Assentos de estádio ao ar livre, amarrações de esqui, reforços de pneus e outros produtos que exigem resistência, durabilidade e resistência às intempéries são feitas com um tipo de náilon chamado náilon 6-6. Contudo, a produção deste material requer um processo que não agride o meio ambiente, a primeira etapa da qual usa o elemento zinco em perigo como um catalisador. Agora, pesquisadores desenvolveram métodos "mais verdes" para esta etapa que usam metais alternativos. Eles podem até ser capazes de substituir o ferro residual na forma de ferrugem, ou óxido férrico, para o elemento em perigo.

Os pesquisadores apresentarão seus resultados hoje na reunião de outono da American Chemical Society (ACS).

"De acordo com estimativas do ACS Green Chemistry Institute, o zinco está a apenas 50 a 100 anos de ser extinto, "diz Amina Aly, um estudante de graduação que está apresentando o trabalho no encontro. "E atualmente, fabricantes usam zinco como agente redutor e catalisador para fazer ciclohexeno a partir de trans-1, 2-dibromociclohexano, que é a primeira etapa da síntese de náilon 6-6 em cinco etapas. "

"Nylon" é um termo geral para uma família de polímeros sintéticos, chamadas poliamidas, que são feitos de unidades repetidas. Diferentes tipos de nylons, como náilon 6 e náilon 6-6, usam diferentes blocos de construção e, portanto, têm propriedades exclusivas. O náilon 6-6 tem esse nome porque é composto de duas moléculas, cada um com seis átomos de carbono, que estão ligados entre si como a unidade de repetição.

Para encontrar um substituto para o zinco, Aly, que está no laboratório de Brian Agee, Ph.D., na Augusta University, olhou para outros metais que estavam próximos na tabela periódica e tinham propriedades químicas semelhantes. Outros critérios foram que os metais precisavam ser mais abundantes do que o zinco e seguros para trabalhar. A equipe escolheu estudar cobalto, alumínio, ferro, cobre e níquel como possíveis catalisadores na produção de ciclohexeno. Além disso, os pesquisadores queriam identificar métodos mais verdes que economizam energia e água, ao usar produtos químicos menos agressivos. Então, eles incorporaram um prato refletivo solar em vez de uma placa de aquecimento elétrica e um condensador economizador de água no lugar de um condensador normal. Também, a equipe trocou o propilenoglicol pelo etilenoglicol mais perigoso como o agente de transferência de calor no condensador de economia de água, que resfria a reação sem a necessidade de um fluxo contínuo de água fria como condensadores regulares.

Aly descobriu que o ferro foi o melhor catalisador testado até agora, com rendimentos apenas ligeiramente mais baixos do que o zinco. "Também descobrimos que a energia solar é realmente o caminho a percorrer quando se trata dessa síntese porque o sol é muito mais forte do que qualquer placa quente que você vai encontrar, e muito mais rápido, "diz ela. Conduzir a síntese fora com um refletor solar levou apenas 30 minutos, em comparação com 3-4 horas no laboratório usando uma placa quente. Os pesquisadores também descobriram que aumentar o tempo de refluxo –– aquecer a reação por um período específico de tempo e usar um condensador para resfriar continuamente os vapores produzidos para convertê-los de volta à forma líquida –– de 15 minutos para 30 minutos aumentou substancialmente o rendimento . "Já que estamos usando a energia radiante do sol, não estamos desperdiçando eletricidade com aquecimento extra, "Agee observa. Os pesquisadores dizem que seus métodos podem ser facilmente ampliados para a fabricação de náilon industrial 6-6.

Embora o ferro seja um metal abundante, Aly e Agee querem tentar catalisar a reação com um produto residual de ferro ainda mais ecológico, que pode ser encontrado em qualquer lugar onde o metal é deixado de fora para molhar:óxido férrico, ou ferrugem. "Se o óxido férrico comprado de uma empresa química trabalhar para a reação, Estou pensando seriamente em ir para a casa dos meus pais e tirar um pouco de ferrugem do celeiro deles para tentar, "Agee diz." Porque, como um químico verde, que melhor fonte de catalisador do que algo que você pode obter em qualquer lugar? "