Plástico reciclable hecho de monómero Super Glue

Uno de los inventos más grandes que jamás hayan hecho los humanos fue por accidente. Era 1942 y Estados Unidos acababa de entrar en la Segunda Guerra Mundial tras el bombardeo de Pearl Harbor. Mientras los estadounidenses se alistaban para luchar, las empresas buscaban formas de ayudar con el esfuerzo bélico. En ese momento, el Compañía Eastman Kodak en Rochester, Nueva York, se le ocurrió la idea de una mira de pistola de plástico que mejoraría la puntería de los soldados aliados. Al tratar de hacer la pieza, el químico Henry Coover descubrió las propiedades pegajosas de un compuesto llamado cianoacrilato de etiloque finalmente se convirtió en Super Glue.
Coover abandonó sus esfuerzos por convertir el cianoacrilato de etilo en un plástico y, en cambio, se centró en desarrollar el producto como un adhesivo instantáneo. Pero el potencial sigue ahí. Super Glue tiene el monómero químico necesario para crear plástico; alguien solo necesita descubrir cómo evitar que se adhiera instantáneamente a otras superficies. Ahora, un estudio publicado en el periódico Avances de la ciencia detalla un nuevo método para convertir fácilmente Super Glue en un plástico que se puede reciclar repetidamente. Y aunque podría tener el potencial de reemplazar los plásticos no biodegradables, algunos expertos en polímeros advierten que podría introducir diferentes tipos de contaminación en el proceso de fabricación.

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Super Glue reacciona con muchos materiales diferentes, dice Allison Christy, asistente de investigación graduado en la Universidad Estatal de Boise en Idaho y autor principal del nuevo estudio. Esto es ideal si está creando un adhesivo porque produciría polímeros cortos que aumentan la elasticidad. Sin embargo, para la fabricación de plástico se necesitan polímeros largos para mantener la durabilidad.

El primer desafío con Super Glue es alargar su tiempo de reacción. Para crear polímeros largos, necesita un tiempo de reacción más largo. Los autores buscaron sustancias de unión débil (conocidas como iniciadores en química) y co-reactivos que no producirían un nuevo compuesto una vez que entraran en contacto con Super Glue. Finalmente se decidieron por la acetona como iniciador con una pequeña cantidad de dimetilsulfóxido (DMSO), un líquido incoloro que disuelve la mayoría de los compuestos orgánicos e inorgánicos.

Otro tema que el equipo necesitaba abordar era dónde desencadenar la reacción. Debido a que Super Glue se pega a casi todo, necesitaban un recipiente que no reaccionara con el cianoacrilato de etilo y les permitiera sacar el plástico sin pegarse a las paredes. La solución: Tupperware. “Super Glue no se pega bien a cosas como el polipropileno y el polietileno”, que son los principales plásticos de Tupperware, dice scott phillipsprofesor de ciencia e ingeniería de materiales en la Universidad Estatal de Boise y autor del estudio.

Luego, el equipo ideó una reacción que ralentizó la reactividad de Super Glue, alargó el tiempo de unión entre las moléculas y creó polímeros más largos. Una vez que tuvieron su plástico resultante—cianoacrilato de polietilo o PECA—Tuvieron que trabajar para fortalecerlo. Christy hizo esto recociendo la sustancia o calentándola durante 20 a 30 minutos para mejorar sus propiedades mecánicas. Las propiedades térmicas de PECA también permitieron a los investigadores moldear el plástico en diferentes formas, como un cuenco.

Panel de plástico transparente fabricado con un polímero Super Glue
El plástico derivado de Super Glue demostró ser altamente moldeable. Allison Christy/Universidad Estatal de Boise

El paso final se centró en la sostenibilidad. Los investigadores querían diseñar un plástico que pudiera volver a convertirse en materia prima, creando un sistema de circuito cerrado que reduce los residuos

. Para hacerlo, calentaron el PECA a 410 grados Fahrenheit para romper los enlaces que mantienen unido el polímero, junto con un agente deshidratante llamado pentóxido de fósforo para eliminar el agua formada accidentalmente.

El proceso proporcionó un rendimiento del 93 por ciento de los monómeros originales, un resultado “bastante impactante”, dice Phillips. “El monómero Superglue es tan reactivo que asumí que reaccionaría con todo. Pero también es volátil, por lo que bajo estas condiciones de calentamiento, se evaporó y eso lo separa inmediatamente de todas las cosas con las que normalmente reaccionaría”. Debido a que los materiales como la acetona y el DMSO son baratos y fácilmente disponibles, Christy espera que el rendimiento sea aún mayor si se realiza en un entorno industrial.

“Este es un artículo interesante que informa sobre la síntesis de nuevos polímeros y puede proporcionar propiedades útiles para su uso en aplicaciones de plásticos”, dice ramani narayan, profesor de ingeniería química y ciencia de los materiales en la Universidad Estatal de Michigan y experto en bioplásticos, que no participó en el estudio. Sin embargo, advierte que PECA podría tener el mismo problema que otros plásticos no degradables y potencialmente arrojar microplásticos que se acumularían en el medio ambiente.

Esa no es la única preocupación por la contaminación que tiene Narayan. Él dice que uno de los pasos de la reacción implica la evaporación de productos químicos como la acetona, que a su vez permite que los solventes residuales se emitan al aire. Esto podría ser un problema en las plantas de fabricación que tienen pautas estrictas para las emisiones de compuestos orgánicos volátiles. Además, Narayan señala que dos de los ingredientes necesarios para hacer cianoacrilato de etilo son el ácido cloroacético y el cianuro de sodio, y “generalmente no se consideran seguros”. [for human health] o ambientalmente responsable.”

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El estudio plantea una pregunta importante: ¿Cuál es la mejor manera de lidiar con los plásticos? Hay un estimado 8.300 millones de toneladas de plástico en el mundo de hoy. Si bien los esfuerzos ecológicos alientan a las personas a Reduce, reusa y recicla, alrededor del 79 por ciento del plástico se deposita en vertederos porque no son reciclables. Por ejemplo, el poliestireno es un plástico a base de petróleo que es difícil de descomponer. Sin embargo, es un plástico común y versátil que se usa en productos cotidianos, como vasos de yogur y cucharas de un solo uso. Los autores del estudio señalan que constituye el seis por ciento del total de desechos plásticos. “Si la gente pudiera usar [PECA] en lugar del poliestireno para varias aplicaciones, en teoría, debería reducir ese seis por ciento porque podríamos reciclar [the plastic] volver al material de partida otra vez”, explica Phillips.

“No podemos deshacernos del plástico por completo. Es imposible. Es uno de los materiales más valiosos para la sociedad”, añade Christy. “Si podemos usar enfoques creativos y repensar el plástico y algunos de los otros materiales que nos rodean, hay soluciones que vale la pena buscar”.

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