p Todo ano, 3,5 milhões de toneladas de fraldas encharcadas acabam em aterros sanitários. p O material superabsorvente dentro dessas fraldas é feito de uma matriz de polímeros que se expandem quando a umidade os atinge. Os polímeros são uma longa cadeia de unidades repetidas, e neste caso, o material absorvente das fraldas tem como base o polímero ácido poliacrílico.

p Uma equipe da Universidade de Michigan desenvolveu uma técnica para desembaraçar esses polímeros absorventes e reciclá-los em materiais semelhantes aos adesivos pegajosos usados ​​em notas adesivas e bandagens. Seus resultados são publicados em Nature Communications .

p Em termos gerais, a reciclagem pode ser agrupada em reciclagem mecânica e reciclagem química.

p "A reciclagem mecânica é o que a maioria das pessoas pensa:você separa diferentes plásticos com base em suas identidades, pique-os em pedaços pequenos, derretê-los e reutilizá-los, o que diminui a qualidade do produto, "disse a química da U-M Anne McNeil, autor correspondente do artigo.

p A reciclagem mecânica leva a materiais de qualidade inferior porque os plásticos de diferentes empresas são construídos de maneira diferente:os polímeros podem ter comprimentos de cadeia diferentes ou podem ser alterados com aditivos e corantes diferentes.

p "Existem tantos problemas, tudo geralmente é reciclado e acaba em fibras de carpete ou bancos de parque, "disse McNeil, cujo laboratório se concentra na reciclagem química de plásticos. "A reciclagem química é a ideia de usar a química e as transformações químicas para fazer um material com valor agregado, ou pelo menos um material tão valioso quanto o original. "

p As qualidades que geralmente tornam os plásticos desejáveis, como resistência e durabilidade, também são responsáveis ​​pela dificuldade de reciclagem. Em particular, os polímeros são difíceis de decompor porque são mantidos juntos por ligações estáveis.

p McNeil, professor de química e ciência macromolecular e engenharia, e Takunda Chazovachii, que recentemente se formou na U-M com seu doutorado em química de polímeros, trabalhou com a Procter &Gamble para desenvolver um processo de três etapas que transforma polímeros superabsorventes em um material reutilizável - neste caso, adesivos. O método precisava ser eficiente em termos de energia e capaz de ser implantado em escala industrial.

p "Os polímeros superabsorventes são particularmente difíceis de reciclar porque são projetados para resistir à degradação e reter água permanentemente, "Chazovachii disse." Os polímeros e adesivos superabsorventes são derivados do ácido acrílico. Essa origem comum inspirou nossa ideia de reciclagem. "

p Os polímeros em materiais superabsorventes parecem uma rede de pesca mal tecida, McNeil diz, exceto em vez de uma malha de favo de mel, esses polímeros têm uma reticulação a cada 2, 000 unidades, o que é mais do que suficiente para criar uma estrutura de rede insolúvel. Para reciclar esses materiais, os pesquisadores precisavam encontrar uma maneira de desvincular o polímero de rede em cadeias solúveis em água. Chazovachii descobriu que quando esses polímeros são aquecidos na presença de ácido ou base, suas ligações cruzadas estão quebradas.

p Os pesquisadores também precisavam determinar se esses processos seriam viáveis ​​em escala industrial. Colaboradores Madeline Somers, assistente de pesquisa do U-M Graham Sustainability Institute, e Jose Alfaro, pesquisador da Escola de Meio Ambiente e Sustentabilidade da U-M, realizou uma avaliação do ciclo de vida. Eles aprenderam que usar este método ácido para desvincular os polímeros exibiria um potencial de aquecimento global 10 vezes menor, com base na liberação de dióxido de carbono, e exigiria 10 vezes menos energia do que usar uma abordagem mediada por base.

p Próximo, os pesquisadores precisaram encurtar as longas cadeias de polímeros dentro do material para produzir diferentes tipos de adesivos. Chazovachii percebeu que a sonicação - usando pequenas bolhas de ar para quebrar as cadeias de polímero - poderia cortar as cadeias em pedaços sem alterar as propriedades químicas das cadeias.

p "O que realmente gostamos sobre este método é que é um processo mecânico suave e simples, "ele disse." Ele quebra o polímero, mas deixa seus blocos de construção, ou grupos de ácido, intacto, para que você possa realmente fazer outras reações com ele. "

p Finalmente, Chazovachii, assistido pelo professor de química Paul Zimmerman e seu aluno Michael Robo, grupos ácidos convertidos nas cadeias de polímero em grupos éster. Isso muda as propriedades de solúvel em água para solúvel em orgânico, e eles se tornam pegajosos, como um adesivo. Um bônus extra:o reagente usado nesta reação, que também serve como solvente, poderia ser reciclado e reutilizado. Depois de testar as propriedades adesivas, Chazovachii percebeu que a sonicação não era necessária para atingir um tipo de adesivos, simplificando ainda mais a abordagem.

p Finalmente, os pesquisadores precisavam mostrar que desenvolver adesivos a partir de polímeros reciclados era mais fácil no planeta do que fazer adesivos a partir do petróleo - a rota típica. Comparando sua rota de adesivos com a convencional, os autores descobriram que há uma redução de 22% no potencial de aquecimento global e 25% de redução de energia para a rota com fraldas recicladas.

p Os pesquisadores dizem que trabalham com fraldas que já estão limpas, mas as empresas que limpam fraldas usadas estão surgindo, como a afiliada da Procter &Gamble FaterSMART. Adicionalmente, Chazovachii diz que as condições da reciclagem química matariam qualquer bactéria sobrevivente.

p McNeil diz que espera que os químicos sintéticos que trabalham na produção de reações para pequenas moléculas voltem sua atenção para os polímeros.

p "Este é apenas um artigo, mas mudei a maior parte da minha pesquisa nesta direção porque acho que é uma oportunidade realmente aberta para os químicos sintéticos fazerem um impacto sobre um problema do mundo real, "Disse McNeil." Quero que mais pessoas pensem nisso porque o problema global dos plásticos é tão grande e os químicos podem desempenhar um papel realmente importante em reimaginar o que fazemos com esses resíduos. "