Grandes beneficios para la industria de los polímeros
Entre los polímeros basados en poliolefinas se encuentran el polietileno y el polipropileno, que se utilizan en un sinfín de productos desde bolsas y envases de plástico a materiales de aislamiento eléctrico, coches, muebles y dispositivos médicos. El objetivo del proyecto «Methylaluminoxane (MAO) activators in the molecular polyolefin factory» (MAO-ROBOTS)(se abrirá en una nueva ventana) era crear nuevos bloques de construcción de MAO optimizados para reducir los costes de producción de polímeros con métodos sostenibles. Para conseguir ese ambicioso objetivo, un grupo de científicos europeos se centró en alcanzar una mejor comprensión de los principios de ensamblaje y construcción tanto moleculares como supramoleculares. En el proyecto MAO-ROBOTS se utilizó una combinación sin precedentes de técnicas químicas, espectroscópicas, de dispersión de neutrones y computacionales. El trabajo realizado permitió conseguir un control superior al hasta ahora posible de los procesos de polimerización activados con MAO. Mejor aún, el equipo obtuvo un etilisobutilaluminoxano, una alternativa más económica y respetuosa con el medio ambiente, capaz de polimerizar el etileno tan bien como el mejor MAO. El trabajo comenzó con el desarrollo de una configuración de reactor continuo en fase líquida para la síntesis de MAO, que permitía un mejor control de las características del producto dado el lento equilibrio de las soluciones de MAO. Se utilizó un modelo para cribar las reacciones de síntesis mediante la determinación de la estructura del MAO resultante in silico. Combinados, los estudios experimentales y computacionales revelaron en detalle la estructura de tipo jaula de las especies de MAO. Los investigadores obtuvieron asimismo información importante sobre los mecanismos de activación catalítica del MAO para los procesos de polimerización. Las mezclas de MAO contienen una cantidad variable de trimetilaluminio (TMA) asociado. Los investigadores encontraron evidencia de que genera los sitios de actividad cocatalítica y determinaron una relación cuantitativa entre el peso molecular del polímero y el contenido en TMA del MAO. Adicionalmente, el equipo detectó dos posibles modos de activación por parte del MAO de los catalizadores de polimerización de olefinas de sitio único, que son los que muestran un mayor crecimiento en el mercado. Los investigadores desarrollaron un importante método de cribado rápido para catalizadores y activadores de catalizadores como el MAO que debería agilizar su desarrollo. El MAO es un importante activador del proceso de polimerización conducente a la producción industrial de poliolefinas. Los resultados del proyecto MAO-ROBOTS podrían ahorrar a la industria de los polímeros millones en costes de producción anuales y reducir de manera sustancial los riesgos medioambientales y de seguridad implicados en la producción de poliolefinas. En conjunto, es de esperar que el proyecto fortalezca la industria de polímeros europea con importantes beneficios para los trabajadores y el medio ambiente.