Un nuevo material de origen vegetal podría revolucionar los plásticos ecológicos

Los científicos de la Universidad Estatal de Washington han ideado una forma ecológica de sustituir la lignina del pino por combustibles fósiles en espumas de poliuretano, prometiendo un futuro de productos plásticos sostenibles.

Un grupo de científicos dirigido por la Universidad Estatal de Washington ha logrado un avance significativo en el campo de los materiales sostenibles: ha desarrollado un innovador sustituto de origen vegetal para los productos químicos derivados del petróleo que se utilizan en las espumas de poliuretano. Este avance podría dar lugar a versiones más ecológicas de productos de uso común, como esponjas de cocina, cojines de espuma, revestimientos, adhesivos, embalajes y material aislante.

El poliuretano es un material ampliamente utilizado, con un mercado global que valdrá más de 75 mil millones de dólares en 2022. El equipo de investigación dirigido por la WSU ha aprovechado la lignina, un polímero orgánico complejo de los pinos, reemplazando el 20% de los productos químicos basados ​​en combustibles fósiles que normalmente se requieren para producir estas espumas.

Cabe destacar que su espuma de origen biológico presenta una resistencia y flexibilidad comparables a las espumas de poliuretano tradicionales. Estos hallazgos fueron publicados recientemente. publicado en la revista ACS Sustainable Chemistry & Engineering.

"Es bastante novedoso en términos del material que generamos y el proceso que tenemos", dijo en un comunicado el autor correspondiente Xiao Zhang, profesor de la Escuela de Ingeniería Química y Bioingeniería Gene and Linda Voiland de WSU. comunicado de prensa“Nuestra lignina extraída ofrece una nueva clase de componentes básicos renovables para el desarrollo de productos de base biológica con valor agregado”.

El problema de los plásticos derivados del petróleo

Los plásticos derivados del petróleo plantean un importante desafío medioambiental.

Estos materiales pueden tardar siglos en descomponerse y son difíciles de reciclar, lo que a menudo da como resultado productos de segunda generación de calidad inferior. Como resultado, la tasa de reciclaje de plásticos se ha mantenido por debajo del 20%, según Zhang.

"Básicamente, no hay solución si se utilizan plásticos derivados del petróleo", añadió Zhang. "La solución definitiva es sustituirlos por materiales de origen natural".

Por qué es importante la lignina

La lignina, que representa alrededor del 30% del carbono no basado en combustibles fósiles de la Tierra, es la segunda fuente de carbono renovable más abundante.

Sin embargo, extraer una versión de alta calidad de la lignina de las plantas ha resultado difícil. Los procesos tradicionales, como la fabricación de papel y la biorrefinación, a menudo contaminan y alteran sus propiedades químicas y físicas, lo que reduce su valor.

Por lo tanto, la mayor parte de la lignina termina quemándose para obtener energía o utilizándose en productos de bajo valor, como aditivos para cemento o aglutinantes para alimentos para animales.

Los investigadores de este estudio utilizaron un disolvente suave y respetuoso con el medio ambiente para extraer lignina de alta calidad del pino. Su fórmula era homogénea y presentaba una buena estabilidad térmica, atributos esenciales para producir productos de alto valor.

Durante las pruebas, la espuma de poliuretano a base de lignina demostró un rendimiento mecánico equivalente al de las espumas convencionales.

“Este trabajo demuestra que nuestra formulación de lignina preparada tiene un gran potencial para generar espumas de poliuretano flexibles de base biológica”, añadió Zhang.

El camino hacia adelante

El potencial de la espuma flexible de poliuretano (PU) a base de lignina ha despertado el interés de los socios industriales, que están ansiosos por optimizar y aumentar la producción. El equipo de investigación planea colaborar con estos socios para llevar la innovación al mercado.

El desarrollo de espumas de poliuretano a base de lignina representa un paso fundamental hacia una producción de plástico más sostenible. Al reducir la dependencia de los combustibles fósiles, esta innovación podría mitigar significativamente el impacto ambiental de los residuos plásticos.