Ana Trajcheva Beñat Olave Fernandez

Texto redactado en euskara e traducido automaticamente por Elia e sen posterior revisión. VER ORIXINAL

Unha encima para limpar os tóxicos dos materiais acrílicos

Científicos de POLYMAT-UPV crearon unha solución limpa e eficaz para combater a toxicidade oculta das pinturas acrílicas, baseada nunha encima vexetal.

Ana Trajcheva Beñat Olave Fernandez

As pinturas a base de auga e os adhesivos adoitan considerarse alternativas menos tóxicas tanto para a saúde como para o medio ambiente que os produtos baseados en disolventes orgánicos. O uso da auga como medio principal reduce significativamente as emisións contaminantes e aumenta a seguridade tanto no proceso de fabricación como no uso doméstico.

Con todo, aínda existen desafíos para eliminar completamente estas pinturas a base de auga (ou acrílico) na saúde e a contorna. A moita xente resultaralle familiar esta situación: ao pintar unha habitación cunha pintura deste tipo, aparecen cheiros que poden durar durante días. Pero se a pintura non contén disolventes orgánicos, de onde veñen estes cheiros?

A resposta está nos compostos orgánicos volátiles (COV). Unha gran cantidade destes cheiros provén dos chamados restos de monómero, moléculas pequenas que non reaccionaron completamente na fabricación de pintura, adhesivo ou outros polímeros ¹. Aínda que a súa concentración é moi baixa, de orde de ppm (partes por millón), a súa presenza non é inocua. Tamén nestes niveis poden producir cheiros desagradables, irritación dos ollos e as vías respiratorias e outros efectos adversos para a saúde durante exposicións prolongadas.

Por iso, a lexislación europea establece límites moi estritos para as cantidades que poden existir estes VOCs en pinturas, recubrimientos e adhesivos. Con este reto en mente, investigadores de POLYMAT (UPV/EHU) desenvolveron unha solución que busca mellorar as estratexias existentes para reducir estes compostos: un novo método biotecnológico capaz de capturar case todos estes compostos non desexados ².

Unha das técnicas máis utilizadas na fabricación de pinturas a base de auga e adhesivos é a polimerización a base de auga. Neste proceso, os monómeros dispérsanse na auga xunto cun iniciador. Isto desencadea unha reacción en cadea mediante a cal os monómeros se converten en polímeros. O resultado é un látex, que normalmente vemos como un líquido esbrancuxado. Con todo, a reacción de cando en cando é total, quedando sempre pequenas cantidades de monómeros sen reaccionar.

Enzima para limpiar tóxicos de acrílicos 2

Como se explica ³ con máis detalle noutro artigo da revista Elhuyar, a nivel industrial existen dúas estratexias para reducir estes residuos. O primeiro é a postpolimerización química: unha vez finalizada a reacción principal, engádese máis iniciadores para forzar a reacción dos demais monómeros. É un método simple, pero ao ter que quentarse, necesítase bastante enerxía e pode producir novos COVs non desexados. A segunda é a desevaporación: a calor e o baleiro utilízanse para pasar os monómeros e outros compostos orgánicos volátiles á fase gaseoso. Aínda que é moi eficiente, ten un enorme consumo de enerxía.

A alternativa desenvolvida en POLYMAT baséase na integración dunha ferramenta biotecnológica: encima extraída das raíces da planta Armoracia rusticana (rábano). Esta biomolécula engádese á mestura de auga unha vez finalizada a reacción de polimerización e, en presenza de peróxido de hidróxeno e acetilacetona, inicia un proceso químico capaz de eliminar monómeros residuais, aínda que en moi pouca cantidade.

Un proceso innovador no que as moléculas monoméricas únense como resultado dunha reacción impulsada pola encima e a peroxiacetona entre elas. Ao unirse, os monómeros producen uns polímeros curtos que se integran entre as cadeas poliméricas previamente formadas. A encima, a peza de maior valor, actúa como catalizador, é dicir, non se consome, o que permite reducir custos. Nos experimentos realizados, no caso do monómero metacrilato de metilo (MMA), obtivéronse conversiones por encima do 95% (porcentaxe de VOC que se elimina) e próximas ao 90% no caso do acrilato de butilo (BA). Son os dous monómeros máis comúns en pinturas e adhesivos a base de auga.

Enzima para limpiar tóxicos de acrílicos 3

Un aspecto particularmente importante é que este método é eficaz a presión ambiente e temperatura ambiente e non produce novos compostos de tipo VOC. Isto convérteo nunha alternativa máis sostible fronte ás outras dúas estratexias convencionais.

Os investigadores observaron que, ademais de reducir os VOC, este proceso tamén inflúe nas propiedades do polímero. O material resultante ten unha maior flexibilidade que pode ser beneficiosa ou non dependendo da aplicación. Este efecto débese a que a encima e as cadeas curtas de polímero resultantes actúan como plastificantes e facilitan o movemento das cadeas poliméricas. Por outra banda, obsérvase unha mellora na estabilidade térmica do material. Ao quentarse, a encima carbonízase e crea unha capa protectora que atrasa a degradación do polímero, o que aumenta a resistencia a altas temperaturas.

A pesar dos resultados esperanzadores, o proceso atópase aínda en fase de laboratorio. Os seguintes pasos orientaranse á adaptación a escala industrial. Se se logra este obxectivo, unha encima extraída dunha planta común podería converterse nunha ferramenta esencial para o desenvolvemento de pinturas e adhesivos máis sostibles.