Tecnología de Eco-Polímeros

 

Nuevo tipo de resinas para intercambio iónico - los polímeros con estructura de espacio (tridimensional) globular (eco-polímeros) fueron creados en la URSS a mediados del siglo XX. Actualmente en la UE, esta técnica solo se utiliza de manera comercial en los EcoFiltros. Los eco-polímeros usualmente son nuevos materiales que utilizan tres tipos de filtración, la filtración mecánica, de sorción y de intercambio iónico. Ninguno de los materiales de sorción conocidos actualmente permiten que se elimine una variedad tan grande de compuestos químicos como lo hacen los eco-polímeros. Los eco-polímeros son compuestos macromoleculares que se pueden crear de diversos monómeros, por ejemplo resorcina, pirocatecol, hidroquinona, melamina, carbamida, etc. Al sintetizar estos eco-polímeros se forman micro-glóbulos, es decir, largas cadenas poliméricas enroscadas. Cuando se juntan, estos micro-glóbulos proporcionan una estructura tanto mecánicamente rígida como porosa. Los micro glóbulos poseen una gran superficie interna (hasta 500 m2 * g-1); su superficie esta recubierta con grupos funcionales activos que participan en los procesos de intercambio iónico. Los iones eliminados interactúan directamente con una superficie polímerica químicamente activa, excluyendo la difusión de todos los glóbulos, algo típico de las resinas de intercambio iónico Fig. 1a, 1b/. Como resultado, la velocidad de filtración volumétrica de los eco-polímeros es mayor por un factor de 10-20 en comparación a los intercambiadores de iones granulados comunes. Esta es una ventaja definitiva de los eco-polímeros.

eco-polymer micro globule

Las mezclas mecánicas se eliminan predominantemente en las capas exteriores, la más cercanas a la superficie; el tamaño de los poros puede variar de entre 0.01 a 3.5 mkm. Para cambiar las condiciones de síntesis, se puede obtener la porosidad requerida del material con una precisión no mayor al 10%. Actualmente, se han estudiado casi 30 modificaciones del eco-polímeros y se han desarrollado procedimientos de operación para su producción. También se han sintetizado materiales que tienen propiedades de intercambio de cationes y aniones. Estos eco-polímeros tienen múltiples usos, y pueden purificar: agua potable y agua caliente; Jugos, vides, aceite de girasol; Líquidos técnicos, ácidos y álcalis; Aguas residuales, incluso las contaminadas con productos petrolíferos; Gases, incluyendo de escape.

 

Eco-Polímeros en el Tratamiento del Agua

 

El cartucho absorbente basado en resorcina EcoAgua muestra los mejores resultados para el complejo tratamiento del agua, eliminando contaminantes nocivos. Este polímero cumple con los rígidos requisitos de las Normas Internacionales (NSF) y puede ser utilizado en sistemas para el tratamiento del agua potable. Los elementos químicos disueltos (desde aluminio a metales radiactivos) y sus compuestos se eliminan del agua por los mecanismos de intercambio iónico y sorción. El cartucho de filtración EcoAgua tiene una combinación de resinas de intercambio iónico y bloque de polímero impregnado con plata. Sales de dureza, hierro disuelto, metales pesados , todo se elimina debido a las propiedades de intercambio iónico de la resina y el polímero /Fig. 2/ en el agua purificada que a menudo ocurre con saltos de presión. La cantidad de canales libres en el material se reduce gradualmente durante su funcionamiento disminuyendo la presión del agua purificada. Esto permite operaciones múltiples prolongadas del elemento de filtración por el material ecológico. La resina de intercambio iónico aumenta la filtración de sales duras por EcoAgua en 15-20 veces si se compara con los materiales usuales.

microglobule eco-polymer

La capacidad de sorción del filtro es comparable con los carbones activos de la mejor marca, proporcionando la eliminación de cloro activo, compuestos que contienen cloro y compuestos orgánicos. Todas las partículas gruesas que tiene un tamaño mayor al diámetro del poro se separan por filtración mecánica en la superficie del sorbente. El canal de filtración tiene un perfil complejo y tortuoso con una porosidad en gradiente que evita que se descarguen las impurezas eliminadas. La estructura de laberinto del sorbente de filtro actúa como una barrera contra microorganismos. La mayoría de las bacterias y virus que tienen una forma oblonga (de 0.5 a 20.0 mkm) se quedan atrapados en los tortuosos canales sorbentes. Para suprimir el crecimiento de microorganismos absorbidos en el polímero, se le ha añadido plata a este material para impedir que ingrese al agua purificada.

El cuasi-ablandamiento es una propiedad única del material basado en eco-polímeros. Cuando el agua pasa a través del material sorbente se cambia la estructura de las sales que proporcionan la dureza del agua. Como resultado, no se forman depósitos durante la ebullición y el agua tiene un efecto saludable sobre el organismo vivo. Puede encontrar más detalles sobre el efecto del cuasi-ablandamiento aquí.
Este material tiene una alta resistencia, lo cual conlleva a un tratamiento mecánico (para preparar cilindros, discos, etc. para elementos de filtración). Los filtros compactos y eficientes basados en sorbentes eco-polímeros se unifican basado en las principales normas internacionales. Actualmente, el sorbente de filtro esta siendo utilizado exitosamente para el tratamiento de agua en las regiones contaminadas debido al accidente de Chernobyl.