Pesquisa inovadora sobre polímeros promete revolucionar a reciclagem

Um método inovador de despolimerização de poli(metacrilato de metila) (PMMA) a temperaturas mais baixas, usando grupos finais termoliticamente instáveis ​​e polimerização radicalar de desativação reversível (RDRP). Isso permite a recuperação de mais de 90% do monômero metacrilato de metila (MMA) para repolimerização subsequente em escala multigrama.

Vantagens

• 🔄 Despolimerização eficiente de PMMA usando grupos finais termolíticos.
• ♻️ Recuperação de mais de 90% de MMA para repolimerização subsequente.
• 🌡️ Método aplicável a polímeros de peso molecular ultraelevado.
• 🔥 Temperaturas até 250°C mais baixas do que métodos industriais atuais.
• 💧 Reversão sem catalisador e solvente para monômero.
• 🏭 Potencial para despolimerização de PMMA em larga escala.
• 🌍 Contribuição para os Objetivos de Desenvolvimento Sustentável da ONU: Indústria, inovação e infraestrutura (ODS 9) e Consumo e produção responsáveis (ODS 12).

Uma equipe de pesquisadores liderada por Brent Sumerlin, o professor George B. Butler do Departamento de Química da Universidade da Flórida, fez uma descoberta com o potencial de transformar a forma como reciclamos plásticos. Sua abordagem inovadora para trabalhar com polímeros os levou a desenvolver um novo método de reciclagem que promete reduzir a necessidade de energia sem sacrificar a qualidade do plástico.

Não é nenhum segredo que os EUA e a Terra em geral têm um problema premente com o plástico. Apesar de um aumento meteórico no uso nas últimas décadas, apenas cerca de 10% do nosso plástico atualmente acaba sendo reciclado.

“Nosso trabalho é uma resposta ao chamado à ação proposto pelos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável das Nações Unidas”, disse Sumerlin. “Novas estratégias de reciclagem se tornaram imperativas para reduzir o impacto negativo do plástico no meio ambiente”.

O processo de reciclagem de plástico normalmente envolve três etapas principais: coleta, classificação e reprocessamento. A coleta de resíduos de consumo depende de indivíduos que colocam recicláveis ​​em lixeiras designadas, que são posteriormente recolhidas por coletores de reciclagem. Posteriormente, a triagem ocorre em usinas de reciclagem, onde os trabalhadores organizam os plásticos coletados para separar os materiais não plásticos e agrupar plásticos semelhantes para reprocessamento.

A equipe de Sumerlin focou nos problemas frequentemente encontrados no estágio final de reprocessamento, onde os plásticos separados são normalmente quebrados em pedaços menores antes de serem derretidos e moldados para criar novos produtos. Essa abordagem geralmente produz plástico reciclado de qualidade inferior, pois as moléculas de polímero que compõem esses plásticos são quebradas em segmentos mais curtos.

Em vez desse reprocessamento térmico padrão da indústria, a equipe de Sumerlin explorou uma abordagem diferente chamada reciclagem química. Sua estratégia experimental, mas promissora, induz a despolimerização dos polímeros, de modo que eles voltem completamente às moléculas de monômero muito menores das quais foram originalmente feitas. O monômero resultante pode então ser usado para preparar novos polímeros com propriedades semelhantes ou melhores do que os plásticos dos quais foram derivados.

Embora essa abordagem já tenha se mostrado viável industrialmente, a equipe de alunos de pós-graduação da Sumerlin desenvolveu um método completamente novo que reduz drasticamente a energia necessária para atingir a despolimerização. Este trabalho experimental foi realizado por uma equipe de pesquisadores do grupo de Sumerlin e foi liderado pelos alunos de pós-graduação James Young e Rhys Hughes.

“Isso não apenas permite a reciclagem de plásticos com menos energia, mas também permite o acesso a plásticos de qualidade ainda melhor”, disse Sumerlin.

A pesquisa de polímeros na UF continuou a receber atenção significativa nos últimos anos. Sumerlin e seu colega Austin Evans planejam impulsionar suas pesquisas neste campo. Essas descobertas inovadoras podem ser apenas os primeiros passos para liberar todo o potencial dos polímeros. Por enquanto, graças aos esforços de Sumerlin e sua equipe, o futuro da reciclagem está repleto de possibilidades, prometendo um amanhã mais verde e sustentável.

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Mais informações: James B. Young et al, despolimerização em massa de poli(metacrilato de metila) por meio da iniciação da extremidade da cadeia para reversão livre de catalisador para monômero, Chem (2023). DOI: 10.1016/j.chempr.2023.07.004