¿QUÉ ES EL ÁCIDO POLI LÁCTICO?
El
ácido poli-láctico 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.
HISTORIA
El
PLA no es un material nuevo, nos acompaña desde hace unas décadas.
En
1932 Wallace Carothers, científico para Dupont, obtuvo un producto de
poco peso molecular calentando ácido láctico al vacío. En 1954, después
de otras mejoras, Dupont patento el proceso de Carothers.
Un
impedimento importante en el desarrollo del polímero ha sido el elevado
coste de producción. Pero gracias a los avances en la fermentación de la
glucosa para obtener ácido láctico, ha experimentado una bajada
importante el coste de producción del ácido láctico y por consiguiente,
un interés creciente en el polímero.
Cargill fue una de las primeras compañías que desarrollo los polímeros
de ácido poliláctico. Cargill comenzó a investigar la tecnología de
producción de PLA en 1987, y su producción en planta data de 1992. En
1997 Cargill se asoció con la empresa Dow Chemical Company, creando LLC
de los polímeros de Cargill (CDP), instalado en Blair, Nebraska.
Hay
planes para construir una planta adicional en Europa en un futuro.
¿PARA QUÉ SE UTILIZA EL PLA?
El
PLA es un polímero versátil que tiene muchas aplicaciones, incluyéndose
en la industria textil, en la industria médica y sobretodo en la del
empaquetado.
Se
tienen 4 tipos de ácidos polilácticos disponibles para empaquetar, cada
uno de ellos con características especiales.
- 4041D;
gran estabilidad hasta los 265ºF (130ºC)
- 4031D:
también se utiliza a gran temperatura hasta 130ºC
- 1100D:
se utiliza para hacer tazones, las cajas de las patatas fritas,
empaquetado de congelado vegetal.
- 2000D:
se utiliza en envases transparentes de alimentos, para fabricar tazas,
envases de leche.
Dentro de la industria textil, son conocidas las aplicaciones del PLA
para la creación de telas empleadas en la tapicería, la elaboración de
trapos y la confección de toldos y cubiertas resistentes a la luz U.V.
El
PLA se ha convertido en un material muy importante en la industria
médica, donde lleva funcionando más de 25 años. Por sus características
el PLA se ha convertido en un candidato ideal para implantes en los
huesos o en los tejidos (cirugía ortopédica, facial, de pecho, abdomen).
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.
¿CÓMO SE HACE EL PLA?
Su
proceso implica la extracción de los azucares (principalmente dextrosa,
pero también de la glucosa y de la sacarosa) del almidón de la
remolacha o del trigo y después fermentarlo con ácido láctico. El ácido
láctico se convierte en el dimer o el lactide que se purifica y se
polimeriza (método de apertura del anillo) a ácido poliláctico sin la
necesidad de solventes.
Cómo
ácido fermentado se tiene el 99,5% L-isómeros y 0,5% D-isómero.
La
conversión al dimer o lactide se puede controlar para dar tres formas
L,D y Mesolactides.
Características biodegradables de la fibra
Característica |
PLA DEL CDP |
PLA de Kuraray |
Rayón |
Lyocell |
Poliester |
Densidad (g/cm3) |
1.25 |
1.27 |
1.51 |
1.52 |
1.38 |
Punto de fusión (°C) |
120-170 |
170 |
Ninguno |
Ninguno |
260 |
Cuenta (dtex) |
1.7 (e.g.) |
1.7 |
1.7 |
1.7 |
1.7 |
Tenacidad (cN/tex) |
50 |
25-45 |
20-25 |
40-45 |
35-65 |
Alargamiento (%) |
35 |
N/A |
18-22 |
14-16 |
15-40 |
Recobro de la humedad (%) |
0.4 - 0.6 |
0.48 |
13 |
12 |
0.4 |
En
la información que se muestra en la tabla se puede apreciar como el PLA
parece una fibra excelente con las credenciales técnicas para sustituir
al polipropileno. Según lo observado por Carothers, el punto de fusión
todavía parece demasiado bajo para que desafíe la supremacía del
poliéster aromático en los textiles.
¿ES EL PLA TAN BUENO COMO PARECE?
El
PLA parece ser un producto increíble, es biodegradable, y de él se hacen
recursos renovables,… algunos piensan que el PLA es demasiado bueno para
ser verdad.
Una
crítica importante del polímero ocurre durante su fase de descomposición
biológica. El PLA emite CO2 y CH4 durante este
proceso. Son dos de los gases invernaderos que se quieren reducir sus
emisiones por los comités internacionales. Otra crítica es que aún se
necesita de los combustibles fósiles para producir el PLA, aunque estos
fósiles no se usan en el polímero directamente, son necesarios en el
proceso de cosecha de las plantas y la producción química.
En
respuestas a estas preocupaciones, los partidarios del PLA reconocen
que los combustibles fósiles se están utilizando para producir el
plástico, pero indican que este proceso requiere de entre un 20 0 50%
menos de recursos fósiles que si lo obtenemos directamente del petróleo.
Para
la producción de plásticos convencionales, el petróleo es el recurso
primario, mientras que el carbón y el gas natural se utilizan en la
fabricación de plásticos biodegradables. Se esta investigando como
utilizar energía renovable o aprovechar la energía que se utiliza para
fabricar los plásticos biodegradables (cogeneración y biomasa), también
se buscan otras materias primas para el PLA.
Además esta tecnología de obtener ácido láctico, y por lo tanto PLA, a
partir de trigo, remolacha, data de hace poco tiempo, mientras que la
obtención de plásticos a partir del petróleo lleva 100 años, con lo cual
la mejora puede ser muy grande. También se intenta reducir el consumo de
energía en el proceso de fabricación de los plásticos biodegradables en
un 50%.
En
respuesta a la discusión de la emisión de los gases invernaderos, los
partidarios del PLA afirman que el CO2 ( dióxido de carbono)
enviado a la atmósfera es consumido por las plantas nuevas y por
consiguiente no supone un aumento neto del mismo en la atmósfera.
El
gravamen del ciclo vital es una técnica que podría ayudar a determinar
las ventajas y desventajas del PLA. Según la sociedad de toxicología del
medio ambiente y la química (SETAC), el gravamen del ciclo vital es “un
proceso objetivo para evaluar las cargas ambientales asociadas a un
producto, proceso o actividad que identifica y cuantifica los materiales
usados y la basura lanzada al ambiente y para poder evaluar posibles
mejoras ambientales”.
El
gravamen del ciclo vital consta de 3 etapas:
1)
Análisis de inventario: se anotan
todos los datos de aspectos ambientales de los recursos que se
consumen, ver las emisiones al aire, agua, tierra durante el proceso de
fabricación, de uso y de disposición y se analiza este gravamen de
inventario.
2)
Gravamen del impacto: se miran todos
estos intercambios entre el producto y el ambiente y se comprueba su
contribución a estos aspectos ambientales importantes (calentamiento global,
niebla de humo, agotamiento del combustible fósil).
3)
Interpretación de resultados y
recomendaciones.
CONCLUSIONES
El
PLA es un polímero biodegradable hecho de recursos renovables. Y como
material versátil que es, está aumentando su uso en la medicina, en las
diferentes aplicaciones de la industria textil y del empaquetado,
principalmente en esta industria esta despertando mucho interés por sus
excepcionales características y su biodegradabilidad. El PLA es un
polímero que veremos mucho en el futuro por ser una verdadera innovación
en materiales de empaquetado.
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