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» » Impregnación de plásticos con dióxido de carbono

Todo el mundo ha oído que el dióxido de carbono es responsable del calentamiento global; sin embargo, este gas también tiene algunas características positivas. Los investigadores están ahora impregnando los plásticos con el CO2 comprimido, en un proceso que podría conducir a nuevas aplicaciones que van desde las lentes de contacto de color hasta picaportes resistentes a las bacterias.

El CO2 es algo más que un producto de desecho. De hecho, tiene variedad de usos: la industria química utiliza este gas incoloro para la producción de urea, metanol y ácido salicílico. La urea es un fertilizante, el metanol es un aditivo para el combustible y el ácido salicílico, es un ingrediente en la aspirina.

Los investigadores del Fraunhofer Institute for Environmental, Safety and Energy Technology UMSICHT, en Oberhausen, están llevando a cabo la novedosa idea de probar cómo el dióxido de carbono puede ser utilizado para impregnar plásticos. A una temperatura de 30,1º C y a una presión de 73,8 bares, el CO2 entra en un estado supercrítico que proporciona al gas unas propiedades como disolvente. En este estado, puede introducirse en los polímeros, o actuar como un "portador" en el que los colorantes, aditivos, compuestos médicos y otras sustancias pueden disolverse. "Bombeamos el dióxido de carbono líquido en un recipiente de alta presión, con los componentes de plástico que van a ser impregnados, luego se aumenta de forma constante la temperatura y la presión hasta que el gas llegue a ese estado supercrítico. Una vez alcanzado, lo incrementamos con una presión adicional. A 170 bar, los pigmentos en polvo se disuelven completamente en el CO2 y se difunden con el gas dentro del plástico. Todo el proceso tarda sólo unos minutos. Cuando se abre el recipiente, el gas se escapa por toda la superficie del polímero, pero el pigmento se queda atrás y no puede ser borrado posteriormente", explica Manfred Renner, ingeniero científico del Instituto Fraunhofer UMSICHT.

En las pruebas, los investigadores han llegado incluso a impregnar policarbonato con nanopartículas que le confieren propiedades antibacterianas. En el laboratorio de alta presión, propio del instituto, colocaron en la superficie del plástico bacterias E-coli y murieron, una función muy útil que podría aplicarse a los tiradores de las puertas, impregnándolos con dichas nanopartículas. Las pruebas realizadas con silicona y con el ingrediente activo anti-inflamatorio flurbiprofeno también tuvieron éxito. "Nuestro proceso resulta adecuado para la impregnación de polímeros parcialmente cristalinos y amorfos, como el nylon, TPE, TPU, PP y policarbonato", afirma Renner, "pero no puede aplicarse a los polímeros cristalinos".

El proceso tiene un enorme potencial, ya que el dióxido de carbono no es inflamable ni tóxico y es barato. No tiene los mismos efectos perjudiciales sobre la salud y el medio ambiente que los disolventes que se utilizan en las pinturas. Las superficies pintadas suelen dañarse con facilidad y no resisten los arañazos. Los procesos convencionales para impregnar los plásticos y darles nuevas funciones tienen numerosos inconvenientes. El moldeo por inyección, por ejemplo, no permite la introducción de sustancias sensibles al calor, tales como retardantes de fuego o estabilizadores de UV. Muchos tintes cambian de color, el púrpura se vuelve negro.

"Nuestro método nos permite personalizar los componentes plásticos de alto valor, y los productos de estilo de vida, como la carcasa del teléfono móvil. Lo mejor de todo es que el color, el ingrediente aditivo o activo se introduce en las capas cercanas a la superficie, a temperaturas muy por debajo del punto de fusión del material, de forma que elimina la necesidad de disolventes agresivos", señalaba Renner. El proceso podría, por ejemplo, ser utilizado para la coloración de lentes de contacto, y estas lentes podrían incluso, ser enriquecidas con compuestos farmacéuticos que se liberarían lentamente durante todo el día, lo que representa una alternativa para las aplicaciones repetidas de gotas para los ojos en el tratamiento del glaucoma. Según el científico, este nuevo método de impregnación es conveniente para una amplia gama de nuevas aplicaciones.


  • - Referencia: RedOrbit.com, 3 de enero de 2011
  • - Fuente: Fraunhofer-Gesellschaft .
  • - Imagen: Esta hélice se tiñó de amarillo en tan sólo cinco minutos a 90º C y 200 bar. A esta presión, el polvo colorante amarillo se disuelve en el CO2 que se transfiere al plástico. © Fraunhofer UMSICHT.

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Editor del blog Pedro Donaire

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