Investigadores de la Universidad de Sichuan han realizado un avance significativo en el desarrollo de una nueva resina epóxica que combina una excepcional resistencia al fuego con características de reciclabilidad y degradabilidad. Este material se presenta como una opción ideal para adhesivos de alta resistencia en diversas industrias, desde la automotriz hasta la aeroespacial.
La innovación, liderada por el profesor Li Chen, aborda una importante carencia en el mercado de polímeros termoestables que sean fácilmente reciclables sin comprometer la seguridad y el rendimiento. En este sentido, se ha introducido un anhídrido que contiene fósforo en la composición de la resina epóxica, el cual se cura mediante un equilibrio de curado anhidro-epóxico, utilizando trietanolamina como modificador de transesterificación.
Un avance en la sostenibilidad de los materiales
Este proceso da lugar a vitrimeros epóxicos y compuestos epóxicos reforzados con fibra de carbono (CFREC) que son maleables, reprocesables y que pueden ser degradados hidrotermalmente con facilidad. La investigación, publicada en Frontiers of Chemical Science and Engineering, resalta la excepcional resistencia al fuego de la nueva resina, que alcanza una alta temperatura de transición vítrea (Tg) de 192°C. Esta característica resulta crucial para aplicaciones en industrias que requieren materiales capaces de soportar altas temperaturas.
Además, la resina tiene la capacidad de degradarse en agua a 200°C sin necesidad de un catalizador externo, lo que representa un avance considerable hacia procesos de reciclaje más sostenibles. Uno de los aspectos más destacados de esta investigación es la exitosa recuperación de fibras de carbono del material compuesto sin sufrir daños, un desafío que ha dificultado el reciclaje de los CFREC tradicionales. Las fibras recicladas mantienen su integridad estructural y los productos de degradación se utilizan para crear un adhesivo reciclable con una resistencia a la peladura de 3.5 MPa, lo que demuestra el potencial de una economía circular en el uso de resinas epóxicas.
El valor social y ambiental de esta investigación es considerable. Ante la creciente crisis global del plástico, el desarrollo de polímeros termoestables sostenibles se vuelve más crítico que nunca. Esta resina epóxica no solo reduce la contaminación, sino que también conserva recursos al permitir la reutilización de los productos de degradación.
La novedad de esta investigación radica en su enfoque multifacético para el desarrollo de materiales. Al integrar seguridad contra incendios, reciclabilidad y alto rendimiento en un solo material, los investigadores han creado un cambio de paradigma para las industrias que dependen de las resinas epóxicas. Las aplicaciones potenciales son vastas, abarcando desde la construcción y el transporte hasta la electrónica y la energía renovable.
Más información:
Yue-Rong Zhang et al, Flame-retardant, recyclable, and hydrothermally degradable epoxy resins and their degradation products for high-strength adhesives,
Frontiers of Chemical Science and Engineering (2024). DOI: 10.1007/s11705-024-2497-y
