Um grupo recentemente descoberto de plásticos recicláveis ​​parece ser uma alternativa promissora ao plástico rígido que é difícil de reciclar. Contudo, ainda não vemos esses chamados vitrímeros usados ​​em produtos porque são difíceis de processar. Pesquisadores da Universidade de Tecnologia de Eindhoven descobriram que a processabilidade dessa nova forma de plástico é influenciada não apenas pela temperatura, mas também pela densidade. Essas percepções devem levar, entre outras coisas, para painéis recicláveis ​​para a indústria automotiva. Esses resultados foram publicados ontem na revista PNAS .

O plástico é conhecido por ser difícil de reciclar e, portanto, muito prejudicial ao meio ambiente. Contudo, isso se refere principalmente aos chamados plásticos duros, ou termofixos, como bolas de bilhar ou o painel do seu carro. Outro grupo de plásticos, termoplásticos, que a indústria usa para fazer folhas, xícaras de café ou brinquedos, é muito fácil de reciclar, mas infelizmente também muito menos resistente. Em 2011, um novo grupo de plásticos foi desenvolvido, os chamados vitrímeros, que são tão fortes quanto plásticos duros e são recicláveis. Em 2015, o descobridor do material foi proclamado Inventor Europeu pelo European Patent Office (EPO).

Material misterioso

Não importa o quão promissor, os polímeros vitriméricos ainda estão longe da aplicação comercial. Para chegar a este estágio, os fabricantes precisam saber como dar ao material as propriedades desejadas para que ele possa ser usado nos produtos. Cientistas, Contudo, ainda não sabem exatamente como o material funciona.

TU / e física Liesbeth Janssen, Ph.D. a aluna Simone Ciarella e o aluno de bacharelado Rutger Biezemans estão agora apresentando um modelo de computador que mostra como a temperatura e a densidade afetam os polímeros vitriméricos. Janssen:"Agora que temos uma melhor compreensão da composição física do material, esperamos produzir plásticos recicláveis ​​de verdade para a indústria em um projeto subsequente. "

Fragilidade determina reciclabilidade

Seu modelo mostra que a fragilidade dos vitrímeros é decisiva para sua processabilidade na fábrica. Ciarella:"Fragilidade é a taxa na qual um material muda de sólido para líquido (derretimento) e vice-versa (solidificação). Quanto menor o valor de fragilidade, quanto mais fácil for o plástico de processar e, portanto, melhor o material pode ser reciclado. "

Além de entender e prever que tipo de influência essa fragilidade tem, Liesbeth Janssen e seus colegas conseguiram até mesmo ajustar a fragilidade do plástico. Parece que a fragilidade pode ser alterada ajustando a densidade do material. Desta maneira, no futuro, o fabricante poderá definir exatamente o comportamento desejado.

Abrindo e fechando conexões

Para explicar o efeito, precisamos ampliar as propriedades físicas de todos os três tipos de plásticos. Os plásticos consistem em fios muito longos, também chamados de polímeros. Os termofixos são tão fortes por causa das muitas conexões entre esses fios. E isso explica imediatamente a baixa reciclabilidade. O aquecimento causa o rompimento irreversível dessas conexões. Os termoplásticos não têm conexões, e são, portanto, facilmente deformados pelo aumento da temperatura. Mas isso também os torna menos fortes.

Ciarella:"O interessante sobre polímeros vitriméricos é que eles têm muitas conexões, mas, quando aquecidas, essas conexões podem alternar entre diferentes fios. Em temperatura ambiente, esses vitrímeros, portanto, se comportam tão fortemente quanto termofixos. Mas quando aquecido, eles se comportam como termoplásticos facilmente deformáveis, portanto, quando derretidos, esses plásticos retêm sua qualidade. "