Uma equipe de pesquisadores da ETH liderada por Athina Anastasaki conseguiu quebrar o plástico em seus blocos de construção molecular e recuperar mais de 90% deles. Um primeiro passo para a reciclagem genuína de plástico.
A indústria química tem longa tradição na produção de polímeros. Isso envolve transformar pequenos blocos de construção molecular em longas cadeias de moléculas que se unem. Os polímeros são a base de todos os tipos de plásticos do dia a dia, como PET e poliuretano.
No entanto, embora a formação de polímeros esteja bem estabelecida e bem pesquisada, os cientistas deram pouca atenção a como as cadeias de polímeros são quebradas (um processo chamado despolimerização) para recuperar seus blocos de construção individuais – monômeros. Uma razão para isso é que a quebra de polímeros é um processo complexo. Se um polímero pode ser decomposto em suas partes constituintes depende de qual dos diferentes processos de fabricação de polímeros foram usados. Outra razão é que os processos de despolimerização utilizados até hoje requerem muita energia, o que os tornou economicamente inviáveis. Soma-se a isso o fato de que os polímeros reciclados costumam ser usados ​​apenas na fabricação de produtos de baixo valor.

Decompor os polímeros é o objetivo

Athina Anastasaki, professora de materiais poliméricos da ETH Zurich, quer mudar isso. Ela estabeleceu o objetivo de produzir polímeros que podem ser facilmente decompostos em seus blocos de construção para que possam ser totalmente reciclados.

A cientista de materiais conseguiu dar um primeiro passo importante nessa direção:um estudo de seu grupo acaba de ser publicado no Journal of the American Chemical Society . Nele, Anastasaki e seus colegas mostram que podem quebrar certos polímeros em seus blocos básicos de construção – monômeros – e reciclá-los para uso em materiais para outras aplicações.

Os polímeros divididos são polimetacrilatos (por exemplo, Plexi Glass) que foram produzidos usando uma técnica de polimerização específica chamada polimerização por transferência de cadeia de fragmentação de adição reversível - também conhecida como RAFT. Este método relativamente novo, que agora também atrai o interesse da indústria, produz cadeias poliméricas de comprimento uniforme.

Primeiro sucesso

Os pesquisadores da ETH Zurich conseguiram recuperar até 92% dos blocos de construção dos polimetacrilatos sem adicionar um catalisador que permitiria ou aceleraria a reação. "Nosso método poderia ser desenvolvido ainda mais para envolver o uso de um catalisador. Isso poderia aumentar ainda mais a quantidade recuperada", diz Anastasaki.

O grupo químico presente no final de uma cadeia polimérica é crucial para a quebra do polímero. Ao aquecer a mistura de solvente de polímero a 120°C, os pesquisadores criaram o que são chamados de "radicais" no final de uma cadeia de polimetacrilato, que desencadeou a despolimerização. Pesquisadores da Universidade Nacional Australiana em Canberra conseguiram confirmar matematicamente os resultados.

Produzir o mesmo produto ou um produto diferente

De acordo com Anastasaki, os blocos de construção recuperados dessa maneira podem ser usados ​​para produzir o mesmo polímero ou um produto completamente diferente – um hidrogel insolúvel que também pode ser decomposto em seus monômeros. Os produtos recém-criados são de qualidade semelhante aos originais. Isso contrasta com os produtos anteriores feitos de polímeros reciclados.

Mas há um porém:“Os produtos feitos com polimerização RAFT são mais caros que os polímeros convencionais”, diz Anastasaki. Para resolver essa desvantagem, ela e seu grupo já estão trabalhando na expansão do método para aplicações em larga escala, o que o tornará mais competitivo e os produtos resultantes mais baratos. Os pesquisadores também pretendem aumentar a quantidade recuperada e recuperar todos os blocos de construção de um polímero.

O cientista de materiais também está pesquisando se outros polímeros podem ser despolimerizados. Ela está particularmente interessada em poliestireno, um plástico difundido e de baixo custo que é usado em muitas áreas da vida cotidiana (isopor).

O método não resolverá o problema dos plásticos a curto prazo

Mesmo que esse novo método suscite esperanças de resolver o problema do lixo plástico da humanidade, Anastasaki descarta a ideia por enquanto. Não há solução rápida para o problema. Ela continua dizendo. "Vai levar muito tempo e pesquisa antes que o processo seja estabelecido na indústria química." Tampouco eliminará os resíduos plásticos:os polímeros de hoje não podem ser decompostos dessa maneira. Alguns polímeros novos e adequados precisam entrar em circulação antes que seus blocos de construção possam ser recuperados. Mas o método tem uma vantagem:não são necessárias novas plantas químicas para sua introdução e uso.

"Estamos apenas no início de nossa pesquisa sobre despolimerização. Existem mais de 30.000 estudos sobre o desenvolvimento de novas estratégias de polimerização, com apenas alguns deles abordando o tema da recuperação de monômeros", diz Anastasaki. + Explorar mais

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