Los restos de monómmonómero de polímeros

2003/02/01 Atxotegi Alegria, Uhaina - Elhuyar Zientziaren Komunikazioa Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Kimika
• Unibertsitateak

Los polímeros son estructuras moleculares gigantes formadas por la unión de pequeñas moléculas. Polímeros, conocidos como plásticos, látex, pinturas o colas, son algunos de los elementos que utilizamos en la vida cotidiana.

Los polímeros se pueden realizar de tres formas:

• En masa: al monómero (pequeñas moléculas utilizadas en la síntesis de polímeros) se añade el iniciador y se consigue el polímero reaccionando.
• Por disolución: se mezclan el monómero, el iniciador y el disolvente orgánico. El resultado final de este proceso será polímero y disolvente. El disolvente es un elemento contaminante.
• Dispersión en agua: es la polimerización mediante emulsión. En este proceso intervienen cuatro componentes (monómero, iniciador, emulsionante y agua). Se sustituye el disolvente por agua y se realiza la dispersión de los componentes en agua. La principal ventaja de esta forma de fabricar polímeros es que la fase de reacción, es decir, la disolución del emulgente se realiza en el agua.

En las polimerizaciones por emulsión, desgraciadamente, no se consigue la polimerización de todos los monómeros y el látex obtenido contiene restos de monómeros y compuestos orgánicos volátiles. Por ejemplo, los monómeros acrílicos utilizados en las pinturas de látex, además de su mal olor, son contaminantes. Para hacer frente a este problema, investigadores de POLYMAT (Instituto Universitario de Materiales Poliméricos de la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea) iniciaron un proyecto para reducir los restos de monómeros gracias a una subvención europea recibida hace cuatro años y, si es posible, eliminarlos completamente. En este trabajo han colaborado otras tres universidades de Alemania, Suiza y Grecia, así como cuatro empresas extranjeras.

Ensayo de eliminación de residuos contaminantes

Los investigadores de POLYMAT han utilizado dos procesos de eliminación de residuos monómeros y compuestos orgánicos volátiles: postpolimerización y desevaporación.

Postpolimerización Una vez terminada la polimerización, se añaden más iniciadores para que los restos de monómeros sobrantes reaccionen. Sin embargo, en este proceso sólo se pueden eliminar monómeros. Por otro lado, es más barato que el segundo proceso, ya que en un mismo reactor se puede hacer todo.

La desvolatilización es un proceso que elimina los volátiles (los ingleses lo llaman desvolatilización). El vacío y el calor permiten eliminar los posibles restos de monómeros y compuestos orgánicos volátiles. El proceso de desevaporación es más caro ya que requiere más utillaje. En el caso de los látex, por ejemplo, el emulsionante que contienen puede desorbarse (desprenderse del látex), dando lugar a una gran cantidad de espuma y a la coagulación del polímero.

Hasta el momento, los investigadores de POLYMAT han estudiado látex vinílicos y acrílicos, muy utilizados en pinturas y adhesivos, así como látex industriales de gran interés para la industria. Las latas fabricadas en los laboratorios tienen muy pocos polímeros y mucha agua. Los que utilizan en la industria son mucho más concentrados y contienen más polímeros.

Los investigadores donostiarras han obtenido los mejores resultados mezclando residuos de monómero y dos procesos de eliminación de compuestos orgánicos volátiles. Si se dispone de equipos para realizar el proceso de eliminación de volátiles, se añade un poco de iniciador y tanto el monómero como los componentes orgánicos volátiles desaparecen en muy poco tiempo.

Gracias a esta exitosa investigación, por un lado han conseguido comprender el proceso y han desarrollado un modelo matemático. En consecuencia, se ha conseguido realizar y optimizar el proceso de la manera más adecuada. Por ejemplo, en el proceso de postpolimerización es difícil saber cuántos iniciadores hay que tirar, ya que puede cambiar las propiedades. Además, es muy importante conocer el tiempo durante el que se debe tirar el iniciador. A través del modelo matemático se han olvidado de todos estos quebraderos de cabeza y son capaces de resolver problemas de distinto nivel.

Por otro lado, han conseguido estar muy por debajo del límite de cantidad de monómeros que marca la legislación. De hecho, la legislación establece una cantidad máxima de monómero para cada sistema, pero los investigadores de POLYMAT han conseguido lo que la industria demanda. A pesar de que hasta la fecha las empresas del País Vasco han tenido una baja demanda (debido a la escasez de polímeros en el País Vasco), desde España han tenido varias empresas (una de Girona y otra de Granada). La mayoría de las empresas les piden que midan los restos de monómeros que quedan en sus productos. En aquellos casos en los que la cantidad de estos residuos era superior a la exigida por la legislación, POLYMAT ha ayudado a varias empresas a reducir dicha cantidad.

Tres científicos han trabajado durante cuatro años en la investigación de POLYMAT. En la actualidad se sigue trabajando en el mismo tema pero con una nueva metodología de trabajo. A partir de ahora quieren trabajar en un método para desarrollar de forma más global temas relacionados con el medio ambiente.