Química

Método verde para transformar un proceso de fabricación de plásticos


(NC&T) La revolucionaria mejora en el proceso ATRP lograda en la Universidad Carnegie Mellon, permitirá ahora la producción a gran escala de muchos plásticos especiales.

La nueva versión "verde" del proceso ATRP posibilitará una fabricación más eficaz de tales materiales, reduciendo al mismo tiempo los costos de la purificación industrial antes y después de ejecutar una reacción, y permitirá además la producción de nuevos materiales.

"Reduciendo el nivel del cobre catalizador usado en el ATRP, hemos hecho por lo menos 100 veces más eficiente este proceso y mucho más manejable desde el punto de vista de los procesos industriales", explica Krzysztof Matyjaszewski, profesor de Ciencias Naturales y director del Centro para la Ingeniería Macromolecular en la Universidad Carnegie Mellon.

El ATRP es un proceso ampliamente adoptado que permite la producción de polímeros especiales para recubrimientos, adhesivos, lubricantes, cosméticos, electrónica y otros muchos tipos de productos. La mejor baza del ATRP reside en su capacidad de combinar subunidades químicamente diversas (monómeros) en arreglos múltiples que crean polímeros especializados. Esta tecnología facilita la producción de materiales que pueden responder "inteligentemente" a las alteraciones de su entorno, como cambios en la exposición a la luz, la presión, la acidez, y otras variables.

Fabricación de plásticos
Diferencia en la cantidad de catalizador contenido en una solución de polímero utilizando ATRP estándar, a la izquierda, frente al proceso ATRP "verde", a la derecha. (Foto: Carnegie Mellon)
El proceso ATRP ha sido autorizando bajo licencia a varias compañías que ya han empezado la producción comercial en Estados Unidos, Europa y Japón. Pero, tal como señala Matyjaszewski, la producción a gran escala de polímeros mediante ATRP ha estado limitada porque requiere una concentración alta del catalizador de cobre, que tiene que ser eliminado de los productos terminados.

El nuevo proceso ATRP reduce significativamente el costo de reciclar el catalizador y también disminuye la emisión de los dañinos subproductos de la reacción presentes en los desechos industriales.

Esta técnica disminuye drásticamente la cantidad global de catalizador de cobre usada en el proceso ATRP, tanto como mil veces.

La nueva tecnología elimina virtualmente la necesidad de retirar las cantidades minúsculas del catalizador que permanecen en el producto. Por ejemplo, muchos plásticos generados por ATRP para implantes médicos serán aceptables desde una perspectiva sanitaria porque las cantidades de cobre que contienen son muy pequeñas. Sin embargo, si el plástico va destinado a un uso que requiera eliminar por completo el catalizador residual, como por ejemplo en el caso de una capa plástica para un stent biomédico (tubo de malla metálica que permite mantener funcionando una arteria), las compañías encargadas del producto tendrán ahora una cantidad mucho menor de residuo que eliminar, disminuyendo significativamente los costos de la eliminación del producto residual.


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