Degradación hidrolítica
La degradación de los polímeros es la reducción de las propiedades físicas de un polímero, como la resistencia, causada por cambios en su composición química. Los polímeros, y en particular los plásticos, están sujetos a la degradación en todas las etapas del ciclo de vida del producto, incluyendo su procesamiento inicial, su uso, su eliminación en el medio ambiente y su reciclaje[1] El ritmo de esta degradación varía significativamente; la biodegradación puede tardar décadas, mientras que algunos procesos industriales pueden descomponer completamente un polímero en horas.
Se han desarrollado tecnologías para inhibir o promover la degradación. Por ejemplo, los estabilizadores de polímeros garantizan que los artículos de plástico se produzcan con las propiedades deseadas, prolongan su vida útil y facilitan su reciclaje. A la inversa, los aditivos biodegradables aceleran la degradación de los residuos plásticos mejorando su biodegradabilidad. Algunas formas de reciclaje de plásticos pueden implicar la degradación completa de un polímero de vuelta a monómeros u otros productos químicos.
En general, los efectos del calor, la luz, el aire y el agua son los factores más importantes en la degradación de los polímeros de plástico. Los principales cambios químicos son la oxidación y la escisión de la cadena, lo que lleva a una reducción del peso molecular y del grado de polimerización del polímero. Estos cambios afectan a propiedades físicas como la resistencia, la maleabilidad, el índice de fluidez, el aspecto y el color. Los cambios en las propiedades suelen denominarse “envejecimiento”.
Fotodegradación de polímeros
IntroducciónLa exposición a la radiación ultravioleta (UV) puede provocar una importante degradación de muchos materiales. La radiación UV provoca una degradación fotooxidativa que da lugar a la rotura de las cadenas poliméricas, produce radicales y reduce el peso molecular, provocando el deterioro de las propiedades mecánicas y dando lugar a materiales inservibles, después de un tiempo imprevisible.El poliestireno (PS), uno de los materiales más importantes de la industria plástica moderna, se ha utilizado en todo el mundo, debido a sus excelentes propiedades físicas y su bajo coste. Rabie et al. (2008).Cuando el poliestireno se somete a la irradiación UV en presencia de aire, sufre un rápido amarilleo y una fragilidad gradual Geuskens y David (1975).El mecanismo de fotólisis del PS en estado sólido (película) depende de la movilidad de los radicales en la matriz polimérica y de su recombinación bimolecular. Los radicales de hidrógeno se difunden muy fácilmente a través de la matriz polimérica y se combinan en pares o abstraen átomos de hidrógeno de la molécula de polímero. El radical fenilo tiene una movilidad limitada. Puede abstraer hidrógeno del entorno cercano o combinarse con un radical del polímero o con radicales de hidrógeno.Casi todos los polímeros sintéticos requieren una estabilización contra los efectos ambientales adversos. Es necesario encontrar un medio para reducir o prevenir el daño inducido por componentes ambientales como el calor, la luz o el oxígeno Rabek y Ranby (1974a
Polímeros de biodegradación
Se discuten las características más importantes de la degradación y la erosión de los polímeros degradables in vitro. Se describen los parámetros de la degradación química, que es la escisión de la columna vertebral del polímero, como el tipo de enlace del polímero, el pH y la composición del copolímero. Se dan ejemplos de cómo estos parámetros pueden utilizarse para controlar las tasas de degradación. La degradación conduce finalmente a la erosión del polímero, la pérdida de material de la masa del polímero. Los cambios resultantes en la morfología, el pH, las propiedades del oligómero y del monómero, así como la cristalinidad, se ilustran con ejemplos seleccionados. Por último, se ofrece un breve estudio sobre los enfoques de la degradación y la erosión de los polímeros.
Revisión del estado actual de la degradación de polímeros: un enfoque microbiano
Para comprender mejor la degradación y la estabilidad de los polímeros, es muy importante conocer sus propiedades físicas y químicas. Además, este proceso puede producirse a través de la fisuración por tensión, la radiación y una reacción mecánica, fotoquímica, química o térmica. ¡Compruébelo!
Aunque no sean deseables, los procesos de degradación de los polímeros son comunes. Sin embargo, ¿sabe cómo se produce? Esto puede ocurrir debido a diferentes tipos de reacciones químicas, como la reticulación, la despolimerización, la fisión de enlaces químicos, la oxidación, entre otras.
El inicio de la degradación del plástico ocurre por la ruptura de un enlace covalente (dos átomos que comparten dos electrones), generando radicales libres, que son responsables por la continuidad de la reacción. Una de las formas más presentes en el inicio de esta acción es la fuente externa, como el calor o la radiación solar.
También pueden contribuir a la degradación los agentes agresivos, que modifican el comportamiento físico, provocando un aumento o pérdida de rigidez, cambios de aspecto, etc. En algunos casos, esto ocurre por la disolución de moléculas al inicio de la polimerización o en la ruptura de enlaces.