p Cientistas do Laboratório Ames do Departamento de Energia dos EUA e seus parceiros da Universidade Clemson descobriram um verde, processo de baixa energia para quebrar o poliestireno, um tipo de plástico que é amplamente utilizado em materiais de embalagem de espuma, recipientes descartáveis ​​de alimentos, talheres, e muitos outros aplicativos. p O poliestireno é parte de um problema global muito maior de resíduos plásticos. Centenas de milhões de toneladas métricas de polímeros são produzidas a cada ano, a grande maioria é descartada após o uso. Devido à estabilidade química e durabilidade dos polímeros industriais, resíduos de plástico não se degradam facilmente em aterros sanitários e muitas vezes são queimados, que produz dióxido de carbono e outros gases perigosos. Para impedir a crescente inundação de resíduos de polímero e reduzir as emissões de dióxido de carbono, os plásticos devem ser reciclados ou convertidos em novos produtos de valor agregado.

p Atualmente, a reciclagem da grande maioria dos plásticos não é economicamente viável; sua classificação e separação exigem muito tempo e trabalho, enquanto o processamento químico e a remanufatura requerem uma entrada significativa de energia e solventes tóxicos. Os polímeros reprocessados ​​freqüentemente apresentam desempenho inferior ao dos materiais recém-fabricados "feitos do zero".

p Uma equipe de cientistas do Laboratório Ames usou o processamento por moagem de bolas para desconstruir o poliestireno comercial em uma única etapa, à temperatura ambiente, na atmosfera ambiente na ausência de solventes nocivos. O moinho de bolas é uma técnica que coloca os materiais em um frasco de moagem com rolamentos de esferas de metal, que é então agitado até que ocorra a reação química desejada. Chamado de mecanoquímica, esta abordagem experimental tem inúmeras aplicações na síntese de novos materiais, e características atraentes no que diz respeito à reciclagem de plásticos.

p A desconstrução do poliestireno ocorre por meio de uma série de eventos químicos envolvendo o corte mecânico das macromoléculas, que gera radicais livres detectáveis ​​no material moído, mesmo após sua exposição prolongada ao ar. Os mancais de metal usados ​​para moagem e o oxigênio do ambiente agem como cocatalisadores que permitem a extração do estireno monomérico das espécies oligoméricas contendo radicais formados. Os experimentos mostraram que o aumento da temperatura do material durante a moagem não é responsável pelo fenômeno observado, uma vez que a temperatura dentro do pó moído não ultrapassa 50oC enquanto a decomposição térmica do poliestireno no ar inicia em torno de 325oC. O grupo de Clemson confirmou a desconstrução abrangente do polímero original em fragmentos menores, materiais oligoméricos, adequado para processamento posterior em novos produtos de valor agregado.

p "Este método representa um avanço importante que permite a desmontagem de um polímero simultaneamente com sua decomposição em condições ambientais, isso é, ~ 300 C abaixo da temperatura de decomposição térmica do material original ", disse o cientista sênior do Ames Laboratory, Viktor Balema." Acreditamos que esta prova de conceito é uma possibilidade empolgante para o desenvolvimento de novas tecnologias de reciclagem para todos os tipos de plásticos, e isso contribuirá para o estabelecimento da economia circular. "

p Seu parceiro da Clemson University, Distinto Professor de Kentwool Igor Luzinov, comentou ainda que "esta descoberta abre novos caminhos para a recuperação de monômeros em baixa temperatura de sistemas baseados em polímeros multicomponentes, como compósitos e laminados. Além disso, nossa tecnologia permitirá extrair o monômero de materiais reticulados contendo unidades de estireno em suas estruturas. "

p Alfred P. Sloan Foundation Research Fellow, Professor Aaron Rossini da Iowa State University, observou ainda que "a espectroscopia de ressonância paramagnética de elétrons mostra grandes concentrações de espécies de radicais livres centradas em carbono no poliestireno que foi moído no ar. Este é um resultado surpreendente porque os radicais livres são normalmente muito reativos. Além disso, a presença dos radicais dá evidência direta de que a moagem causa diretamente a cisão das cadeias poliméricas. Esperamos que os sítios reativos associados aos radicais livres possam ser usados ​​para funcionalizar os polímeros processados ​​para obter novos produtos de valor agregado. "

p A pesquisa é discutida no artigo "Despolimerização de poliestireno em condições ambientais, "de autoria de Viktor P. Balema, Ihor Z. Hlova, Scott L. Carnahan, Mastooreh Seyedi, Oleksandr Dolotko, Aaron J. Rossini, e Igor Luzinov; destaque na capa do New Journal of Chemistry .