Pesquisadores na Holanda desenvolveram um método que permite a produção de um poliéster de base biológica forte e durável. Uma estratégia de síntese simples usada pelo grupo de Química Industrial Sustentável liderado pelo Prof. Gert-Jan Gruter na Universidade de Amsterdã supostamente supera a baixa reatividade inerente de dióis secundários de base biológica, resultando em um poliéster com boas propriedades mecânicas e térmicas, bem como um alto peso molecular. A pesquisa é descrita em um artigo publicado na Nature Communications e em um artigo no site da Universidade de Amsterdã.
Em geral, os plásticos de poliéster são sintetizados a partir de pequenas moléculas de diálcool e diácido, explicou o artigo no site da universidade. Esses monômeros são acoplados em uma reação de condensação, resultando em uma longa cadeia polimérica de blocos moleculares de forma alternada. As propriedades do material resultam tanto do número de blocos de construção que compõem a cadeia polimérica quanto das propriedades inerentes dos monômeros. Em particular, sua rigidez é a chave para um plástico firme, forte e durável.
Para obter um material de base biológica com propriedades semelhantes, o diálcool isossorbido derivado da glicose mostrou-se promissor, pois possui uma estrutura molecular muito rígida e já está disponível industrialmente. No entanto, a isossorbida é bastante não reativa e, nas últimas duas décadas, provou ser bastante desafiadora a obtenção de poliésteres úteis à base de isossorbida, de acordo com o artigo. Era quase impossível chegar a cadeias poliméricas suficientemente longas (para atingir uma certa ductilidade) enquanto incorporava quantidades suficientemente altas de isossorbida (para chegar a um material forte e durável), observou.
Daniel Weinland, PhD, primeiro autor do artigo na Nature Communications, e seus colegas encontraram uma solução incorporando um álcool arílico no processo de polimerização. Isso leva à formação in situ de ésteres arílicos reativos e a um aumento significativo da reatividade do grupo final durante o estágio final da síntese de poliéster, quando a baixa reatividade do isossorbido inibe o crescimento da cadeia em processos de fusão tradicionais. Como resultado, materiais de alto peso molecular podem ser produzidos com a incorporação de altas frações do diol secundário rígido de base biológica, até 100% em mol. Pela primeira vez, disseram os pesquisadores, poli(succinato de isossorbida) de alto peso molecular pode ser produzido, o poliéster obtido a partir de isossorbida e ácido succínico. Os plásticos fortes resultantes superam os plásticos existentes, como o PET, em termos de resistência ao calor, um atributo importante ao lavar garrafas reutilizáveis normalmente a 85°C (185°F). Os polímeros à base de isossorbida também mostram propriedades mecânicas e de barreira promissoras que podem superar os materiais comuns baseados em fósseis, de acordo com os pesquisadores.
A nova abordagem de polimerização descrita no artigo é caracterizada pela simplicidade operacional e pelo uso de equipamento padrão de síntese de poliéster, observou o artigo no site da universidade. Ele se adapta a composições de poliéster existentes e novas, e os pesquisadores prevêem a aplicação de métodos semelhantes em outras classes de polímeros, como poliamidas e policarbonatos.
Esta pesquisa foi realizada dentro do projeto RIBIPOL (Novel Rigid Bio-based Polyesters para potenciais aplicações em larga escala) financiado pelo Conselho de Pesquisa Holandês NWO com contribuições da indústria. Estes últimos incluem a Lego, que apoiou o projeto como parte de sua busca por alternativas não fósseis para seus tijolos de plástico, e a Avantium, que está interessada em aplicações de garrafas e filmes.
Fonte: Plastics Today | Researchers Develop Strong, Durable Bio-based Polyester