Químicos desenvolvem novo método para reciclar plásticos mistos

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A reciclagem de plástico é um negócio ineficiente. De acordo com um relatório do Departamento de Energia de agosto de 2022, apenas 5% dos estimados 44 milhões de toneladas métricas de resíduos plásticos processados ​​para reciclagem em 2019 foram realmente reciclados. O resto foi para um aterro sanitário ou foi incinerado.

O plástico é difícil de reciclar porque nem todos os diferentes tipos são quimicamente compatíveis entre si. Alguns plásticos são formados por ligações covalentes, nas quais os átomos individuais compartilham elétrons igualmente. Outros plásticos são formados por ligações não covalentes, nas quais os átomos individuais não compartilham elétrons igualmente. Por exemplo, combinar um saco sanduíche composto de polietileno de baixa densidade (LDPE) ligado covalentemente com uma garrafa de molho para salada feita de tereftalato de polietileno (PET) ligado não covalentemente resulta em um plástico misto fraco com aplicações limitadas.

Um novo processo químico projetado por pesquisadores das universidades do estado do Colorado e da Columbia pode tornar a reciclagem de resíduos plásticos mistos mais viável. Usando reticuladores, pequenas moléculas que formam pontes entre produtos químicos, os cientistas conseguiram tornar compatíveis os plásticos quimicamente diferentes. Seu trabalho foi publicado em 26 de abril na Nature.

Embora os testes de laboratório tenham demonstrado a notável eficácia da tecnologia de reticulação, a aplicação no mundo real ainda está longe. A maior questão é se a tecnologia é econômica em comparação com a produção de novos plásticos.

Os pesquisadores aqueceram e processaram plásticos mistos com o reticulador bis-diazirina. Imagens de microscopia eletrônica de varredura demonstraram a estrutura superior do material resultante. Em comparação com a superfície irregular semelhante a bolhas de plásticos mistos virgens, os plásticos reticulados tinham uma superfície lisa e homogênea. O principal autor, Tomislav Rovis, professor de química na Universidade de Columbia, comparou os reticuladores ao velcro. Eles agem como fixadores de velcro na costura de plásticos de diferentes composições de polímeros.

"O material [reticulado] se comporta tão bem quanto os polímeros virgens individuais únicos, em termos de não degradar com o tempo e todos esses outros testes físicos", disse Rovis. Ele enfatizou que os testes de estresse, que medem a capacidade de um polímero de resistir à deformação, mostraram perfis de resistência semelhantes para os plásticos mistos reticulados e polímeros individuais.

Os cientistas criaram com sucesso misturas de plásticos incompatíveis LDPE e ácido poli L-lático (PLLA), depois misturaram esses dois plásticos com polipropileno isotático (iPP). O principal autor Sanat Kumar, professor de engenharia química na Universidade de Columbia, disse que escolheu se concentrar nesses três plásticos porque representavam tanto os polímeros plásticos tradicionais (LDPE e iPP) quanto uma nova classe de biopolímeros (PLLA).

Kumar e Rovis explicaram como sua química pode transformar a reciclagem de plástico. Os 5% dos resíduos plásticos que são reciclados com sucesso usando métodos tradicionais são rebaixados para produtos de qualidade inferior. Produtos de polietileno de alta densidade (PEAD), como recipientes para leite, são convertidos em itens como mesas de piquenique e madeira plástica. Produtos PET, incluindo garrafas de refrigerante, são convertidos em itens como jaquetas de lã ou carpetes. Mas o novo material formado com os reticuladores pode ser usado para transformar produtos degradados em materiais de maior qualidade.

"A vantagem dessa tecnologia é que você pode pegar a garrafa de água degradada ou o pneu degradado, colocá-lo de volta no derretimento e refazer algo sem essas deficiências porque esses reticuladores estão nele", disse Rovis.

Gregory Rummo, professor de química na Palm Beach Atlantic University e estudioso adjunto da Cornwall Alliance for the Stewardship of Creation, acredita que os reticuladores de polímeros têm potencial. Mas Rummo alertou que seu uso deve ser economicamente viável. Ele observou que a nova técnica provavelmente exigiria instalações de reciclagem para abrir espaço para realizar o processo de reticulação. Ele questionou se esse processo, uma vez ampliado, custaria mais do que a produção de plástico novo.