Ácido Poliláctico
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Ácido Poliláctico: El ácido poliláctico es un poliéster, es decir, se encuentra formado por unidades de ácido láctico unidas por enlaces éster (entre el grupo carboxilo de un una molécula con el grupo hidroxilo de la vecina). Este es el mismo ácido láctico que se usa como conservante en productos alimenticios y que se encuentra en los músculos del cuerpo humano.
Sumario
Historia
Los avances recientes en la ciencia y la tecnología de materiales permiten contar con una variedad de métodos de síntesis de polímeros biodegradables. En el año 1997, Cargill, empresa dedicada a negocios en el ámbito agropecuario, y Dow Chemical se asociaron para desarrollar un poliéster biodegradable, que se sintetiza a partir de dextrosa (glucosa) obtenida de maíz. Básicamente, estas empresas lograron transformar azúcar en un plástico denominado ácido poliláctico (PLA), comercializado bajo el nombre de NatureWorks®. El PLA es el primer polímero sintético biodegradable obtenido a partir de recursos naturales renovables, con la enorme ventaja de presentar características similares al clásico PET, ampliamente utilizado en envases de gaseosas y fibras textiles. El ácido poli-láctico (PLA) es un polímero biodegradable derivado del ácido láctico. Es un material altamente versátil, que se hace a partir de recursos renovables al 100%, como son la maíz, la remolacha, el trigo y otros productos ricos en almidón. Este ácido tiene muchas características equivalentes e incluso mejores que muchos plásticos derivados del petróleo, lo que hace que sea eficaz para una gran variedad de usos.
Características
El PLA es un polímero permanente e inodoro. Es claro y brillante como el poliestireno (se utiliza para fabricar baterías y juguetes). Resistente a la humedad y a la grasa. Tiene características de barrera del sabor y del olor similares al plástico de polietileno tereftalato, usado para las bebidas no alcohólicas y para otros productos no alimenticios. La fuerza extensible y el modulo de elasticidad del PLA es también comparable al polietileno. Pero es más hidrofílico que el polietileno, tiene una densidad más baja. Es estable a la luz U.V., dando como resultado telas que no se decoloran. Su inflamabilidad es demasiado baja. El PLA se puede formular para ser rígido o flexible y puede ser copolimerizado con otros materiales. El PLA se puede hacer con diversas características mecánicas dependiendo del proceso de fabricación seguido.
Información medioambiental
El ácido Poliláctico parece ser un producto increíble. Es biodegradable, así que la basura de PLA una vez finalizado su ciclo de vida puede ser tirada al campo. También procede de recursos renovables, así que la materia prima puede estar siempre disponible. El PLA resulta ser demasiado bueno para ser verdad. Una crítica importante del polímero ocurre durante su fase de interrupción biológica. El PLA lanza dióxido de carbono y metano durante este proceso, sustancias que participan al efecto invernadero. Siendo nulo el balance neto en dióxido de carbono, pues el CO2 lanzado a la atmósfera es aquel que fue absorbido durante la fotosíntesis de la planta. Otra crítica es que los combustibles fósiles todavía son necesarios para producir el PLA. Aunque los combustibles fósiles no se utilizan en el polímero sí mismo, son necesarios en los procesos de cosechas y recogida de la planta así como en su producción química. Los productores del PLA reconocen que los combustibles fósiles se están utilizando para producir el plástico, pero indican que su fabricación requiere entre 20 y 50 por ciento menos de recursos fósiles que aquellos que provienen del petróleo. Además hacen uso de recursos fósiles abundantes como son el carbón y el gas natural e investigan sobre la utilización de la biomasa. El ácido láctico, y por lo tanto el PLA, también pueden derivar del trigo, de la remolocha y otras cosechas permitiendo adaptarse a los climas específicos de cada región. Es importante resaltar que la tecnología de fabricación del PLA es reciente, solamente diez años frente a los casi 100 años de existencia de la petroquímica del plástico, durante los cuales ha ido mejorando. Por último, el PLA para degradarse necesita ser compostado correctamente y por lo general es mezclado con residuos orgánicos lo que será utilizado como abono. La tecnología para esta clase de abonamiento a nivel industrial se está desarrollando en la universidad de la Florida y recibe el nombre de SEBAC (sequential batch anaerobic composting).
Obtención y Polimerización
El PLA puede obtenerse por condensación directa del ácido láctico o bien por polimerización tras la apertura del anillo de L-lactida (ROP: ringopening polymerization). Puesto que la condensación es una reacción de equilibrio, existen dificultades para eliminar cierta cantidad de agua durante las últimas etapas de la polimerización lo cual limita el peso molecular del polímero obtenido por este método. En consecuencia la mayoría de las investigaciones se han centrado en el método ROP Método ROP
Aplicaciones.
Cuatro tipos de ácido poliláctico están disponibles para la industria del empaquetado: Polímeros 4041D, 4031D, 1100D, y 2000D del PLA. El polímero 4041D es un film para fines generales. Está “orientado biaxialmente” lo cual le confiere unas características de estabilidad frente a temperaturas altas (hasta 130ºC). El polímero 4031D es también una película orientada biaxialmente para los usos a elevadas temperaturas (hasta 150ºC). 4041D y 4031D ofrecen características ópticas excelentes, fácil procesado y características excelentes frente a la torsión. Se espera que estos polímeros sean ofrecidos en la forma común, pequeñas perlas para ser sometidas a una extrusión convencional.
- El polímero 1100D es una resina termoplástica obtenida por extrusión convencional y a temperaturas inferiores a las del PE. Los usos potenciales del PLA 1100D incluyen: los bolsos, las tazas, las placas de la comida campestre, empaquetado de verduras congeladas, recipientes de alimentos líquidos…etc.
- El polímero 2000D es una resina termoplástica diseñada para ser sometida a procesos de extrusión y termoconformado. Las aplicaciones potenciales para 2000D incluyen los envases para la leche, los envases transparentes de alimentos, los paquetes blister, y las tazas.
Industria textil
El PLA también tiene muchas aplicaciones potenciales en su presentación como fibra. Presentan unas características muy atractivas para muchos usos tradicionales. Los polímeros de ácido poliláctico son más hidrofílicos que el PET, tienen una densidad más baja, alta resistencia al moldeado y doblado. La contracción de los materiales del PLA y sus temperaturas respectivas son fácilmente controlables. Estos polímeros tienden a ser estables a la luz ultravioleta dando como resultado telas con poca decoloración. Es un material ignifugo y de baja generación de humos. Entre sus aplicaciones destacamos: las prendas de vestir, la tapicería de ciertos muebles, los pañales, los productos femeninos de la higiene, las telas resistentes a la radiación UV para el uso exterior (toldos, cubiertas… etc.).
Industria médica y farmaceutica
Por último, el ácido poliláctico se ha convertido en un material indispensable en la industria médica, donde es utilizado desde hace 25 años. El ácido poliláctico es un polímero biodegradable, bioabsorbible (que significa que puede ser asimilado por nuestro sistema biológico). Sus características y absorbibilidad hacen del PLA un candidato ideal para implantes en el hueso o en el tejido (cirugía ortopédica, oftalmología, ortodoncia, lanzamiento controlado de medicamentos contra el cáncer), y para suturas (cirugía del ojo, cirugía del pecho y abdomen). Las características mecánicas, farmacéuticas y de bioabsorción son dependientes de parámetros controlables tales como la composición química y el peso molecular del polímero. El margen de tiempo para la bioabsorción del polímero puede ser de tan sólo unas semanas a algunos años y se puede regular por medio de diversas formulaciones y de la adición de radicales en sus cadenas.
Conclusión
La cifra total de residuos de plásticos y caucho aumenta anualmente, genera un problema para su gestión, se requiere una solución técnica y ambientalmente satisfactoria. Los BD los son desde su origen con este material, los residuos se mineralizan en tiempo razonable, evitan los derivados del petróleo base los plásticos convencionales. El APL es un polímero que puede reemplaza a los derivados del petróleo, que no daña el ambiente y permite el uso de materiales para el mercado que son reciclables, reutilizables y ayudan a conservar recursos naturales renovables, principio un mundo mejor para las generación futuras.
Fuentes
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