Cientistas descobrem um processo de reciclagem em circuito fechado para um dos plásticos mais utilizados
Estado da arte em relação aos mimetizadores de polietileno e os trabalhos aqui apresentados. A) Imitador de polietileno de alta densidade (HDPE) ou imitador linear de polietileno de baixa densidade (LLDPE) baseado em matéria-prima de base biológica, propileno ou (poli)etileno. B) Imitador estrutural e funcional de polietileno de baixa densidade (LDPE) com pontos de reciclagem aqui introduzidos. Crédito:Ciência Avançada (2024). DOI:10.1002/advs.202307229 Um desenvolvimento pioneiro permite a replicação direcionada da estrutura química do polietileno de baixa densidade (LDPE), um plástico que tem sido difícil de imitar até agora, e mostra um grande potencial para alternativas sustentáveis na indústria de plásticos.
Rhett Kempe, Presidente de Química Inorgânica II - Design de Catalisadores, Centro de Química Sustentável, na Universidade de Bayreuth, e sua equipe de pesquisa interdisciplinar apresentam este material na revista Advanced Science .
"Introduzimos um novo material de poliolefina altamente ramificado, quimicamente reciclável", explica o Prof Dr. Rhett Kempe.
A sua equipa incorporou os chamados “pontos de reciclagem” no novo plástico, nos quais o polímero pode ser quimicamente decomposto em fragmentos mais pequenos que são solúveis em solventes orgânicos a temperaturas moderadas e podem, portanto, ser reciclados. Os componentes podem então ser recombinados, permitindo que sejam reutilizados em um ciclo fechado.
O LDPE é produzido em um processo de alta pressão sob condições de reação extremas (a 250°C com 2.500 a 4.000 bar) através da polimerização radicalar do etileno. Este processo que consome muita energia é crucial para a estrutura química altamente ramificada e complexa e as propriedades do material associadas.
Até agora, tem sido muito difícil imitar esta estrutura única. O novo material, conhecido como imitador de LDPE, é próximo do LDPE comercial em sua estrutura química.
"A chave para o sucesso é o uso de nossos novos catalisadores, que produzem blocos de construção definidos de um determinado tamanho sob condições de reação correspondentemente suaves, em torno de 70° Celsius e pressão de dois bar. Estes podem então ser combinados para formar o material plástico final." diz Kempe.
"O novo material consiste em dois macromonômeros diferentes, uma espinha dorsal e potenciais ramificações de cadeia longa. As ramificações podem ser reversivelmente ligadas à espinha dorsal e clivadas sob condições ácidas e básicas." Um macromonômero é um composto que possui a estrutura de um monômero (ou seja, pode se combinar para formar uma molécula maior), mas já é maior e possui algumas propriedades macromoleculares. Isto significa que já possui um tamanho ou complexidade considerável, mas ainda tem a capacidade de reticulação ou polimerização adicional.
No geral, as inovações do trabalho de Bayreuth residem, portanto, na combinação da produção em condições muito suaves ou sustentáveis, na reciclabilidade química do plástico e na imitação direcionada da estrutura química do LDPE.
Mais informações: Christoph Unger et al, Um polietileno de baixa densidade reciclável de circuito fechado, Advanced Science (2024). DOI:10.1002/advs.202307229 Informações do diário: Ciência Avançada
