordar uno de los mayores obstáculos para el reciclaje de plásticos.

El proceso también permitiría la producción de plásticos a partir de aceites alimenticios y otras sustancias naturales.

Eva Harth, directora del Centro de Excelencia en Química de Polímeros Welch-UH, dijo que el proceso aborda una necesidad de larga data para los productores de plásticos industriales, sin requerir un nuevo catalizador o aditivos costosos. "Es un proceso muy simple", dijo.

Harth es autor correspondiente de un artículo que describe el descubrimiento, publicado en la revista alemana Angewandte Chemie. Los coautores incluyen al co-autor correspondiente Glen R. Jones, un investigador postdoctoral del Centro Welch-UH, y el primer autor Hatice E. Basburg Alhan, un estudiante graduado de la UH.

Las poliolefinas y los productos derivados tales como el polietileno y el polipropileno se utilizan para todo, desde bolsas de supermercado hasta tuberías industriales. Las cualidades de los plásticos - rigidez versus flexibilidad, por ejemplo - están determinadas en parte por un proceso químico conocido como ramificación: Jones dijo que las poliolefinas altamente ramificadas se usan en productos que requieren blandura o flexibilidad, tales como bolsas de supermercado, mientras que una baja ramificación se usa para producir plásticos rígidos.

Tradicionalmente, se han requerido diferentes catalizadores para provocar diferentes niveles de ramificación, dijo Harth, lo que significa que solo se puede producir un tipo de plástico a la vez. "Debes ser específico sobre qué material buscas, qué tipo de ramificación necesitas", dijo.

El nuevo método permite modular la ramificación utilizando un catalizador de paladio con cantidades variables de cloruro de aluminio agregado, el que funcionaba como un ácido de Lewis; el cloruro de aluminio - una sustancia abundante y económica - se puede agregar en diferentes puntos del proceso, permitiendo que la poliolefina resultante contenga diferentes propiedades de ramificación.
El nuevo proceso podría abordar dos problemas crecientes que enfrentan los productores de plástico - cómo desechar los desperdicios plásticos de una manera respetuosa con el medio ambiente y cómo reducir el uso de petróleo y gas natural usando mas bien aceites alimenticios y otras sustancias naturales.

Los polímeros actuales usados en materiales cotidianos - bolsas de supermercado, jarras de leche, juguetes y equipos médicos, por ejemplo - no se mezclarán fácilmente cuando se funden para reciclaje químico. "Estos nuevos polímeros podrían ubicarse en el límite", dijo Jones, permitiendo que los plásticos con propiedades dispares ser reciclados más fácilmente.

El proceso funcionará con una variedad de moléculas para producir un polímero, dijo Harth, sugiriendo que el concepto proporciona una nueva plataforma para producir plásticos.

Y esa plataforma, dijo, podría prestarse para producir una variedad de plásticos funcionales a partir de aceites naturales y otras fuentes moleculares. "Esto tiene posibilidades de sostenibilidad emocionantes para la industria".

Referencia: Hatice E. Basbug Alhan, Glen R. Jones, Eva Harth. Branching Regulation in Olefin Polymerization via Lewis Acid Triggered Isomerization of Monomers. Angewandte Chemie, 2020; 132 (12): 4773 DOI: 10.1002/ange.201914742

Jeannie Kever
University of Houston
09 Marzo 2020