Polimeros degradables

1. POLÍMEROSPOLÍMEROS
DEGRADABLESDEGRADABLES
JUAN NICOLÁS BORBÓN PIRA
MÓDULO APRENET
COHORTE 35
UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE
COLOMBIA
ESPECIALIZACIÓN EN DOCENCIA
UNIVERSITARIA

2. OBJETIVOSOBJETIVOS
Dar a conocer la importancia de producir Dar a conocer la importancia de producir
polímeros ambientalmente degradables.polímeros ambientalmente degradables.
Mostrar los mecanismos de degradación Mostrar los mecanismos de degradación
medioambiental de los polímeros medioambiental de los polímeros
degradables.degradables.
Presentar algunas de las características Presentar algunas de las características
de los polímeros ambientalmente de los polímeros ambientalmente
degradables producidos a nivel industrial.degradables producidos a nivel industrial.

3. JUSTIFICACIÓNJUSTIFICACIÓN

Reconocer que los plásticos usados Reconocer que los plásticos usados
comúnmente en los empaques (PE, PP, comúnmente en los empaques (PE, PP,
PS, PVC (policloruro de vinilo), PET, se PS, PVC (policloruro de vinilo), PET, se
están acumulando en el medio ambiente están acumulando en el medio ambiente
ya que presentan alta resistencia ante la ya que presentan alta resistencia ante la
degradación ambiental.degradación ambiental.

4. POLIMEROSPOLIMEROS
No degradables: PE, No degradables: PE,
PET, PS, PP, PVC.PET, PS, PP, PVC.
Degradables: Degradables:
Almidón, celulosa, Almidón, celulosa,
Polietilenglicol, Polietilenglicol,
polihidroxibutirato, polihidroxibutirato,
polihidroxivalerato, polihidroxivalerato,
policaprolactona, policaprolactona,
poliácido glicolico, poliácido glicolico,
poliácido láctico, poliácido láctico,
celulosa.celulosa.

5. DEGRADACIÓNDEGRADACIÓN
Cambios que
experimenta el
polímero en su
estructura química
(perdida de uno o más
átomos de carbono)
ocasionados por la
acción de determinadas
condiciones
medioambientales.

6. TIPOS DE DEGRADACIÓN
FOTODEGRADACIÓN FOTODEGRADACIÓN
DEGRADACIÓN TÉRMICA DEGRADACIÓN TÉRMICA
DEGRADACIÓN HIDROLÍTICADEGRADACIÓN HIDROLÍTICA
BIODEGRADACIÓNBIODEGRADACIÓN

7. FOTODEGRADACIÓNFOTODEGRADACIÓN
Este proceso se basa en que la
energía de la luz ultravioleta
procedente de la luz solar es mayor
que la energía de unión de los
enlaces moleculares C-C y C-H y por
lo tanto rompen las cadenas
moleculares reduciendo su peso
molecular y propiedades mecánicas.

8. DEGRADACIÓN TÉRMICADEGRADACIÓN TÉRMICA
Este proceso está acompañado por la
ruptura de los enlaces covalentes por el
aumento de la temperatura.
•Tiene una velocidad de degradación más
alta que la fotodegradación.
•Método de uso restringido pues la mayoría
de los polímeros son termoestables (No se
pueden fundir a través de un proceso de
calentamiento simple)

9. DEGRADACIÓN HIDROLÍTICADEGRADACIÓN HIDROLÍTICA
•Se produce como consecuencia del
contacto del material con un medio
acuoso.
•La introducción del agua en la
estructura, provoca la ruptura de
puentes de hidrógeno intermoleculares,
hidratación de las moléculas y finalmente
la hidrólisis de los enlaces inestables.

10. BIODEGRADACIÓNBIODEGRADACIÓN

Consiste en una descomposición aeróbia ó
anaeróbia por acción de microorganismos.
La biodegradación puede ser:
Parcial: consiste en la alteración en la
estructura química del material y la pérdida de
propiedades específicas.
Total: producción de CO2 (bajo condiciones
aeróbicas) y metano (bajo condiciones
anaeróbicas), agua, sales minerales y biomasa.

11. POLÍMEROS DEGRADABLES POLÍMEROS DEGRADABLES
CELULOSACELULOSA
Uno de los polímeros más abundantes que existe
en la naturaleza. Madera y fibras de algodón son:
principales fuentes de celulosa (contienen entre el
50% y 95% del polímero respectivamente).
No puede usarse como termoplástico, debido a
que cuando aumenta la temperatura se
descompone, antes que fundirse.

12. USOS DE LA CELULOSAUSOS DE LA CELULOSA
Papel, tejidos (textiles)Papel, tejidos (textiles)
Materia prima para producción de fibras Materia prima para producción de fibras
celulosicas sintéticascelulosicas sintéticas
Aditivos en alimentos de bajo contenido Aditivos en alimentos de bajo contenido
calóricocalórico
Recubrimiento en tabletas de uso Recubrimiento en tabletas de uso
farmacéutico.farmacéutico.

13. POLÍMEROS DEGRADABLES POLÍMEROS DEGRADABLES
Poli acido glicolico (PGA)Poli acido glicolico (PGA)
Poliéster alifático lineal, puede degradarse Poliéster alifático lineal, puede degradarse
hidroliticamente debido a los enlaces ester.hidroliticamente debido a los enlaces ester.
Se obtiene por polimerización del monómero Se obtiene por polimerización del monómero
constituido por dímeros del ácido glicolicoconstituido por dímeros del ácido glicolico
Usada en suturasUsada en suturas
Fibras de este material pierden 50% de fuerza Fibras de este material pierden 50% de fuerza
tensil después de usarse en heridas, y después tensil después de usarse en heridas, y después
de 4 semanas se pierde toda fuerza tensil.de 4 semanas se pierde toda fuerza tensil.
Son absorbidas por la piel después de 6meses.Son absorbidas por la piel después de 6meses.

14. POLÍMEROS DEGRADABLES POLÍMEROS DEGRADABLES
Poli acido láctico L (L-PLA)Poli acido láctico L (L-PLA)
Conformado por dímero cíclico, isómero Conformado por dímero cíclico, isómero
óptico L, del ácido láctico óptico L, del ácido láctico
Alta resistencia a la tensión, baja Alta resistencia a la tensión, baja
elongaciónelongación
Usado en suturas y fijaciones ortopédicasUsado en suturas y fijaciones ortopédicas
Se degrada por hidrólisis y Se degrada por hidrólisis y
biodegradaciónbiodegradación

15. POLÍMEROS DEGRADABLES POLÍMEROS DEGRADABLES
POLIHIDROXIBUTIRATOPOLIHIDROXIBUTIRATO
Se obtiene a partir de microorganismos. Se obtiene a partir de microorganismos.
Ejemplo: Ejemplo: Azotobacter Azotobacter sp. FA8 sp. FA8 es una bacteria es una bacteria
productora de PHB aislada de muestras de productora de PHB aislada de muestras de
suelo.suelo.
USOSUSOS
Por su biodegradabilidad y carencia de toxicidad Por su biodegradabilidad y carencia de toxicidad
se utilizan en cirugía para suturas y en se utilizan en cirugía para suturas y en
implantes de liberación controlada de implantes de liberación controlada de
medicamentos medicamentos

16. ..
USOS USOS
En la industria del envase se utilizan para En la industria del envase se utilizan para
contener productos cosméticoscontener productos cosméticos
Agricultura encapsular fertilizantes, Agricultura encapsular fertilizantes,
insecticidas o fungicidas, siempre de insecticidas o fungicidas, siempre de
liberación controlada.liberación controlada.
POLÍMEROS DEGRADABLES POLÍMEROS DEGRADABLES
POLIHIDROXIBUTIRATOPOLIHIDROXIBUTIRATO

17. POLÍMEROS DEGRADABLES POLÍMEROS DEGRADABLES
POLIPOLICAPROLACTONACAPROLACTONA
Polímero biodegradablePolímero biodegradable
Usado principalmente en suturas.Usado principalmente en suturas.
Se han desarrollado algunos productos que ya Se han desarrollado algunos productos que ya
son de uso comercial como:son de uso comercial como:
GLICONATO: GLICONATO: 14% e-caprolactona. 14% e-caprolactona. Sutura Sutura
absorbible, se absorbe a los 60-90 días.absorbible, se absorbe a los 60-90 días.
POLYGLYTONE 6211: POLYGLYTONE 6211: Compuesto de: Compuesto de:
Glicólido, caprolactona, carbonato de trimetileno Glicólido, caprolactona, carbonato de trimetileno
y lactida. Es una sutura sintética, absorbible. Se y lactida. Es una sutura sintética, absorbible. Se
reabsorbe completamente a los 56 días. reabsorbe completamente a los 56 días.

18. BIODEGRADACIÓNBIODEGRADACIÓN
)solventes(residuobiomasaOHCOOerolimpo +++®+
222
residuobiomasaOHCHCOeropo ++++®
242
lim
MICROORGANISMOS AEROBIOSMICROORGANISMOS AEROBIOS
MICROORGANISMOS ANAEROBIOSMICROORGANISMOS ANAEROBIOS
Bacillus sp Degradador de COP`s
(Compuestos organicos persistentes)

19. Fases de degradaciónFases de degradación

20. VENTAJAS DE LOS POLÍMEROS VENTAJAS DE LOS POLÍMEROS
DEGRADABLESDEGRADABLES
Rápida reducción másica y volumétrica de Rápida reducción másica y volumétrica de
sus residuos, con lo que se aumenta la sus residuos, con lo que se aumenta la
vida útil de los vertederos.vida útil de los vertederos.
Impacto ambiental reducido: Impacto ambiental reducido: ↓ consumo petróleo ↓ consumo petróleo
y la emisión de gases.y la emisión de gases.
Posibilidad de ser compostables, con los Posibilidad de ser compostables, con los
beneficios que esto conlleva para la beneficios que esto conlleva para la
fertilización de los suelos.fertilización de los suelos.

21. VENTAJAS EN COMPARACIÓN CON VENTAJAS EN COMPARACIÓN CON
LOS POLÍMEROS TRADICIONALESLOS POLÍMEROS TRADICIONALES
Control de su grado de biodegradabilidad Control de su grado de biodegradabilidad
desde el diseño del mismo.desde el diseño del mismo.
Se producen, en la mayor parte de los Se producen, en la mayor parte de los
casos, a partir de fuentes renovables.casos, a partir de fuentes renovables.

22. DESVENTAJAS EN COMPARACIÓN DESVENTAJAS EN COMPARACIÓN
CON LOS POLÍMEROS CON LOS POLÍMEROS
TRADICIONALESTRADICIONALES
Es necesario un control respecto al Es necesario un control respecto al
proceso de degradación proceso de degradación
Baja resistencia a la humedad. Baja resistencia a la humedad.
Reciclado mecánico mas complejo, por su Reciclado mecánico mas complejo, por su
menor resistencia a la temperatura y a la menor resistencia a la temperatura y a la
acción mecánica. acción mecánica.

23. ““Arboform”, plástico Arboform”, plástico
fabricado a base de fabricado a base de
una mezcla de lignina una mezcla de lignina
con fibras naturales. con fibras naturales.
Puede ser moldeado Puede ser moldeado
en forma en forma
convencional, y convencional, y
reemplaza acabados reemplaza acabados
en madera.en madera.
APLICACIONES INNOVADORASAPLICACIONES INNOVADORAS

24. APLICACIONES INNOVADORASAPLICACIONES INNOVADORAS
El grupo japonés El grupo japonés
Pioneer desarrolló un Pioneer desarrolló un
medio óptico hecho a medio óptico hecho a
partir de almidón de partir de almidón de
maíz. El "bio-disco" maíz. El "bio-disco"
tiene un espesor de 1.2 tiene un espesor de 1.2
mm, una capacidad mm, una capacidad
máxima de 25 GB, y es máxima de 25 GB, y es
biodegradable. biodegradable.
Sanyo lanzó en 2003 Sanyo lanzó en 2003
un CD de muestra un CD de muestra
basado en ácido basado en ácido
poliláctico (PLA).poliláctico (PLA).

25. BIBLIOGRAFIABIBLIOGRAFIA
[1]MIKELL P. GROOVER. Fundamentos de manufactura
moderna. Editorial Prentice Hall.
[2] www.eastman.com. Eastman Cellulose Esters for
pharmaceutical Drug Delivery
[3] www.eastman.com. Eastman Cellulose Esters. The
performance Edge.
[4] KIRK-OTHMER. Encyclopedia of Chemical
Technology. Fourth Edition. ECT (CD).