¿Qué son los biopolímeros? Los biopolímeros son polímeros que ocurren en la naturaleza. Los carbohidratos y las proteínas, por ejemplo, son biopolímeros.
Muchos biopolímeros ya se están produciendo comercialmente a gran escala, aunque generalmente no se utilizan para la producción de plásticos. Incluso si solo un pequeño porcentaje de los biopolímeros ya producidos se usaran en la producción de plásticos, disminuiría significativamente nuestra dependencia de los recursos manufacturados no renovables.
- La celulosa es el carbohidrato más abundante del mundo; ¡El 40 por ciento de toda la materia orgánica es celulosa!
- El almidón se encuentra en el maíz (maíz), papas, trigo, tapioca (yuca) y algunas otras plantas. La producción mundial anual de almidón supera los 70 mil millones de libras, y gran parte se usa para fines no alimentarios, como la fabricación de papel, cartón, encolado textil y adhesivos.
- El colágeno es la proteína más abundante que se encuentra en los mamíferos. La gelatina es colágeno desnaturalizado y se usa en envolturas de salchichas, cápsulas para medicamentos y preparaciones vitamínicas, y otras aplicaciones industriales diversas, incluida la fotografía.
- La caseína , producida comercialmente principalmente a partir de leche desnatada de vaca, se utiliza en adhesivos, aglutinantes, recubrimientos protectores y otros productos.
- La proteína de soja y la zeína (del maíz) son proteínas vegetales abundantes. Se utilizan para hacer adhesivos y recubrimientos para papel y cartón.
Los poliésteres son producidos por bacterias y pueden fabricarse comercialmente a gran escala mediante procesos de fermentación. Ahora se están utilizando en aplicaciones biomédicas.
Otros materiales
Varios otros materiales naturales pueden convertirse en polímeros que sean biodegradables. Por ejemplo:
El ácido láctico ahora se produce comercialmente a gran escala a través de la fermentación de materias primas de azúcar obtenidas de remolacha azucarera o caña de azúcar, o de la conversión de almidón a partir de maíz, cáscaras de patata u otra fuente de almidón. Se puede polimerizar para producir poli (ácido láctico), que ya está encontrando aplicaciones comerciales en la encapsulación de medicamentos y dispositivos médicos biodegradables.
Los triglicéridos también se pueden polimerizar. Los triglicéridos constituyen una gran parte de los lípidos almacenados en las células animales y vegetales. Cada año se producen más de 16 mil millones de libras de aceites vegetales en los Estados Unidos, principalmente de soja, lino y colza. Los triglicéridos son otra materia prima prometedora para la producción de plásticos.
Estas materias primas naturales son abundantes, renovables y biodegradables, lo que las convierte en materias primas atractivas para los bioplásticos , una nueva generación de plásticos ecológicos.
Los bioplásticos a base de almidón son importantes no solo porque el almidón es el biopolímero menos costoso sino porque puede procesarse por todos los métodos utilizados para los polímeros sintéticos, como la extrusión de película y el moldeo por inyección. Los utensilios para comer, platos, tazas y otros productos se han hecho con plásticos a base de almidón.
El interés en la soya ha revivido, recordando los primeros esfuerzos de Ford. En los laboratorios de investigación se ha demostrado que la proteína de soja, con y sin extensores de celulosa, puede procesarse con métodos modernos de extrusión y moldeo por inyección.
Muchos biopolímeros solubles en agua como el almidón, la gelatina, la proteína de soja y la caseína forman películas flexibles cuando se plastifica adecuadamente. Aunque tales películas se consideran principalmente como recubrimientos de alimentos, se reconoce que tienen un uso potencial como láminas independientes no compatibles para el envasado de alimentos y otros fines.
Las composiciones de proteína de almidón tienen la característica interesante de satisfacer los requisitos nutricionales para los animales de granja. Por ejemplo, se recomienda que la alimentación porcina contenga 13-24% de proteína, complementada con almidón. Si se comercializaran los plásticos de proteína de almidón, los envases de alimentos usados y los utensilios de servicio recolectados de restaurantes de comida rápida podrían pasteurizarse y convertirse en alimento para animales.
Los poliésteres ahora se producen a partir de recursos naturales, como almidón y azúcares, a través de procesos de fermentación a gran escala, y se utilizan para fabricar botellas resistentes al agua, utensilios para comer y otros productos.
El poli (ácido láctico) se ha convertido en un importante polímero comercial. Su claridad lo hace útil para envases reciclables y biodegradables, como botellas, tazas de yogurt y envoltorios de dulces. También se ha utilizado para artículos de servicio de alimentos, bolsas para desechos de césped y alimentos, recubrimientos para papel y cartón, y fibras para ropa, alfombras, sábanas y toallas y revestimientos de paredes. En aplicaciones biomédicas, se utiliza para suturas, materiales protésicos y materiales para el suministro de medicamentos.
Los triglicéridos se han convertido recientemente en la base de una nueva familia de compuestos resistentes. Con el refuerzo de fibra de vidrio, pueden convertirse en materiales duraderos y duraderos con aplicaciones en la fabricación de equipos agrícolas, la industria automotriz, la construcción y otras áreas. Las fibras que no sean de vidrio también se pueden usar en el proceso, como las fibras de yute, cáñamo, lino, madera e incluso paja o heno.
Si la paja pudiera reemplazar la madera en los compuestos que ahora se usan en la industria de la construcción, proporcionaría un nuevo uso para un producto agrícola abundante y rápidamente renovable y, al mismo tiempo, conservaría la fibra de madera menos rápidamente renovable.
El uso generalizado de estos nuevos plásticos dependerá del desarrollo de tecnologías que puedan tener éxito en el mercado. Eso a su vez dependerá en parte de cuán fuertemente la sociedad esté comprometida con los conceptos de conservación de recursos, preservación ambiental y tecnologías sostenibles.
Hay señales crecientes de que las personas realmente quieren vivir en mayor armonía con la naturaleza y dejar a las generaciones futuras un planeta saludable. Si es así, los bioplásticos encontrarán un lugar en la actual era de los plásticos.
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Recursos adicionales:qué es polimerización; qué es la bioingeniería o ingeniería biológica.
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