PET base biológico - Polímeros termoplásticos, elastómeros y aditivos



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PET base biológico

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Bio-PET

Hasta ahora, el PET de base biológica aún no ha sido anunciado por ningún fabricante. Sin embargo, el PET tiene el potencial de ser producido en parte a partir de materias primas de base biológica y, por lo tanto, se discute en este capítulo.

Producción

El tereftalato de polietileno (PET) es una resina polimérica termoplástica de la familia del poliéster. El PET se puede producir a partir de tereftalato de dimetilo (DMT) o ácido tereftálico purificado (PTA) y etilenglicol. Una de las formas de producir PET se lleva a cabo a través de una reacción de transesterificación de DMT y etilenglicol, seguida de una reacción de policondensación. La otra ruta utilizada para producir PET es a través de la esterificación directa de PTA con etilenglicol, que actualmente es el proceso preferido para la producción de PET. La esterificación directa aquí es seguida por policondensación, que procede de manera similar al proceso de dimetilenglicol de DMT. Tanto DMT como PTA se derivan de p-xileno oxidado. Para la producción de DMT, el ácido tereftálico se hace reaccionar con metanol, mientras que el ácido tereftálico se purifica para producir PTA. Tanto el DMT como el PTA se producen a partir de materias primas petroquímicas, pero potencialmente también pueden derivarse de materias primas de origen biológico. El etilenglicol se forma a través de la oxidación directa de etileno seguida de hidrólisis térmica. Dado el reciente anuncio de un par de productores para producir etileno a partir de biomasa, la producción de etilenglicol de base biológica es técnicamente posible y su producción industrial solo puede ser cuestión de tiempo, especialmente a condición de los altos precios del petróleo. El etilenglicol también puede derivarse del sorbitol a base de hidrogenólisis. El bio-PTA para la producción de PET puede realizarse potencialmente utilizando productos de xileno de base biológica para la despolimerización de lignina. Alternativamente, el PTA petroquímico se puede reemplazar con PTA basado en ácido 2,5-furandicarboxílico (FDCA) de base biológica. Una tercera opción es reemplazar directamente TPA con FDCA. El PET de base biológica (si está disponible) sería químicamente idéntico al PET petroquímico y, por lo tanto, sus propiedades serían idénticas. Por lo tanto, el PET de base biológica no es biodegradable.

Cutinasas

Las cutinasas es una importante herramienta valiosa para la descontaminación de residuos plásticos es una alternativa interesante a la biocatálisis a nivel industrial. Las cutinasas son enzimas que catalizan la hidratación del polímero lipídico cutáneo, un componente estructural de la cutula de las plantas. Estas enzimas que contienen propiedades catalíticas de esterasas y lipasas, debido a que pueden hidrolizar ésteres solubles y triacilgliceroles, además de las reacciones inversas de síntesis en medios con baja actividad de agua. Su versatilidad se ha promovido en la aplicación en la industria alimentaria, detergentes, producción de biodiesel, degradación enzimática de sustancias tóxicas y productos químicos sintéticos. una cutina es el componente principal de la cutícula, una estructura multicapa que cubre las paredes móviles de la epidermis en los órganos aéreos de las plantas, cuya función es brindar protección contra la pérdida de agua y el ataque de microorganismos10. La cutina es un polímero que consiste en grandes rejillas de cadena que se unen entre sí para enlaces tipo éster creando un rojo tridimensional rígido. Las cutinasas han sido principalmente afectadas por hongos, siendo la más estudiada la cutinasa de Fusarium solani. Sin embargo, en los últimos años ha bido un mayor interés por la búsqueda de catalizadores con nuevas propiedades, por lo cual se han aislado y estudiado cutinasas en otras fuentes. Las cutinasas son enzimas muy versátiles que pueden catalizar, además de la ruptura del enlace éster de la cutina, reacciones de hidrólisis y síntesis en una variedad ampliada de sustratos. Los poliésteres son susceptibles a la hidrolisis por lo tanto al cutinasas de polimeriza el PET como sigue:



El hongo Aspergillus nidulans produce la enzima cutinasa lo cual incorporamos a la levadura Pichia pastoris, si multiplican en un fermentador ",

La enzima fermentada con levadura de pichia pastoris es capaz de degradar poliésteres. La enzima actúa como tijera, rompe la cadena y la degradación (Ver imagen arriba). Además, una diferencia de cualquier proceso de reutilización, esta reacción trabaja a temperatura ambiente, lo que reduce el gasto energético, y logra la obtención de monómeros, es decir cada uno de los eslabones de la cadena de polímero, para hacer un ciclo y quiero usarlo ". Este capaz de degradar la enzima PET en poco tiempo; pocos dias.
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