Els poliuretans són una classe de polímers orgànics en els quals les unitats (monòmers) es vinculen entre elles amb enllaços carbamat o uretà. Els poliuretans es poden sintetitzar a partir de diversos materials. Entre les aplicacions dels poliuretans hi ha la de formar escumes rígides o flexibles, vernissos i altres recobriments, adhesius, encapsulats per a components electròniques, fibres (spandex, laminats), etc. En algunes d’aquestes aplicacions resulta d’interès afegir als poliuretans fibres de cel·lulosa amb grups químics funcionals. Anna Corapi, professora del Departament de Biologia, Ecologia i Ciències de la Terra de la Universitat de Calàbria, amb seu a Arcavacata di Rende, ha liderat un estudi sobre els potencials efectes tòxics d’aquests nous materials biocompostos. En un article a la revista Environmental Toxicology and Chemistry, Corapi et al. han exposat dos organismes model, un liquen i una puça d’aigua, a poliuretans derivats de fibres naturals de ginesta (Spartium junceum L.). L’ús de cel·lulosa derivada de fibra de ginesta en la producció de poliuretans, segons aquest estudi, limitaria els efectes toxicològics tant en el liquen com en el crustaci.
El liquen epifític fruticós “Pseudevernia furfuracea” (L.) Zopf és utilitzat en aquest estudi per monitoritzar la qualitat de l’aire.
Nous compostos de poliuretà
Anna Corapi, Luana Gallo i Lucio Lucadamo són membres del Departament de Biologia, Ecologia i Ciències de la Terra de la Universitat de Calàbria. Antonio Tursi i Giuseppe Chidichimo ho són del Departament de Química i de Tecnologies Químiques del mateix centre.
La puça d’aigua “Daphnia magna” Straus és utilitzada en aquest estudi per monitoritzar la qualitat de l’aigua.
Corapi et al. volen investigar si nous materials biocompostos consistents en poliuretans addicionats amb fibres de cel·lulosa funcionalitzades produeixen efectes tòxics sobre dos organismes model.
Els poliuretans són cadenes de monòmers units entre ells per grups uretà (-NH-(C=O)-O-)
Les fibres naturals utilitzades en aquest estudi foren extretes la ginesta Spartium junceum L. Aquesta espècie arbustiva és ben habitual en prats secs, brolles i màquies de la Mediterrània Occidental, inclosa Calàbria. Les tiges tenen un contingut elevat en cel·lulosa, polisacàrid consistent en una cadena lineal de D-glucosa unides per enllaços β (1 → 4), i que és component estructural de la paret primària de les cèl·lules vegetals.
La fibra de ginesta té aplicacions tèxtils
Els poliuretans produïts per Corapi et al. foren caracteritzats mitjançant espectroscòpia d’infraroig amb transformació de Fourier. L’estructura era analitzada per microscòpia electrònica de rastreig. D’aquesta manera obtingueren compostos aromàtics i alifàtics, uns amb fibres de cel·lulosa i uns altres sense.
Els efectes sobre les puces d’aigua
Com a organisme aquàtic model, Corapi et al. fan ús de Daphnia magna Straus, un crustaci d’aigua dolça de l’ordre dels Cladocera.
En aquest model, els lixiviats de compostos alifàtics de poliuretà que no contenen cel·lulosa són més tòxics que no pas els altres grups de compostos. Quan les puces d’aigua són exposades durant 24 hores a aquests lixiviats presenten símptomes de toxicitat aguda lleugera. Quan l’exposició és de 48 hores, la toxicitat aguda és més marcada, per bé que moderada. Corapi et al. atribueixen aquest efecte tòxic a la presència d’ammines i amides orgàniques lliures. En el cas dels poliuretans que contenen fibres cel·lulòsiques, els grups funcionals químics d’aquestes cel·luloses immobilitzen ammines i amides orgàniques, limitant-ne la toxicitat.
Els efectes sobre els líquens
Com a organisme de monitoratge de la qualitat de l’aire utilitzen el liquen epifític fruticós Pseudevernia furfuracea (L.) Zopf. Aquest liquen resulta de l’associació entre un fong ascomicet i un alga verda del gènere “Trebouxia”.
Els poliuretans alifàtics produeixen un efecte tòxic sobre aquests líquens, tant si contenen fibres cel·lulòsiques com si no. De tota manera, els formulats sense cel·lulosa afegida promouen fortament la peroxidació dels teixits fúngics dels líquens. En canvi, els formulats funcionalitzats amb cel·lulosa tenen una acció específica sobre la concentració de pigments dels teixits algals.
El rol potencial de la cel·lulosa en la mitigació dels efectes ecotoxicològics dels poliuretans
Corapi et al. conclouen que l’ús de cel·lulosa en la producció de poliuretans pot limitar en termes els seus efectes ecotoxicològics, reduint-ne l’impacte ambiental.
Lligams:
– Evaluation of new polyurethane composites ecotoxicity on target organisms for aquatic and atmospheric environments. Anna Corapi, Luana Gallo, Lucio Lucadamo, Antonio Tursi, Giuseppe Chidichimo. Environ. Toxicol. Chem. (2022).
Des de la Mediterrània 