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Plásticos con acción insecticida

Luis Roca Blay31/10/2013

El centro de Investigación del plástico, Aimplas, se encuentra sumergido en una búsqueda de aditivos plásticos que puedan aplicarse en situaciones totalmente novedosas, solucionando las demandas del mercado. Dentro de su proyecto Inseplatex, el instituto estudia el comportamiento y eficacia de los insecticidas junto a un material plástico.

Los plásticos son uno de las materiales más versátiles (sino el que más) de nuestro tiempo. Esta versatilidad es debida a la facilidad que tienen para poder transformarse en multitud de formas, texturas y al mismo tiempo con funcionalidades extras que se derivan de su composición. Esta composición puede ser la propia del polímero y con aquello con lo que lo modifiquemos, ya sean aditivos, cargas o refuerzos. Todas estas sustancias impartirán unas propiedades específicas al plástico, dándole un valor añadido y haciéndolo útil para un mayor rango de aplicaciones.

En este campo los aditivos son los compuestos químicos que mayores y más especiales funcionalidades pueden aportar a los plásticos: ignifugación, efecto antiestático, efecto biocida, mejora del coeficiente de fricción, flexibilidad o resistencia al impacto podrían ser unas de las más representativas.

Aimplas, como centro de investigación en plástico, está en constante búsqueda de aditivos capaces de poder distinguir más aun a los plásticos y que puedan aplicarse en situaciones totalmente novedosas, solucionando demandas del mercado. Este es el caso de los insecticidas.

Los insecticidas no son compuestos químicos apropiados para su uso en plásticos y esto se debe a dos razones principales: Su baja compatibilidad química y limitada estabilidad térmica, ambos aspectos conllevan una mala o muy complicada incorporación en fundido y/o la destrucción de las moléculas de insecticida lo que hace que no pueda conferir su funcionalidad al plástico.

Las dos formas de incorporar un insecticida a un material plástico son: incorporación en fundido e impregnación. En el primer caso el plástico se funde en una extrusora y se añade el insecticida, tratando de dispersarlo lo mejor posible evitando las evaporaciones o degradaciones, aspecto este muy complicado pues las temperaturas de ebullición de los insecticidas más comunes están alrededor de los 200 °C, temperatura a la que los plásticos se suelen transformar. En la impregnación, una vez obtenido el articulo final ya sea una pieza, un film, fibras etc.se pasa por baños o se pulveriza con el insecticida con algún tipo de disolvente que tras curar lo fijará a la superficie.

La principal ventaja del recubrimiento es la no degradación de los insecticidas, pero por otra parte tiene ciertas desventajas:

  •  Equipamiento y logística: Mayor número de equipos y mayor complejidad.
  •  Número de Procesos: se requieren etapas de acabado, incrementando los costes.
  •  No hay liberación controlada.
  •  Los agentes externos como la humedad, el calor, la radiación UV o el rozamiento pueden reducir su efectividad notablemente.

Aimplas, consciente de esta problemática, logró solucionar este problema en el proyecto Inseplatex. En este proyecto se escogió un insecticida muy común, la permetrina y se realizó un concentrado donde la permetrina se incorporaba en un sustrato inerte y posteriormente se realizaba un masterbatch (MB) para poder adicionarlo en un procesado por inyección o extrusión convencional.

Al comparar la estabilidad térmica del MB por termogravimetría con la permetrina pura, se comprobó que la pérdida de masa empezaba a los 150 °C en la permetrina y a 200 °C en el MB y que a 300 °C toda la permetrina se había evaporado mientras que en el MB sólo un 15% del total, tal y como se muestra en la figura 1, reflejando un incremento de la estabilidad térmica en la permetrina más que destacable.

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Figura 1: Comparativa de descomposición permetrina y MB de permetrina.

Esto hizo posible la obtención de films de LDPE con acción insecticida para la fabricación de bolsas que luego se testearon frente a moscas, mosquitos y cucarachas analizando su mortandad, figura 2. En la figura 3 se muestra la efectividad total, 100% de abatimiento en mosquitos a diferentes concentraciones y superficies de probeta. Esta mortandad hace pensar que el artículo obtenido también tendría actividad repelente.

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Figura 2. Ensayos de mortandad sobre el mosquito Aedes aegypti.
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Figura 3. Resultados de efectividad de los films obtenidos

Para moscas los resultados fueron parecidos, figura 4, mientras que con cucarachas al ser insectos más resistentes solo una formulación de las testeadas fue efectiva, figura 5.

 

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Figura 4. Resultados de mortandad en musca doméstica.
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Figura 5. Resultados de mortandad en cucarachas, Biatella Germánica

Otra ventaja importante, es que la adición de insecticidas embebidos no afecta a la temperatura del plástico, figura 6. Actualmente se está estudiando la aplicación en otros polímeros con temperaturas de procesado mayores como el polipropileno, las poliamidas y los copolimeros de estireno.

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Figura 6. Bolsas de LDPE con el MB de permetrina.

Así pues, cualquier producto donde el objetivo sea repeler insectos sería susceptible de poderse hacer empleando la tecnología de desarrollada en el proyecto Inseplatex, no obstante, habría que ajustar el tipo de insecticida y la dosis de este en función del insecto, condiciones ambientales y durabilidad del efecto.

Empresas o entidades relacionadas

Instituto Tecnológico del Plástico

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