El reciclaje de plásticos sigue siendo un desafío debido a la calidad relativamente baja del material reciclado; ya que la mayoría de los procesos de reciclaje desarrollados no pueden lidiar con los aditivos presentes en la matriz plástica.
Recuperación de plástico reciclado
El enfoque más común para la recuperación de plástico es el reciclaje mecánico. Sin embargo, este proceso de reciclaje produce plástico reciclado de calidad inferior que solo se puede utilizar en aplicaciones de bajo valor. Están surgiendo nuevas técnicas para resolver este problema, como la despolimerización de plásticos, ya sea mediante el uso de enzimas o productos químicos.
La despolimerización es un enfoque interesante, ya que el polímero se degrada en monómeros que se pueden usar para rehacer material de calidad virgen. De esta manera conserva las propiedades iniciales del material. Este método tiene la ventaja de garantizar que el valor del material se mantenga dentro de la economía del plástico de forma indefinida, contribuyendo al reciclaje de circuito cerrado.
Sin embargo, la presencia de aditivos en los plásticos puede plantear un problema para la despolimerización. Esto porque pueden afectar la actividad de la enzima o dar lugar a una materia prima que necesita un proceso de purificación extenso. Por tanto, los aditivos (estabilizantes, retardadores de llama, colorantes, plastificantes, etc.) utilizados para mejorar el rendimiento de los polímeros son uno de los principales desafíos para la obtención de un polímero reciclado de alta calidad. Es fundamental eliminar los aditivos antes del proceso de reciclado para obtener polímeros reciclados de alta calidad.
Extracción con disolventes
En comparación con otros enfoques, las principales ventajas de la extracción con disolventes (SE) son la simplicidad del equipo y el funcionamiento para la separación. Además de la alta pureza del plástico reciclado obtenido. También presenta la ventaja significativa de producir un plástico con la misma calidad que el material virgen. Un tipo de aditivo que tiene un marcado impacto en el reciclaje de plásticos son los colorantes; ya que el color en el material reciclado reduce su valor comercial; por tanto, su eliminación es fundamental. Los colorantes, por su comportamiento físico, se clasifican en dos tipos: tintes y pigmentos.
- Los tintes son compuestos orgánicos, solubles en una matriz de polímero y producen un aspecto transparente. Los pigmentos pueden ser orgánicos o inorgánicos y son insolubles en la matriz polimérica.
- Los colorantes se han extraído de polímeros utilizando tecnologías tradicionales, como Soxhlet así como técnicas innovadoras como la extracción asistida por microondas (MAE) y la extracción con fluidos supercríticos (SFE)
Los disolventes renovables, como los biosolventes cireno, gamma valerolactona, limoneno, éteres de glicerol, entre otros, han surgido como opciones interesantes en diferentes aplicaciones. Los biosolventes son disolventes de base biológica de origen renovable. Son biodegradables y menos tóxicos que la mayoría de los disolventes orgánicos. A pesar de su notable potencial para minimizar los impactos ambientales asociados con el proceso de reciclaje y, en consecuencia, para permitir una extracción / eliminación de aditivos sostenible, estos disolventes verdes rara vez se han investigado como disolventes para la extracción de aditivos.
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Tratamiento de reciclaje de plásticos sostenible
En un trabajo del Departamento de Química, Universidad de Aveiro, Portugal , se propusieron desarrollar un pretratamiento sostenible para la remoción y recuperación de aditivos. Se puso enfasis específicamente en los colorantes de residuos de envases plásticos. Estos estudios se llevaron a cabo utilizando HDPE, uno de los cuatro principales representantes en residuos de envases de plástico. Primero, identificaron el tipo de colorante (tinte / pigmento) presente en cada HDPE. En segundo lugar, se aplicó un pretratamiento para eliminar los colorantes del HDPE utilizando la técnica de disolución-precipitación. Luego seleccionaron los (bio) disolventes más prometedores para la disolución de plásticos, y se adoptó el tolueno como referencia.
En cuarto lugar, el polímero recuperado se caracterizó para evaluar si sus propiedades térmicas se mantenían después del pretratamiento. Finalmente, se estudió la reciclabilidad del sistema de disolventes más prometedor (disolvente: antidisolvente).
Se demostró que los biodisolventes derivados de fuentes renovables son eficaces en la eliminación de colorantes de los residuos de envases de plástico mediante extracción con disolventes (disolución-precipitación).
Descubrieron que la eliminación de pigmentos era más eficiente cuando se usaba limoneno como disolvente para la disolución plástica y alcoholes con una cadena alquilo intermedia y múltiples grupos OH como antidisolvente. Se demostró así el potencial de estos biosolventes para eliminar los aditivos de los residuos plásticos; que podrían utilizarse en el desarrollo de un proceso de reciclaje de residuos plásticos más sostenible.
El objetivo de este pretratamiento es ser el primer paso para facilitar el reciclaje de polímeros por despolimerización; permitiendo un aumento en la calidad de los polímeros reciclados, generando valor económico para los residuos y nuevas oportunidades en el reciclaje de plásticos.
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