El plástico ha significado durante muchos años un problema ambiental de significativa importancia. Ahora, se espera que los plásticos biodegradables resuelvan el problema de la eliminación de residuos, ya que acaban descomponiéndose en agua y dióxido de carbono por la acción de los microorganismos.
A continuación se presenta un resumen de los tipos de plásticos biodegradables que se están desarrollando actualmente y una introducción a su amplia gama de aplicaciones y posibilidades futuras.
Degradación de plásticos biodegradables
- ¿Qué es el plástico biodegradable?
Los plásticos se utilizan y aportan grandes beneficios a las actividades en general de cualquier sociedad. La demanda de plásticos ha aumentado debido a su comodidad, por lo que los volúmenes de producción y eliminación han aumentado considerablemente, sin embargo, la conciencia ecológica ha impulsado la tendencia a la baja en los últimos años.
Tras su uso, los residuos de plástico se convierten en una gran carga para la eliminación debido a su grueso volumen. Además, cuando se tira o se esparce en el medio natural, existe el problema de que se queda para siempre porque es difícil que se corroa. Por esta razón, desde los años 80 se ha mantenido activamente la investigación y el desarrollo de plásticos biodegradables.
La biodegradación se refiere a la descomposición del compuesto original en otras sustancias por la acción de los microorganismos. Los plásticos biodegradables se definen generalmente como plásticos que mantienen las mismas propiedades y funciones que los plásticos convencionales cuando se utilizan, pero que son biodegradados después de su uso por los microorganismos y otros agentes del mundo natural, y que finalmente se descomponen por completo en agua y dióxido de carbono.
Un tipo de plástico que a menudo se confunde con los plásticos biodegradables es el plástico de biomasa. Los plásticos de biomasa se fabrican a partir de la biomasa, que es un recurso renovable, y pretenden reducir las emisiones de CO2 y alejar al mundo de los recursos fósiles, que están en peligro de agotarse, al dejar de fabricar plásticos que dependen de los recursos fósiles.
Mientras que los plásticos biodegradables se centran en su función después de la comercialización, los plásticos de biomasa se definen por el tipo de materia prima de la que están hechos. Mientras que algunos plásticos basados en el petróleo son biodegradables, algunos plásticos basados en la biomasa no son biodegradables, y ambos no son necesariamente compatibles. Sin embargo, tanto los plásticos biodegradables como los basados en la biomasa se denominan colectivamente bioplásticos, y ambos están despertando un gran interés como materiales compatibles con una sociedad orientada al reciclaje. Sin embargo, tanto los plásticos biodegradables como los basados en la biomasa se denominan colectivamente bioplásticos, y ambos están despertando un gran interés como materiales compatibles con una sociedad orientada al reciclaje.
- Tipos de plásticos biodegradables
En los últimos años se han desarrollado varios tipos de plásticos biodegradables. Desde el punto de vista de las materias primas y los métodos de fabricación, pueden dividirse en tres grandes categorías: microbianas, naturales y de síntesis química.
A continuación los plásticos biodegradables típicos pueden clasificarse de la siguiente manera.
- Sistemas producidos por microorganismos
Polihidroxialcanoato (PHA)
Muchos microorganismos acumulan poliésteres llamados polihidroxialcanoatos (PHA) como materiales de almacenamiento de energía en sus cuerpos. El PHA tiene un punto de fusión y una resistencia a la fractura similares a los del polipropileno, y como el PHA en sí mismo es frágil, se han desarrollado varios poliésteres copolimerizados introduciendo otros monómeros componentes. Dado que el PHA en sí mismo es frágil, se han desarrollado varios poliésteres copolimerizados mediante la introducción de otros monómeros. Por ello, se ha desarrollado una variedad de poliésteres copolimerizados con diferentes monómeros que se utilizan como materia prima para productos rígidos moldeados por inyección, películas y láminas.
- Productos naturales
Derivados de la celulosa
Se han desarrollado diversos derivados de la celulosa que mejoran la procesabilidad (solubilidad en disolventes orgánicos de uso general y termoplasticidad adecuada para el moldeo) de la celulosa producida por las plantas. Se ha investigado para mejorar la biodegradabilidad, y algunos de ellos se han comercializado como plásticos biodegradables semirrígidos.
Almidón
El almidón (polímero de glucosa), que se encuentra en cereales como el maíz y las patatas, no es cristalino y no tiene propiedades plásticas por sí mismo. El almidón modificado, que es un almidón con propiedades termoplásticas, también se utiliza como materia prima para los plásticos.
- Sintetizado químicamente
Ácido poliláctico
El ácido poliláctico (PLA) es un polímero sintetizado por polimerización química del ácido L-láctico, que se produce por fermentación del almidón, etc. Debido a su excelente transparencia y propiedades físicas, se han desarrollado diversas tecnologías de fabricación de materiales industriales. Las aleaciones (polímeros con nuevas propiedades creadas por la mezcla de varios polímeros) con diversas resinas se utilizan en láminas agrícolas, películas domésticas, bandejas de alimentos, películas de embalaje y bolsas de plástico. Recientemente, también se utilizan como filamentos para las impresoras 3D.
Succinato de polibutileno (PBS, PBSA)
El succinato de polibutileno (PBS) y el adipato de polibutileno (PBSA) son polímeros fabricados mediante la polimerización de ácido succínico o ácido adípico con 1,4-butanediol. Recientemente se ha desarrollado una tecnología para producir ácido succínico a partir de la biomasa. Se le ha dado un uso práctico como plástico blando.
Policaprolactona
El polímero obtenido mediante la síntesis de la ε-caprolactona se denomina policaprolactona (PCL). Al ser un plástico termoplástico con un punto de fusión bajo (60°C), se ha puesto en práctica en películas y se utiliza en láminas de mantillo y bolsas de compost.
Alcohol polivinílico (PVA)
El alcohol polivinílico (PVA), que se fabrica mediante la hidrólisis del acetato de polivinilo, es un polímero que se ha utilizado ampliamente como materia prima para la fibra de vinilo y los materiales industriales. También se utiliza en películas polarizadoras para televisores y monitores de ordenador.
- Otros
Otros poliésteres alifáticos que se han desarrollado como plásticos biodegradables son el ácido poliglicólico (PGA) y el tereftalato de polietileno modificado.
Continuará …
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