Reciclagem em circuito fechado reutiliza plástico vezes sem fim

Redação do Site Inovação Tecnológica -  14/05/2019

Os compostos básicos podem ser remontados em forma, textura ou cor diferentes, tudo sem perda de desempenho ou qualidade. [Imagem: Christensen et al. - 10.1038/s41557-019-0249-2]

Reciclagem em nível molecular

Químicos da Universidade de Berkeley, nos EUA, sintetizaram um plástico que parece ser o sonho de todos os ambientalistas.

O plástico reciclável pode ser "desmontado" em seus compostos básicos constituintes em nível molecular e, em seguida, remontado em uma forma, textura ou cor diferentes, tudo sem perda de desempenho ou qualidade.

O novo polímero é chamado PDK - poli(dicetoenamina).

"A maioria dos plásticos nunca foi feita para ser reciclada. Mas descobrimos uma nova maneira de montar plásticos que leva em consideração a reciclagem de uma perspectiva molecular," disse o pesquisador Peter Christensen.

De fato, como os plásticos contêm vários aditivos - como corantes, cargas ou retardadores de chama - muito poucos podem ser reciclados sem perda de desempenho. Mesmo o plástico mais reciclável, o PET, é reciclado apenas a uma taxa de 20 a 30%, com o restante indo tipicamente parar em incineradores ou aterros, onde o material rico em carbono pode levar séculos para se decompor.

Plástico circular

Todos os plásticos, das garrafas de água às peças de automóveis, são compostos de grandes moléculas chamadas polímeros, por sua vez compostas de unidades repetitivas de compostos menores, chamados monômeros.

O problema é que os produtos químicos adicionados para tornar os polímeros úteis - como enchimentos que tornam um plástico duro, ou plastificantes que tornam um plástico flexível - ficam fortemente ligados aos monômeros e permanecem no plástico mesmo após ele ter sido processado em uma usina de reciclagem.

O cálice sagrado da reciclagem, procurado por químicos do mundo todo, é o chamado "material circular", cujos monômeros originais possam ser recuperados para reúso, ou "promovidos", para fazer um novo produto de maior qualidade.

"Com os PDKs, as ligações imutáveis dos plásticos convencionais são substituídos por ligações reversíveis, que permitem que o plástico seja reciclado de forma mais eficaz," disse Helms.

O "polímero circular" pode ser reciclado vezes sem fim sem perda de qualidade - ele pode até ser usado para fazer um produto de maior qualidade. [Imagem: Christensen et al. - 10.1038/s41557-019-0249-2]

Plástico eternamente reciclável

Christensen descobriu essa propriedade longamente procurada em seus PDKs quando estava aplicando vários ácidos para limpar os recipientes de vidro usados para fabricar adesivos, e notou que a composição do PDK havia mudado. Curioso sobre como o adesivo poderia ter-se transformado, ele analisou a estrutura molecular da amostra com um instrumento de espectroscopia de ressonância magnética nuclear, que revelou que o que restava nos recipientes eram na verdade os monômeros originais usados para fabricar o adesivo PDK.

Depois de testar várias formulações, ele demonstrou que não apenas o ácido quebra os polímeros de PDK em monômeros, mas o processo também permite que os monômeros sejam separados dos aditivos, que normalmente se entrelaçam nas cadeias poliméricas e não podem ser extraídos pelos processos de reciclagem.

Em seguida, Christensen comprovou que os monômeros PDK recuperados podem ser transformados em polímeros, e esses polímeros reciclados podem formar novos materiais plásticos sem herdar a cor ou outras características do material original.

Bibliografia:

Closed-loop recycling of plastics enabled by dynamic covalent diketoenamine bonds
Peter R. Christensen, Angelique M. Scheuermann, Kathryn E. Loeffler, Brett A. Helms
Nature Chemistry