¿Qué está pasando (en términos de un proceso químico) cuando se usa peróxido de hidrógeno para restaurar el Lego descolorido?

Esta es una pregunta muy interesante.

El método original al que se refiere, después de algunas investigaciones rápidas, parece haber sido desarrollado por un grupo interesado en la restauración de plásticos y publicado en línea en 2009 en http://retr0bright.wikispaces.com/ (ahora desaparecido).

Sobre esta base, han surgido muchos tutoriales de imitación. Algunos ejemplos incluyen:

  • Amarillear consolas viejas – La Solución.
  • Plástico desteñido – la mancha no es permanente después de todo – Creators Corner

Estas y muchas otras fuentes en la web atribuyen este efecto a la degradación de polioles bromados y otros aditivos añadidos a los polímeros de acrilonitrilo butadieno estireno (ABS) como retardantes de llama. Ejemplos de tales retardantes de llama se pueden encontrar en http://www.tri-iso.com/icl-indus…. A su vez, la primera mención que puedo encontrar de esto aparece en http://Vintagecomputing.com y data de 2007, en Why Super Nintendos Lose Their Color: Decoloración plástica en máquinas clásicas, que publica una respuesta de Nintendo que culpa a las moléculas bromadas para la decoloración de sus consolas con el tiempo. Esta parece ser la fuente principal de la atribución de decoloración al bromo.

Creo que está mal .

Esto no coincide con mi intuición, mi experiencia profesional o mi investigación. Por un lado, los bromuros y bromatos son generalmente incoloros o blancos; solo el gas de bromo covalente es significativamente coloreado. Por otro lado, la degradación del ABS está bien estudiada. Bajo la luz ultravioleta, comienza una fotodegradación con oxígeno limitado [1] (lo mismo ocurre en condiciones de calor intenso [2]) que da lugar a color amarillento. Notablemente, la naturaleza limitada de oxígeno de la fotodegradación o la degradación térmica es completamente consistente con la apariencia virgen de las partes internas del plástico viejo descascarillado a pesar del color decolorado en el exterior. La degradación térmica también explica el amarillamiento en plástico ABS que no ha estado expuesto a la luz.

Finalmente, la solución que la gente recomienda, aunque insiste enérgicamente en que no implica actividad de blanqueo sino en realidad solubilización de bromo, tiene todas las características de un blanqueador de peróxido y ninguna solución de solubilización. Por un lado, no incluye tensioactivos y nada para aumentar la solubilidad. Por otro lado, requiere un catalizador de decoloración como la luz ultravioleta (que causa la formación de radicales de hidróxido, los productos de degradación por UV que padecen cromóforo del peróxido de hidrógeno) y se potencia por la presencia de activadores blanqueadores no iónicos como tetraacetiletilendiamina (TAED) de pericarbonato comercial o polvos decolorantes libres de cloro y perborato.

Nada de eso sería el caso si el objetivo fuera simplemente tomar bromuro o bromato fuera de la superficie; sería mejor simplemente lavarlo con agua con algunos surfactantes catiónicos, ya que incluso los organobromuros son solubles y el único compuesto iónico insoluble con bromuro o bromato es el bromuro de plata. Dame una bofetada si me equivoco, pero realmente no creo que el ABS en super nintendos esté impregnado de plata.

Solo puedo concluir que lo que está en internet sobre el bromo es completo y una mierda . En cambio, lo que estamos tratando aquí es una solución blanqueadora de peróxido, fotocatalizada por luz ultravioleta y ayudada por los activadores del blanqueador TAED, que funciona como un blanqueador de peróxido regular mediante la oxidación de los cromóforos. En términos de mercadotecnia, a menudo los fabricantes de polvo blanqueador sin cloro se refieren a este mecanismo como “uso de oxígeno activo”.

La fotocatálisis sigue la fórmula
[matemáticas] H_2O_2 + h \ nu \ Rightarrow \ bullet OH [/ math]
donde el radical hidroxilo es una especie oxidante altamente reactiva.

Al pensar esto, pensé que hay una gran manera de determinar esto de manera experimental: use otra lejía. Y, voilá, alguien lo hizo, usando cloro como agente blanqueador en el siguiente video. Funciona muy bien en la cubierta de SNES, que es de plástico ABS, aunque como el cloro es significativamente más reactivo, también provocó algunas cosas desagradables en el plástico.

Conclusión: reventado. No es el bromo, es solo la fotodegradación normal o la degradación térmica, y el retr0bright y otras soluciones a base de peróxido son solo usos accidentales del blanqueador sin cloro por personas que estaban jugando.

Básicamente, el Lego ya ha sido dañado. La degradación del ABS produce una cantidad significativa de fragilidad y pérdida de propiedades mecánicas, así como la decoloración. Afortunadamente, los blanqueadores de peróxido son mucho menos fuertes de un agente oxidante que el cloro y no es probable que dañen aún más la estructura química del plástico ABS. Si bien también puede comenzar a atacar el tinte original, el pigmento amarillo del plástico degradado es mucho más vulnerable y desaparecerá antes de que desaparezcan cantidades significativas del tinte original.

Como una adición, para que este proceso sea aún más efectivo (y dado que usted está en el negocio, es probable que el ahorro de tiempo y espacio valga la pena), use una solución más fuerte de peróxido, agregue una pequeña cantidad de activador de blanqueador de peróxido, y usa una luz UV dedicada.

Las concentraciones más altas de peróxido se pueden comprar comercialmente como soluciones blanqueadoras de cabello en concentraciones superiores al 3%, y si puede comprar productos de grado químico, es incluso mejor porque no vale la pena pagar la prima por el peróxido de calidad farmacéutica; para un 10-15% no especialista debería ser un equilibrio decente entre seguridad y eficacia. Los activadores de blanqueador de peróxido actualmente en uso en todo el mundo son principalmente TAED y dos compuestos llamados NOBS (nonanoiloxibenceno sulfonato) y los DECOBS relacionados, el primero de los cuales prevalece fuera de América del Norte y el último de los cuales es más común dentro de América del Norte. Si no puede simplemente comprarlos a granel, use polvo comercial blanqueador sin cloro; los blanqueadores en ellos son estables a los rayos UV y activados por calor, por lo que no contribuirán mucho al blanqueamiento, pero los activadores del blanqueador seguirán funcionando. Finalmente, la luz del sol funcionará, pero es solo el componente UV lo que realmente importa; la luz UV de mayor intensidad conducirá a una mayor actividad de blanqueo.

Una última cosa: el peróxido irá perdiendo fuerza gradualmente a medida que el bombardeo con luz ultravioleta haga que se convierta en agentes oxidantes radicales, que al consumirse se convertirán en agua. Por lo tanto, reemplace la solución de vez en cuando.

[1] fotodegradación de polímeros; Página en weathering-symposium.org
[2] Degradación térmica de mezclas de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS)