Embora a reciclagem de plástico tenha percorrido um longo caminho nestes tempos de consciência ambiental, ainda há muitos passos a serem dados para reciclar totalmente todos os plásticos pós-consumo. Cientistas do Departamento de Energia estão entre aqueles que tentam fazer algumas dessas melhorias. Seu esforço mais recente é um novo método para reciclar polietileno de alta densidade (HDPE) que o transforma em um material totalmente reciclável e até potencialmente biodegradável, disseram os pesquisadores.
Uma equipe do DoE’s Institute for Cooperative Upcycling of Plastics (iCOUP) desenvolveu a abordagem, que usa uma série de catalisadores para dividir as cadeias poliméricas do HDPE em pedaços mais curtos que contêm grupos reativos nas extremidades, disseram os pesquisadores. Isso permite que as peças menores sejam reunidas para formar novos produtos a partir de um tipo de plástico mais fácil de se decompor, tanto em laboratório quanto em ambiente natural, disseram.
Relevância da pesquisa
No momento, uma das maiores fontes de poluição é o plástico descartável. O HDPE é onipresente nesses tipos de aplicações por causa de sua força, flexibilidade, longevidade e porque é barato, observaram os pesquisadores.
No entanto, os produtos de HDPE geralmente são produzidos a partir de combustíveis fósseis e, em vez de serem reciclados após o uso, muitos deles são incinerados, despejados em aterros sanitários ou descartados no meio ambiente. Além disso, mesmo quando o HDPE é reciclado, a qualidade do material resultante não é tão superior quanto a do produto original, disseram os pesquisadores.
O método que os pesquisadores do DoE desenvolveram transforma o HDPE consumidor nos chamados macromonômeros telequélicos, que são “adequados para reprocessamento circular”, de acordo com um resumo de um artigo sobre a pesquisa publicado no Journal of the American Chemical Society.
“A insaturação foi introduzida no HDPE por desidrogenação catalítica usando um catalisador Ir-POCOP sem um aceitador de alceno”, de acordo com o artigo. “A metátese cruzada com acrilato de 2-hidroxietila seguida de hidrogenação transformou o HDPE parcialmente insaturado em macromonômeros telequélicos.”
Produzindo um Material Reutilizável
Esta repolimerização direta dos macromonômeros produziu um material quebradiço devido ao seu baixo peso molecular médio, disseram os pesquisadores. Além disso, a aminólise de macromonômeros telequélicos com uma pequena quantidade de dietanolamina aumentou a funcionalidade geral do material.
“Os macromonômeros resultantes foram repolimerizados por meio de transesterificação para gerar um polímero com propriedades mecânicas comparáveis ao resíduo inicial de HDPE pós-consumo”, escreveram os pesquisadores.
Além disso, a despolimerização do material repolimerizado catalisada por uma base orgânica regenerou os macromonômeros telequélicos, o que fornece um caminho para que o material seja reciclado de maneira sustentável, disseram.
A capacidade de reciclar o HDPE por meio da nova abordagem do DoE pode reduzir as emissões significativas de carbono e a poluição atualmente associadas a esse tipo de plástico, disseram os pesquisadores. Também cria uma economia mais circular ao usar resíduos de plástico HDPE como matéria-prima para um novo material que pode ser reciclado repetidamente sem perda de qualidade, disseram eles.