Novo processo de reciclagem dá nova vida aos plásticos antigos: pesquisadores decompõem e reconstroem o poliuretano para fazer nova espuma

29 de agosto de 2023

Este artigo foi revisado de acordo com o processo editorial e as políticas da Science X. Os editores destacaram os seguintes atributos, garantindo a credibilidade do conteúdo:

verificado

publicação revisada por pares

fonte confiável

revisar

pela Universidade do Noroeste

Os plásticos de poliuretano são onipresentes, usados ​​em todos os lugares, desde colchões até sapatos. Mas quando estes produtos deixam de ser desejados, estes materiais sujam aterros sanitários e oceanos em todo o mundo.

Agora, um grupo de pesquisadores da Northwestern University desenvolveu um novo método de reciclagem para espumas de poliuretano, um dos tipos mais comuns de plástico, que utiliza catalisadores não tóxicos e mais ecológicos, conforme descrito em um artigo publicado em 27 de agosto na revista Macromolecules.

O processo envolve reações químicas que simultaneamente reprocessam e "reespumam" o poliuretano após o aquecimento na presença de um catalisador à base de zircônio e a introdução de um agente espumante. A espuma reciclada manteve sua durabilidade e integridade estrutural e química. O processo é descrito em um artigo relacionado publicado no início deste mês na revista Advanced Materials.

William Dichtel, professor de química Robert L. Letsinger no Weinberg College of Arts and Sciences da Northwestern, liderou a equipe de pesquisa e chamou a descoberta de um "grande passo em frente". Quando os plásticos com um ciclo de vida circular são produzidos, tornam-se uma parte importante da economia do futuro.

"Os tipos de polímeros que exigem essa abordagem catalítica são chamados de termofixos, ou polímeros reticulados", disse Dichtel, que é professor afiliado do Instituto Paula M. Trienens de Sustentabilidade e Energia da Northwestern. "Os termofixos são importantes devido à sua durabilidade e estabilidade superiores, mas essas propriedades prejudicam a reciclabilidade. Novos métodos para reciclar os termofixos reduzirão as emissões de gases de efeito estufa, economizarão energia e diminuirão o uso de aterros sanitários."

Este “ciclo de vida circular” refere-se a materiais que são reprocessados ​​ou remanufaturados com perda mínima de qualidade e valor, em vez de serem usados ​​uma vez e descartados ou destruídos.

A reciclagem tradicional de polímeros plásticos envolve derreter o plástico e depois moldá-lo para um novo uso. Mas os plásticos mais duráveis ​​– como os poliuretanos do isolamento de espuma em spray, interiores de automóveis e tipos de vestuário – não derretem devido à sua estrutura reticulada.

Dichtel e sua equipe desenvolveram um método para reciclar e remodelar produtos de espuma de poliuretano existentes, incorporando um catalisador à base de zircônio no material depois de misturado em pedaços menores usando um liquidificador de cozinha. Anteriormente, eles dependiam de catalisadores à base de estanho para este processo, mas esses catalisadores são tóxicos demais para serem mais explorados.

Quando o poliuretano é aquecido, o catalisador de zircônio reorganiza suas ligações e permite que o material seja remodelado. Ao mesmo tempo, uma substância chamada agente espumante gera novas bolhas de gás, que ficam presas no plástico. Desta forma, a velha espuma de poliuretano, normalmente usada apenas uma vez, é transformada numa espuma nova e remodelada.

A descoberta baseia-se na pesquisa anterior de Dichtel que estabeleceu uma forma de reciclar espuma de poliuretano em plásticos sólidos. Estes resultados foram um passo importante em direção à circularidade do poliuretano; no entanto, os produtos plásticos sólidos produzidos no estudo não são utilizados comercialmente. A capacidade de reciclar uma espuma em outro produto de espuma é muito mais importante e foi possibilitada por uma colaboração importante com cientistas da BASF, um grande produtor de poliuretano.

As implicações da nova técnica são globais, de acordo com o estudo. A descoberta poderia ser aplicada a produtos de espuma de poliuretano pós-consumo ou a resíduos plásticos industriais não utilizados.