MX2012008570A - Proceso para hacer biodegradable a un polimero sintetico. - Google Patents

Abstract

Se describe un proceso para hacer biodegradable un material polimérico sintético, gracias a la adición de una o más levaduras al material sintético.

Description

PROCESO PARA HACER BIODEGRADABLE A UN POLÍMERO SINTÉTICO DESCRIPCIÓN La presente invención se refiere a un proceso para hacer biodegradable a un material polimérico sintético.

Es bien conocido que materiales plásticos, debido a su extrema versatilidad, bajo costo y propiedades mecánicas, se han dispersado en una forma notable, permeando virtualmente en todos los sectores de nuestra vida. También se conoce que precisamente la resistencia química y al calor de estos materiales - esta propiedad que los hace particularmente atractivos para la industria - también hace difícil su eliminación, ya que se requieren tiempos enormes prolongados para su degradación, de manera tal que surge un problema actual de contaminación, debido al deshecho de material plástico.

Se han realizado diversos intentos para resolver este problema, que se está volviendo cada vez más serio.

Inicialmente, se han dirigido intentos para crear materiales plásticos solubles en agua, de manera tal que su liberación en el mar o su exposición a la lluvia llevará a su desaparición. Sin embargo, estos materiales, además de no ser utilizables, precisamente debido a su solubilidad, para una cantidad de aplicaciones, resuelven el problema de contaminación, pero provocan contaminación de corrientes de agua y de recursos de agua en general.

En una fase subsecuente, se han dirigido intentos para obtener materiales plásticos foto degradables que, cuando se exponen a la luz, tienden a degradar en sus componentes monoméricos. Sin embargo, también esta solución a menudo lleva a mayor contaminación, ya que los monómeros son frecuentemente agentes tóxicos y en cualquier caso su difusión en el suelo y en los mantos acuiferos no es controlada.

Materiales plásticos basados en almidón se han fabricado subsecuentemente, tal como por ejemplo el asi denominado MaterBi por Nova-mont. Sin embargo, además de presentar problemas de utilizar cosechas de alimentos como materia prima (de esta manera sustrayéndolas de su uso principal y vital) , tienen una rigidez que les hace inadecuados para los usos principales.

El uso de plastificantes naturales convenientes, propuesto por el presente Solicitante (PCT/IT2005/000166, solicitud de patente italiana número AN2008A 000024), logra resolver el problema de rigidez, haciendo a estos materiales suficientemente flexibles para permitir su uso en las aplicaciones más diversas. Sin embargo, permanece el serio problema de suministro de materias primas debatible. Aún más, estos materiales plásticos son notablemente más costosos que los materiales poliméricos sintéticos comunes.

En un intento subsecuente, el Solicitante propone, con la solicitud de patente italiana número AN2008A 000013, el funcionalizar a través de proteínas la mayoría de los materiales plásticos sintéticos, para hacerles biodegradables . Sin embargo, los resultados así obtenidos son totalmente insatisfactorios ya que los productos obtenidos han demostrado no ser suficientemente biodegradables .

O2007129861 describe un poliuretano espumado que comprende levaduras, dirigido a reducir la generación de compuestos orgánicos volátiles generados por el material espumado. No se hace mención de ningunas propiedades de biodegradabilidad del material obtenido.

US 4605622 describe un proceso para sujetar microorganismos en un ítem granular impreso, en donde hay levaduras entre los microorganismos. Sin embargo, el ítem actúa como un soporte para el uso como catalizador del microrganismo y no resuelve el problema de eliminación de deshechos.

Un problema similar se atiende y resuelve en EP 0052829, que tampoco se enfoca a la eliminación de deshechos.

El problema en la base de la invención es proponer un proceso que permita hacer biodegradable a un material polimérico sintético, que no requiera utilizar directamente materias primas alimenticias, que implica bajos costos de fabricación y altos desempeños .

Este objeto se logra mediante un proceso para hacer biodegradable un material polimérico sintético, caracterizado porque comprende la adición de una o más levaduras al material sintético .

La presente invención se refiere también a un proceso para la fabricación de este material polimérico.

El proceso de acuerdo con la presente invención proporciona el mezclado de levaduras a un material plástico. Esta adición no afecta las propiedades de resistencia térmica y mecánica de los materiales. De preferencia, esta adición de levaduras se realiza antes de la adición de plastificantes . En algunos casos, esta adición se hace a uno o más de sus monómeros, antes de la reacción de polimerización. Este mezclado no afecta las condiciones de polimerización normal.

Todas las cepas de levadura pueden emplearse para la presente invención. En particular, se han obtenido buenos resultados con las cepas de levadura Kluyveromyces fragilis y Saccharomyces cerevisiae (levadura cervecera).

Los materiales plásticos a los que puede aplicarse la presente invención son todos los materiales plásticos que tienen grupos funcionales, tales como poliuretanos , poliuretanos termoplásticos , PVC, polietientereftalato, polipropilentereftalato, copolimero etilen y vinyl acetato (EVA) , nylon, rayón. Aún más, la presente invención puede aplicarse también a materiales que no tienen grupos funcionales, tales como polietileno y polipropileno.

La adición, por ejemplo, en el caso de poliuretano, ocurre incluso antes de polimerización en el poliol, mientras que en el caso de PVC y, en general de polímeros extrudidos, también se agrega al producto crudo por el ya polimerizado antes de extrusión, de preferencia mediante molienda en seco.

Se agregaran levaduras de preferencia vivas, en una cantidad en el intervalo de entre 0.3 y 30% del peso total del monómero, de preferencia entre 2 y 7% del peso total del monómero, aún más preferible 5% del peso total del monómero.

El material polimérico asi obtenido exhibe altas propiedades de biodegradabilidad . Sin desear estar ligados por teoría, se considera que las levaduras transforman estructuralmente el polímero final, haciéndolo atacable por las bacterias contenidas por el suelo y/o en medio de los otros deshechos, de manera tal que ocurre biodegradación en un corto plazo y a una muy alta velocidad. Las levaduras son organismos vivos, pero no esenciales per se para la nutrición humana, de manera tal que su uso no provoca problemas de escasez de recursos alimenticios. Las levaduras utilizables no tienen propiedades tóxicas ni transportan enfermedades, de manera tal que el material plástico de acuerdo con la presente invención puede emplearse también en los sectores de alimentos y/o farmacéuticos . Aún más, el material de acuerdo con la presente invención puede emplearse para una cantidad de otros propósitos, ya que puede ser plastificado a voluntad, originando un producto final de la rigidez deseada.

Las levaduras, en particular aquellas de las cepas Saccharomyces cerevislae y Kluyveromyces fragilis, están fácilmente disponibles, son económicas y muy fáciles de manejar, sin presentar riesgos para la salud y/o el medio ambiente. Los materiales plásticos que se obtienen pueden ser fabricados a bajos costos que son comunes en conexión con materiales plásticos sintéticos y por lo tanto menos costosos que los obtenidos, por ejemplo, de almidón de maíz, a pesar de tener la misma biodegradabilidad.

La presente invención se extiende también a un proceso de fabricación de un material polimérico biodegradable, que comprende las etapas de procesamiento estándar especificas del material plástico particular, además comprende la adición al monómero, antes de polimerización de una o más levaduras.

La presente invención se refiere también a un equipo de polimerización, que comprende una o más levaduras . Este equipo contiene ventajosamente un manual de instrucciones que reporta concentraciones. Aún más ventajosamente, el equipo contiene una cantidad de levaduras dosificadas para hacer biodegradable una cantidad de material plástico reportado en el paquete.

Sin embargo, se entiende que la invención no debe considerarse limitada al montaje o arreglo particular ilustrado anteriormente, que hace solo una modalidad ejemplar de la invención pero una cantidad de variantes son posibles, todas dentro del alcance de una persona con destreza en el campo, sin apartarse del alcance de la invención, como se define por las siguientes reivindicaciones.

EJEMPLO Cantidades equivalentes (50% - 50% en moles) de un poliol y de un isocianato, se prepararon para la fabricación de un poliuretano. Al poliol 5% de su peso total de Saccharomyces cerevisiae se agregan. Los dos componentes después se mezclaron, se hacen reaccionar y polimerizan en las condiciones de reacción usuales. Se obtuvo un poliuretano que se moldeó en una hoja. La hoja se trituró y sometió a las condiciones que se proporcionan por las reglas técnicas. Después de 54 días, demostró ser biodegradable en composta, alcanzando un valor de biodegradabilidad promedio que excede 90% como se requiera por la regla U I EN 13432:2000 (par. A.2.2.2).

Claims (9)

REIVINDICACIONES

1. Proceso para hacer biodegradable un material polimérico sintético, caracterizado porque comprende la adición al material sintético de una o más levaduras.

2. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la una o más levaduras se agregan antes de la adición del plastificante al material sintético.

3. Proceso de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque las levaduras se agregan a uno o más de los monómeros, antes de la reacción de polimerización.

4. Proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque el material polimérico sintético se elige del grupo que consiste de poliuretanos, PVC, polietileno-tereftalato, polipropilen tereftalato, co-polimero de etileno y vinyl acetato (EVA), nylon, rayón, polietileno, polipropileno.

5. Proceso de conformidad con la reivindicación 4, caracterizado porque el material polimérico es poliuretano y la levadura se agrega al poliol antes de polimerización.

6. Proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque las levaduras son Kluyveromices fragilis y/o Saccharomyces cerevisiae.

7. Equipo para la implementación de un proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque contiene una o más levaduras, en una cantidad dosificada.

8. Uso de levaduras para hacer biodegradable un material polimérico sintético.

9. Uso de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque las levaduras son Kluyveromices fragilis y/o Saccharomices cerevisiae .