Richard Aceituno Azpeitiak, Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitateko Kimika Fakultatean graduatuak, gradu amaierako lana egin du; lan horretan zenbait ezaugarri dituzten latexak sintetizatu eta titanio dioxidoarekin duten interakzioa aztertu du, gainestalduretan erabiltzeko. “1970eko hamarkadan –dio Richard Aceitunok- gainestalduren % 90 oinarri disolbagarrikoak ziren. Ingurumen arloko lege berri eta zorrotzen ondorioz, gainestalduren industriak ingurumena gehiago errespetatzen duten produktuak egiteko joera du orain, hala nola ura oinarri duten pinturak. Gutxiago kutsatzeaz gain, merkeagoak dira, ez dira sukoiak eta ez dute ia usainik. Abantaila horiei esker, gaur egun ura oinarri duten pinturak dira gainestalduren kontsumo globalaren % 50 eta datozen urteetan zifra hori igo egingo dela uste da.

Ura oinarri duten pinturen osagai nagusiak honako hauek dira: aglutinatzailea, pigmentua, ura eta gehigarriak. Aglutinatzaileak atxikitzen du pigmentua gainestaldura aplikatzen den azaleran. Pigmentuak kolorea, opakutasuna eta distira ematen dizkio pinturari. Ura da gainerako osagaiak dispertsatzen diren ingurua. Gehigarriak kontzentrazio txikietan gehitzen dira, pinturaren propietateak bariatzeko.

“Pigmenturik erabiliena titanio dioxidoa da (TiO2), pinturari kolorea eta opakotasuna ematen baitizkio, errefrakzio indize handia duenez (2,75), argia eraginkortasunez barreiatzen baita. Kualitate onak dituen arren, garestia da, ekoizteko energia asko kontsumitu behar da eta karbono aztarna handia uzten du. Hori dela eta, ordezko bat aurkitu bitartean erabilera murrizteko zenbait estrategia garatzen ari dira. Horietako bat da -eta aipatutako proiektua estrategia horretan oinarritu da- filma eratzen den bitartean TiO2 partikulak gehitu daitezen saihestea, une horretan itsasten baita pintura eman den azaleran. TiO2 partikulak gehituz gero, pinturaren akabera ez da ona, pigmentua ez baita modu uniformean banatuko azaleran”.

Titanio dioxidoa ez gehitzeko, Richard Aceitunoren proiektuan latexaren (partikula polimerikoen urezko dispertsioak) erabilera ikertu da. “Partikula horiek titanio dioxidoaren azaleraren gainean xurgatzen dira, geruza babeslea eratzen da eta titanio dioxidoaren nanopartikulak elkarrengandik urrunduta mantentzen dira. Partikulen arteko karga-diferentziagatik sortutako erakarpen elektrostatikoaren ondorioz xurgatzen da. Latexek karga negatiboa izaten dute pH-aren eskala osoan; aldiz, titanio dioxidoak karga negatiboa du oinarrizko inguruan eta positiboa inguru azidoan. Horrek esan nahi du erakarpena inguru azidoan gertatuko litzatekeela, karga-diferentzia dagoenean. Hori arazo bat da; izan ere, pinturek pH apur bat oinarrizkoa dute eta ez litzateke erakarpenik egongo”.

Ikerketaren xedea izan da latexa ezaugarri desberdinekin sintetizatzea eta titanio dioxidoarekin duen interakzioa aztertzea. Latexen sintesia emultsioan polimerizatuta egin da. “Teknika horren bidez, aldagaiak kontrolatuz gero –hala nola tenperatura, agitazio abiadura, erreaktiboen kontzentrazioa eta elikadura abiadura–, nahi den propietateak dituen latexa ekoitzi daiteke. Latexen karakterizazioa lau propietate zehaztuta egin da: eduki solidoa, konbertsioa, partikulen tamaina eta Zeta potentziala. Propietaterik garrantzitsuena Zeta potentziala izan da, partikula baten azaleko karga adierazten baitu. Hori dela eta, karga negatiboarekin, neutroarekin eta positiboarekin sintetizatu da latexa. Latexen eta titanio dioxidoaren arteko interakzioa analizatzeko, partikularen tamainaren determinazioa eta bi osagaiak nahasi ondoren eratutako sistemen Zeta potentzialarena erabili dira".

Aztertu ondoren, honako ondorio hauek atera dira: “TiO2 partikulen gainean karga negatiboa duten partikula polimerikoen xurgatzea inguru azidoan egiten da, agregazioa saihestuz. Gainera, oinarrizko ingurura igarotzean titanio dioxidoaren partikulak barreiatuta mantentzen dira, baina Zeta potentziala aldatu egiten da; beraz, hipotesia da partikula polimerikoak desordenatu eta barreiatu egiten direla titanio dioxidoaren partikulen artean. Era berean, karga neutroa duten partikula polimerikoek TiO2-rekin duten interakzioa karga negatibokoen antzekoa da, baina oinarrizko ingurura igarotzean Zeta potentziala ez da aldatzen eta hipotesia da partikula polimerikoek titanio dioxidoaren azaleraren gainean jarraitzen dutela xurgatuta. Eta amaitzeko, karga positiboa duten partikula polimerikoek TiO2-rekin interakzio intentsuegia dute, eta sistemaren prezipitazioa eragiten dute. Seguru asko bi osagaien arteko erakarpen elektrostatiko oso handiagatik gertatzen da hori”.

Azken finean, proiektu honek erakutsi du “partikula polimerikoak erabil daitezkeela titanio dioxidoaren dispertsatzaile gisa gainestalduretan, eta printzipioz karga negatiboa edo neutroa duten partikulak lirateke emaitzarik hoberenak emango lituzketenak", ondorioztatu du Richard Aceitunok.

Egileari buruz

Richard Aceituno Azpeitiak gradu amaierako lana aurten defendatu du Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitateko Kimika Fakultatean. 'Partikula polimerikoen sintesia titanio dioxidoaren dispertsatzaile gisa erabiltzeko gainestalduretan' izeneko lan hori Kimika Aplikatua Saileko Edurne González Gándara irakasleak zuzendu du. Proiektua Polymaten egin da. Gaur egun Richard Aceituno Kimika eta Polimeroak masterra egiten ari da Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitateko Kimika Fakultatean.