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Em novo processo de reciclagem, pesquisadores decompõem e reconstroem poliuretano para produzir nova espuma
Pesquisadores desenvolveram um método para reciclar e remodelar produtos de espuma de poliuretano existentes, incorporando um catalisador à base de zircônio no material
As aplicações do polímero poliuretano são onipresentes: principalmente na forma de espuma com diferentes graus de rigidez, ele é usado em todos os lugares, desde colchões até sapatos. Mas quando estes produtos deixam de ser usados, estes materiais inundam aterros sanitários e oceanos em todo o mundo.
Recentemente, um grupo de pesquisadores da Universidade Northwestern, nos Estados Unidos, desenvolveu um novo método de reciclagem para espumas de poliuretano, que utiliza catalisadores não tóxicos e mais ecológicos, conforme descrito em artigo publicado na revista científica Macromolecules.
O processo envolve reações químicas que simultaneamente reprocessam e ‘reespumam’ o poliuretano após o aquecimento na presença de um catalisador à base de zircônio e a introdução de um agente espumante. A espuma reciclada manteve sua durabilidade e integridade estrutural e química. O processo em si foi descrito em um artigo relacionado publicado no início do mês de agosto na revista científica Advanced Materials.
O Dr. William Dichtel, professor de Química da Universidade Northwestern, liderou a equipe de pesquisa e classificou a descoberta como um ‘grande passo’ [na reciclagem de materiais]. Quando os plásticos com um ciclo de vida circular são produzidos, tornam-se uma parte importante da economia do futuro.
“Os tipos de polímeros que exigem essa abordagem catalítica são chamados de termofixos, ou polímeros reticulados”, disse o Dr. William Dichtel, que é professor afiliado do Instituto de Sustentabilidade e Energia da Universidade Northwestern. “Os [plásticos] termofixos são importantes devido à sua durabilidade e estabilidade superiores, mas essas propriedades prejudicam a reciclabilidade. Novos métodos para reciclar termofixos reduzirão as emissões de gases de efeito estufa, economizarão energia e diminuirão o uso de aterros sanitários”, destacou o professor.
Este ‘ciclo de vida circular’ refere-se a materiais que são reprocessados ou remanufaturados com perda mínima de qualidade e valor, em vez de serem usados uma vez e descartados ou destruídos.
A reciclagem tradicional de polímeros plásticos envolve derreter o plástico e depois moldá-lo para um novo uso. Mas os plásticos mais duráveis – como os poliuretanos usados em isolamentos térmicos e acústicos, interiores de automóveis e tipos de vestuário – não derretem devido à sua estrutura reticulada.
O professor Dichtel e sua equipe desenvolveram um método para reciclar e remodelar produtos de espuma de poliuretano existentes, incorporando um catalisador à base de zircônio no material depois de misturado em pedaços menores usando um liquidificador simples. Anteriormente, eles dependiam de catalisadores à base de estanho para este processo, mas esses catalisadores são tóxicos demais para serem usados.
Quando o poliuretano é aquecido, o catalisador de zircônio reorganiza suas ligações e permite que o material seja remodelado. Ao mesmo tempo, uma substância chamada ‘agente espumante’ gera novas bolhas de gás, que ficam presas no plástico. Desta forma, a velha espuma de poliuretano, normalmente usada apenas uma vez, é transformada numa espuma nova e remodelada.
A descoberta baseia-se na pesquisa anterior do Dr. William Dichtel, que estabeleceu uma forma de reciclar espuma de poliuretano em plásticos sólidos. Estes resultados foram um passo importante em direção à economia circular do poliuretano; no entanto, os produtos plásticos sólidos produzidos no estudo não são utilizados comercialmente. A capacidade de reciclar uma espuma em outro produto de espuma é muito mais importante e foi possibilitada por uma colaboração importante com cientistas da BASF, um grande produtor de poliuretano.
As implicações da nova técnica são globais, de acordo com o estudo. A descoberta poderia ser aplicada a produtos de espuma de poliuretano pós-consumo ou a resíduos plásticos industriais não utilizados. “Estamos entusiasmados em trabalhar com nossos parceiros da BASF, um dos produtores de poliuretano mais importantes e inovadores do mundo, para continuar nossa busca para tornar o poliuretano mais circular e sustentável”, concluiu o professor William Dichtel.
Acesse o artigo científico completo publicado na revista Advanced Materials (em inglês).
Acesse o resumo do artigo científico publicado na revista Macromolecules (em inglês).
Acesse a notícia completa na página da Universidade Northwestern (em inglês).
Fonte: Win Reynolds, Universidade Northwestern. Imagem: Pixabay.
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