Os restos de monómmonómero de polímeros

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

• Kimika
• Unibertsitateak

Os polímeros son estruturas moleculares xigantes formadas pola unión de pequenas moléculas. Polímeros, coñecidos como plásticos, látex, pinturas ou colas, son algúns dos elementos que utilizamos na vida cotiá.

Os polímeros pódense realizar de tres formas:

• En masa: ao monómero (pequenas moléculas utilizadas na síntese de polímeros) engádese o iniciador e conséguese o polímero reaccionando.
• Por disolución: mestúranse o monómero, o iniciador e o disolvente orgánico. O resultado final deste proceso será polímero e disolvente. O disolvente é un elemento contaminante.
• Dispersión en auga: é a polimerización mediante emulsión. Neste proceso interveñen catro compoñentes (monómero, iniciador, emulsionante e auga). Substitúese o disolvente por auga e realízase a dispersión dos compoñentes en auga. A principal vantaxe desta forma de fabricar polímeros é que a fase de reacción, é dicir, a disolución do emulgente realízase na auga.

Nas polimerizaciones por emulsión, desgraciadamente, non se consegue a polimerización de todos os monómeros e o látex obtido contén restos de monómeros e compostos orgánicos volátiles. Por exemplo, os monómeros acrílicos utilizados nas pinturas de látex, ademais do seu mal cheiro, son contaminantes. Paira facer fronte a este problema, investigadores de POLYMAT (Instituto Universitario de Materiais Poliméricos da Universidade do País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea) iniciaron un proxecto paira reducir os restos de monómeros grazas a una subvención europea recibida hai catro anos e, si é posible, eliminalos completamente. Neste traballo colaboraron outras tres universidades de Alemaña, Suíza e Grecia, así como catro empresas estranxeiras.

Ensaio de eliminación de residuos contaminantes

Os investigadores de POLYMAT utilizaron dous procesos de eliminación de residuos monómeros e compostos orgánicos volátiles: postpolimerización e desevaporación.

Postpolimerización Una vez terminada a polimerización, engádense máis iniciadores para que os restos de monómeros sobrantes reaccionen. Con todo, neste proceso só se poden eliminar monómeros. Doutra banda, é máis barato que o segundo proceso, xa que nun mesmo reactor pódese facer todo.

A desvolatilización é un proceso que elimina os volátiles (os ingleses chámano desvolatilización). O baleiro e a calor permiten eliminar os posibles restos de monómeros e compostos orgánicos volátiles. O proceso de desevaporación é máis caro xa que require máis utillaje. No caso do látex, por exemplo, o emulsionante que conteñen pode desorbarse (desprenderse do látex), dando lugar a unha gran cantidade de espuma e á coagulación do polímero.

Até o momento, os investigadores de POLYMAT estudaron látex vinílicos e acrílicos, moi utilizados en pinturas e adhesivos, así como látex industriais de gran interese paira a industria. As latas fabricadas nos laboratorios teñen moi poucos polímeros e moita auga. Os que utilizan na industria son moito máis concentrados e conteñen máis polímeros.

Os investigadores donostiarras han obtido os mellores resultados mesturando residuos de monómero e dous procesos de eliminación de compostos orgánicos volátiles. Si disponse de equipos paira realizar o proceso de eliminación de volátiles, engádese un pouco de iniciador e tanto o monómero como os compoñentes orgánicos volátiles desaparecen en moi pouco tempo.

Grazas a esta exitosa investigación, por unha banda conseguiron comprender o proceso e desenvolveron un modelo matemático. En consecuencia, conseguiuse realizar e optimizar o proceso da maneira máis adecuada. Por exemplo, no proceso de postpolimerización é difícil saber cantos iniciadores hai que tirar, xa que pode cambiar as propiedades. Ademais, é moi importante coñecer o tempo durante o que se debe tirar o iniciador. A través do modelo matemático esquecéronse de todos estes quebradizos de cabeza e son capaces de resolver problemas de distinto nivel.

Doutra banda, conseguiron estar moi por baixo do límite de cantidade de monómeros que marca a lexislación. De feito, a lexislación establece una cantidade máxima de monómero paira cada sistema, pero os investigadores de POLYMAT conseguiron o que a industria demanda. A pesar de que até a data as empresas do País Vasco han tido una baixa demanda (debido á escaseza de polímeros no País Vasco), desde España tiveron varias empresas (una de Xirona e outra de Granada). A maioría das empresas pídenlles que midan os restos de monómeros que quedan nos seus produtos. Naqueles casos nos que a cantidade destes residuos era superior á esixida pola lexislación, POLYMAT axudou a varias empresas a reducir dita cantidade.

Tres científicos traballaron durante catro anos na investigación de POLYMAT. Na actualidade séguese traballando no mesmo tema pero cunha nova metodoloxía de traballo. A partir de agora queren traballar nun método paira desenvolver de forma máis global temas relacionados co medio ambiente.