Este proceso se basa en el uso de una molécula nitrogenada que inicia la polimerización y deja en los extremos de las cadenas de polímeros un grupo funcional que puede reactivarse posteriormente. Mediante un simple calentamiento, este extremo puede desencadenar la despolimerización de las cadenas para volver a los monómeros. Este nuevo avance hacia el reciclaje químico limpio y controlado de polímeros ha sido publicado en Angewandte Chemie International Edition.
El uso de un tetraceno (TMTZ) como iniciador de la polimerización del PMMA o del PS deja en el extremo de la cadena un grupo funcional que permite luego despolimerizar la cadena y volver a los monómeros mediante simple calentamiento
© Jean Raynaud
El reciclaje de plásticos, especialmente del PMMA (más conocido como "vidrio acrílico") y del poliestireno, sigue siendo uno de los puntos ciegos de la transición ecológica. Los procesos actuales de reciclaje, ya sean mecánicos o térmicos, suelen dar lugar a materiales de menor calidad (downcycling), o requieren catalizadores costosos y procesos demasiado intensivos en energía para ser viables. Resultado: menos del 5% del PMMA producido cada año se recicla efectivamente.
En sus sueños, los químicos imaginan polímeros que, como por arte de magia, pudieran desmontarse (despolimerizarse) suavemente al final de su vida útil. ¿Y si este sueño se hiciera realidad? Es lo que intentan demostrar unos químicos de Lyon explorando las sorprendentes propiedades de los tetracenos, moléculas nitrogenadas muy particulares que contienen cuatro átomos de nitrógeno consecutivos.
Estos químicos del Laboratorio hidrazinas y compuestos energéticos poliazotados (CNRS/CNES/ARIANEGROUP/Universidad Claude Bernard) y del laboratorio Catálisis, polimerización, procesos y materiales (CNRS/CPE Lyon/Universidad Claude Bernard) descubrieron que un tetraceno específico, el tetrametiltetraceno o TMTZ, podía iniciar la formación de polímeros por polimerización radical mientras permanecía intacto en los extremos de las cadenas.
A diferencia de los iniciadores de polimerización clásicos que desaparecen en la reacción, el TMTZ deja una "huella química" estable y funcional en el extremo de la cadena. Mejor aún, al calentar el polímero por encima de cierta temperatura, este extremo se transforma y actúa como una mecha: desencadena la despolimerización, permitiendo que la cadena polimérica se desmonte limpiamente, como una cremallera química.
Esta capacidad ha sido probada con éxito en varios plásticos, incluyendo el PMMA y el poliestireno. Los rendimientos en monómeros recuperados alcanzan hasta el 62% para el poliestireno, un logro para este polímero, y el 88% para el PMMA. El proceso prescinde de aditivos o catalizadores metálicos, lo que supone una ventaja considerable para un reciclaje más limpio, más económico y potencialmente adaptable a la industria. Las moléculas así regeneradas podrían incluso reutilizarse para producir nuevos plásticos, en una lógica de circularidad.
Este avance abre perspectivas emocionantes que van desde objetos de plástico diseñados para ser reciclados químicamente bajo demanda hasta materiales inteligentes capaces de autodestruirse en condiciones bien definidas. Los científicos planean, por supuesto, adaptar esta química a otras familias de plásticos. Este nuevo avance hacia materiales poliméricos ecodiseñados ha sido publicado en la revista Angewandte Chemie International Edition.
Redactor: AVR