El PVC modificado con esta técnica es más flexible y tiene mayor resistencia a la migración de plastificantes.
INVESTIGACIÓN, DESARROLLO E INNOVACIÓN Método aplicable a otros plásticosDescubren cómo evitar que se liberen los aditivos que contiene el PVCJorge Rodríguez 13 de noviembre de 2024 |
Los desafíos que enfrenta el PVC podrían tener solución gracias a un innovador método recientemente desarrollado. Un equipo de científicos ha conseguido aumentar la resistencia del material al desgaste y reducir significativamente el desprendimiento de microplásticos. Este logro solucionaría los problemas ambientales (y de salud pública, según algunas investigaciones) que plantea el uso de PVC en varias de sus aplicaciones más comunes.
Se ha conseguido aumentar la resistencia del material al desgaste y reducir significativamente el desprendimiento de microplásticos
El PVC se emplea en una gran variedad de productos, desde tuberías y revestimientos de suelo hasta artículos para uso médico. Sin embargo, en su estado puro, este material resulta quebradizo e inestable frente a temperaturas altas, lo cual limita su utilidad en diversas aplicaciones. Para compensar estas deficiencias, los productores suelen incorporar plastificantes, que son aditivos que incrementan la flexibilidad, estabilidad y durabilidad del PVC. El inconveniente principal es que estos plastificantes no están vinculados de manera covalente al polímero de PVC y, por tanto, pueden desprenderse gradualmente del material con el paso del tiempo.
Una investigación realizada por la Agencia Europea de Productos Químicos (ECHA) ha confirmado la toxicidad de varios de los aditivos y compuestos presentes en el PVC.
A medida que los plastificantes se van liberando del PVC, el material se va degradando, perdiendo así su flexibilidad y capacidad funcional. El proceso también provoca la emisión de compuestos orgánicos perjudiciales y microplásticos al entorno. Estos microplásticos, capaces de perdurar en los ecosistemas durante extensos periodos, representan significativos riesgos para la salud humana y la de la fauna. Una investigación realizada por la Agencia Europea de Productos Químicos (ECHA), cuyos resultados se publicaron a principios de año, ha confirmado la toxicidad de varios de los aditivos y compuestos presentes en el PVC. La ECHA ha alertado de la presencia de estas sustancias en numerosos objetos de uso cotidiano y considera necesaria una actuación urgente por parte de la Comisión Europea para limitar las aplicaciones del PVC. Además, la lixiviación reduce la vida útil de los productos fabricados con PVC y contribuye a aumentar la contaminación por plásticos.
El nuevo método "injerta" químicamente los plastificantes en la estructura molecular del PVC
Científicos de la Universidad de Ohio (EE.UU.), podrían haber descubierto cómo hacer del PVC un material más resistente, más duradero y más seguro. Los investigadores han desarrollado un nuevo método que emplea una funcionalización electrocatalítica para "injertar" químicamente plastificantes en la estructura molecular del PVC. La propuesta es vincular los aditivos directamente en la cadena del polímero mediante un proceso electrocatalítico que no dependa de aditivos externos.
Adaptar esta metodología de injerto electrocatalítico a otros polímeros podría abrir la puerta a una gama de plásticos más resistentes, seguros y con menor impacto ambiental.
Para ello, han utilizado compuestos de cobalto capaces de modificar los enlaces en el PVC bajo condiciones controladas. Este proceso es novedoso porque controla la funcionalización sin desencadenar reacciones secundarias indeseadas que afectarían la integridad del material. Además, al ser controlable, puede ajustarse la cantidad de aditivo “injertado” mediante la electrolisis, haciendo que el proceso sea versátil y adaptable según la aplicación.
Es viable su implementación a gran escala
Los resultados muestran que el PVC modificado con esta técnica es más flexible y tiene mayor resistencia a la migración de plastificantes en comparación con el PVC no tratado. Los datos obtenidos mediante espectroscopía de RMN (Resonancia Magnética Nuclear) indican que el material mantiene los injertos de plastificante de manera covalente, lo que previene la liberación de microplásticos al medio ambiente. Esto permite que los productos de PVC tengan una vida útil más prolongada.
Además, la posibilidad de extender este método a otros tipos de polímeros plásticos plantea una línea de investigación prometedora en el ámbito de la química de materiales y la sostenibilidad ambiental. Otros plásticos como el polietileno y el polipropileno, podrían beneficiarse de mejoras en sus propiedades mecánicas y térmicas mediante la adición de plastificantes u otros aditivos. Adaptar la metodología de injerto electrocatalítico podría abrir la puerta a una gama de plásticos más resistentes, seguros y con un menor impacto ambiental, al evitar la migración de aditivos y, en consecuencia, la liberación de microplásticos y contaminantes al entorno.
Estos hallazgos también pueden tener aplicación en el reciclaje y la reutilización de PVC posconsumo.
Estos hallazgos también pueden tener aplicación en el reciclaje y la reutilización de PVC posconsumo. Uno de los mayores retos del reciclaje de plásticos es la dificultad para mantener la pureza y la calidad del material reciclado, en particular con el PVC, ya que sus propiedades se degradan notablemente, debido a la pérdida de plastificantes y a las limitaciones en su reciclabilidad. El injerto covalente de plastificantes en el PVC podría ofrecer una solución a este problema, al permitir que el material mantenga sus propiedades originales durante mucho más tiempo y sea más adecuado para el reciclaje mecánico. Al reutilizar los residuos de PVC y aplicar el proceso de funcionalización electrocatalítica, el material reciclado podría cumplir con los estándares de calidad y durabilidad requeridos para productos comerciales sin la necesidad de introducir más aditivos.
Los resultados del estudio, Electrocatalytic grafting of polyvinyl chloride plastics, aseguran que, dado que este proceso no requiere condiciones extremas ni pretratamientos extensos, podría ser económicamente viable para su implementación a gran escala.