Resíduos de poliuretano estão se acumulando em aterros sanitários, mas os cientistas têm uma solução possível:eles desenvolveram um método para tornar o poliuretano degradável. Assim que a vida útil do produto original terminar, o polímero pode ser facilmente dissolvido em ingredientes para fazer novos produtos, como supercola. Esses poliuretanos também podem ser usados ​​em cápsulas microscópicas que se abrem para liberar cargas como biocidas.

Os pesquisadores apresentarão seus resultados hoje no Encontro e Exposição Nacional do Outono de 2019 da American Chemical Society (ACS).

"Milhões de toneladas de poliuretanos são produzidos todos os dias, e são amplamente usados ​​em espumas, plásticos, tênis, isolamento e outros produtos, "diz Ephraim Morado, um doutorando que está apresentando o trabalho no encontro. "Mas quando as pessoas terminam de usá-los, esses materiais são geralmente descartados. "Os resíduos de poliuretano vão para aterros sanitários, ou é incinerado, que requer muita energia e gera subprodutos tóxicos, ele observa. "Como uma alternativa, queremos desenvolver a próxima geração de poliuretano que pode se degradar facilmente e ser reprocessado em um novo material que pode então ser comercializado, como adesivos ou tintas, " ele diz.

Claro, Morado não é o único a buscar formas de reaproveitar polímeros. "Muitas pessoas interessadas em reciclagem estão tentando fazer polímeros que se decompõem em seus materiais de partida originais e, em seguida, refazem o mesmo polímero, "diz Steven Zimmerman, Ph.D., investigador principal do projeto. "Estamos tomando um muito diferente, abordagem intermediária, qual indústria poderia estar mais interessada em perseguir no curto prazo porque seria mais fácil e mais barato, "acrescenta Zimmerman, cujo laboratório está localizado na Universidade de Illinois em Urbana-Champaign. "Estamos tentando quebrar nossos polímeros em alguns outros materiais de partida que são familiares para a indústria."

A principal diferença entre o poliuretano padrão e a versão de Morado é a incorporação de um hidroxiacetal como um dos monômeros, ao lado dos monômeros tradicionais. A equipe de Zimmerman usou pela primeira vez um acetal contendo iodo especial para fazer polímeros degradáveis ​​e géis de poliacrilamida. Naquele trabalho anterior, o polímero pode ser dissolvido em água ligeiramente ácida.

Morado inventou um novo tipo de acetal para incorporar em seu poliuretano não convencional para que pudesse dissolver o polímero na ausência de água. Após meses de investigação, ele descobriu que uma solução de ácido tricloroacético em diclorometano, um solvente orgânico, poderia dissolver o poliuretano à temperatura ambiente em apenas três horas. Isso contrasta com as condições mais adversas do método de incineração típico, que requer mais de 1, 400 F para evitar a formação de gás tóxico. Ao contrário da água, o diclorometano faz com que o material inche. Essa expansão permite que o ácido alcance a espinha dorsal das cadeias moleculares do poliuretano, que pode quebrar nas posições onde os grupos acetal estão localizados. A degradação libera monômeros de álcool que podem ser usados ​​para fazer novos produtos, como adesivos cujo desempenho rivaliza com a supercola.

Morado criou outros poliuretanos contendo acetal que podem ser desencadeados para degradar quando expostos à luz. Ele usou esses materiais para fazer microcápsulas que poderiam conter herbicidas ou mesmo biocidas para matar cracas e outras criaturas que grudam no casco de navios. Ele e Zimmerman também estão desenvolvendo adesivos que se dissolvem quando tratados com algumas gotas de ácido em solvente diclorometano. Uma aplicação potencial é em placas de circuito, onde um chip que havia sido colado com segurança à placa poderia ser trocado por um substituto se o chip original tivesse falhado.

Além disso, a equipe está trabalhando em poliuretanos que podem degradar em condições ainda mais suaves, como a exposição ao vinagre. Isso seria particularmente útil para, dizer, suturas degradáveis ​​ou aplicações domésticas, como cabides removíveis para fotos.