Con un consumo de 200 millones de toneladas en el planeta, el plástico es la tercera aplicación del petróleo más usada en el mundo. En su forma más habitual (PET o polietilen-tereftalato), proviene de fuentes no renovable (petróleo), es contaminante y no biodegradable. Como alternativa a los plásticos que se obtienen a partir de fuentes fósiles, actualmente existe mucho interés en el desarrollo de bioplásticos, que son polímeros que se obtienen a partir de materias primas naturales renovables.
El ácido 2,5-furanodicarboxílico (FDCA) es uno de los 12 compuestos químicos principales de alto valor añadido según se recoge de la lista elaborada por el Departamento de Energía de Estados Unidos. En los últimos años, el FDCA ha sido objeto de creciente atención por su aplicación a varios sectores, particularmente por la posibilidad de substituir al ácido tereftálico (PTA) derivado de fuentes fósiles en la síntesis de polímeros útiles, como el PET. El FDCA puede ser usado en un amplio abanico de aplicaciones que incluyen productos químicos verdes y biopolímeros. Una de sus aplicaciones más importantes es la obtención de polietilen-furandicarboxilato (PEF), un bioplástico con propiedades superiores a las que presenta el PET y con mejores capacidades de reciclado.
El FDCA puede reemplazar al ácido tereftálico (PTA) para obtener PEF en aplicaciones que implican grandes volúmenes como botellas y otros envases. Cuando se combina con el uso de etilenglicol, se puede fabricar un PEF 100% renovable. Como el FDCA tiene una estructura molecular diferente a la del PTA, el polímero resultante también tiene propiedades muy distintas. A pesar de ello, son lo suficientemente similares para permitir que el FDCA sea usado en combinación con el etilenglicol en plantas existentes de polimerización de PET. De una manera similar, el PEF también puede usarse en plantas de transformación de plástico convencionales. Aún más, el PEF es reciclable por lo que ofrece a los fabricantes de envases y a las grandes marcas la oportunidad de un ciclo de vida cerrado. De hecho, la "European PET Bottle Platform" (EPBP) ha dado recientemente su aprobación provisional para que el PEF producido por Synvina pueda reciclarse en el mercado europeo de reciclado de botellas.
En relación con las propiedades térmicas, el PEF presenta mejor comportamiento que el PET ya que tiene mayor estabilidad térmica (una temperatura de transición vítrea más alta) combinado con una temperatura de procesado más baja (punto de fusión inferior). El PEF también es un material superior para las botellas debido a sus mejores propiedades como barrera de gases. Además, el PEF abre la puerta a nuevas aplicaciones en las que las propiedades del PET no bastan, como en los tamaños más pequeños, en reducción de peso y para el reemplazo de otros materiales de envasado como el vidrio o las latas de aluminio.
Además de para la fabricación de bioplásticos sostenibles la molécula de FDCA tiene otras muchas aplicaciones, entre las cuales podemos destacar las siguientes:
- Poliésteres, poliamidas y poliuretanos
El grupo más importante de transformaciones que puede sufrir el FDCA es el de la polimerización. El monómero FDCA ofrece grandes oportunidades para crear un amplio rango de polímeros: poliésteres (botellas, contenedores y films), poliamidas (nuevos nilones) y poliuretanos.
El caso del PEF se expone más adelante con detalle.
- Plastificantes
Recientemente, se ha evaluado el comportamiento de los ésteres de FDCA como un posible reemplazo de los ftalatos para PVC.
- Espumas antiincendio
El FDCA, como la mayor parte de ácidos policarboxílicos es un ingrediente apto para espumas antiincendio. Estas espumas ayudan a extinguir muy rápido incendios causados por disolventes polares y no polares.
- Precursor de los ácidos levulínico y succínico
Todas las aplicaciones de estas moléculas plataforma.
- Farmacología
El FDCA también encuentra varias aplicaciones en farmacología. Se ha demostrado que su éster de dietilo tiene una acción anestésica similar a la de la cocaína. Estudios de cribado de algunos derivados del FDCA muestran importantes propiedades antibacterianas. Una solución diluida de FDCA en tetrahidrofurano se utiliza para preparar venas artificiales para trasplantes.
La novedad de nuestro proyecto se basa en utilizar un fotocatalizador supramolecular para la generación de oxígeno singlete, y que este sea utilizado para la obtención de FDCA a partir de la oxidación de HMF. Este proceso es muy novedoso y promete sea mucho más eficaz que los procesos tradicionales que se utilizan actualmente por la industria.