Reutilizar resíduos plásticos para desencadear reações em cadeia radicais, melhorando a segurança e a eficiência do processo
(Topo) Esquema geral para usar força mecânica para desencadear uma reação radical em cadeia. (Embaixo) Pedaços de uma sacola de compras foram utilizados para iniciar uma reação em um frasco de moinho de bolas. Crédito:Koji Kubota et al, Journal of the American Chemical Society (2023). DOI:10.1021/jacs.3c12049 Os plásticos descartáveis são uma grande preocupação ambiental, mas agora, em vez de serem descartados como lixo, os sacos plásticos usados do supermercado poderiam ser utilizados para realizar uma reação que pode desintoxicar produtos químicos perigosos.
Uma equipe liderada por pesquisadores do Instituto de Design e Descoberta de Reações Químicas (WPI-ICReDD), da Universidade de Hokkaido, desenvolveu um método que usa materiais plásticos comuns em vez de compostos potencialmente explosivos para iniciar reações em cadeia radicais.
Essa abordagem aumenta significativamente a segurança do processo, ao mesmo tempo que fornece uma maneira de reutilizar plásticos comuns, como polietileno e acetato de polivinila. Essas descobertas foram publicadas no Journal of the American Chemical Society .
Os pesquisadores utilizaram um moinho de bolas, uma máquina que agita rapidamente uma bola de aço dentro de uma jarra de aço para misturar produtos químicos sólidos. Quando a bola bate no plástico, a força mecânica quebra uma ligação química para formar radicais, que possuem um elétron não ligado altamente reativo. Esses radicais facilitaram uma reação em cadeia autossustentável que promove a desalogenação – a substituição de um átomo de halogênio por um átomo de hidrogênio – de haletos orgânicos.
“O uso de plásticos como reagentes químicos é uma perspectiva completamente nova na síntese orgânica”, disse o professor associado Koji Kubota. “Acredito que esta abordagem levará não apenas ao desenvolvimento de reações baseadas em radicais seguras e altamente eficientes, mas também a uma nova forma de utilizar resíduos de plástico, que são um sério problema social.”
A reutilização de resíduos de plástico foi demonstrada adicionando pedaços de plástico de uma sacola de supermercado comum ao frasco do moinho de bolas e realizando a reação com sucesso. A equipe também mostrou que seu método pode ser aplicado ao tratamento de compostos polihalogenados altamente tóxicos, amplamente utilizados na indústria. O polietileno foi empregado para iniciar uma reação radical que removeu múltiplos átomos de halogênio de um composto comumente usado como retardador de chama, reduzindo assim sua toxicidade.
Os pesquisadores prevêem que este método atrairá a atenção da indústria devido às vantagens em custo e segurança.
"Nossa nova abordagem usando materiais plásticos estáveis, baratos e abundantes como iniciadores de reações radicais em cadeia tem um potencial significativo para promover o desenvolvimento de processos químicos industrialmente atraentes, seguros e altamente eficientes", comentou o professor Hajime Ito.
Mais informações: Koji Kubota et al, Using Mechanochemistry to Activate Commodity Plastics as Initiators for Radical Chain Reactions of Small Organic Molecules, Journal of the American Chemical Society (2023). DOI:10.1021/jacs.3c12049 Informações do diário: Jornal da Sociedade Química Americana
