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Pesquisadores da Universidade de Aarhus encontraram um método melhor para reciclar espuma de poliuretano de itens como colchões. Esta é uma ótima notícia para a indústria iniciante que visa recuperar quimicamente os componentes originais do material — tornando seus produtos mais baratos e melhores.
Poliuretano (PUR) é um material plástico indispensável usado em colchões, isolamento em refrigeradores e edifícios, sapatos, carros, aviões, pás de turbinas eólicas, cabos e muito mais. Poderia ser chamado de um material maravilhoso se não fosse também um fardo ambiental e climático. A maioria dos produtos de PUR descartados no mundo todo acabam sendo incinerados ou despejados em aterros sanitários.
Isso é problemático porque os principais componentes do material são extraídos principalmente do óleo fóssil. E estamos falando de quantidades significativas. Em 2022, o mercado global de PUR atingiu quase 26 milhões de toneladas, e uma previsão para 2030 prevê quase 31,3 milhões de toneladas, com cerca de 60% sendo espuma em várias formas.
No entanto, há uma indústria pequena, mas crescente, que decompõe quimicamente (despolimeriza) o PUR em seus principais componentes originais, poliol e isocianato, com o objetivo de reutilizá-los como matérias-primas em novos produtos de PUR.
Ainda assim, há um longo caminho a percorrer antes que sua produção possa realmente competir com materiais “virgens”. É caro separar e purificar os elementos desejados.
Quebrando e separando de uma só vez
É aqui que uma equipe de pesquisa da Universidade de Aarhus entra com uma ideia inteligente. Eles baseiam seu método no que as empresas em questão já usam, ou seja, quebrar a espuma de PUR com ácido (acidólise).
Mas as empresas não separam o PUR quebrado em poliol e isocianato. Isso resulta em uma mistura que não pode ser reciclada diretamente, mas exige que seus clientes usem novas receitas.
Os pesquisadores da AU não só conseguem quebrar o PUR e separar os dois componentes principais, como também conseguem fazer isso de uma só vez. Eles aquecem espuma flexível de PUR a 220°C em um reator com um pouco de ácido succínico (veja o quadro de fatos). Depois, eles usam um filtro que captura um material e deixa o outro passar.
São os polióis que passam, e eles o fazem em uma qualidade comparável ao poliol virgem, tornando possível usá-los em nova produção de poliuretano. A parte sólida da mistura do produto que é filtrada é transformada em uma chamada diamina em um processo de hidrólise simples, que é usada na produção de isocianatos e, portanto, PUR.
Dessa forma, os pesquisadores conseguem recuperar até 82 por cento em peso do material original da espuma PUR flexível — usada em colchões — como duas frações separadas de diaminas e polióis. Os pesquisadores publicaram recentemente suas descobertas no periódico científico Química Verde.
Enorme potencial na indústria
“O método é fácil de ampliar”, ressalta um dos autores do estudo, Steffan Kvist Kristensen, professor assistente do Centro Interdisciplinar de Nanociência (iNANO) da Universidade de Aarhus.
Ele vê um enorme potencial para a reciclagem dos resíduos de espuma de PUR nas fábricas que os utilizam como matéria-prima (placas) em sua produção.
“Mas a perspectiva de também lidar com resíduos de PUR dos consumidores requer mais desenvolvimento”, acrescenta.
… mas ainda há um longo caminho a percorrer para uma economia circular
Cada fabricante do setor de PUR usa fórmulas exclusivas para obter propriedades específicas de material para seus produtos.
Portanto, uma série de desafios precisam ser resolvidos antes que uma economia real na reciclagem de poliuretano possa ser alcançada:
– Separação de resíduos
– Logística
– Classificando PUR em tipos
A despolimerização é, portanto, apenas uma pequena parte da solução.
Não apenas espuma macia
Pesquisadores da AU também testaram a combinação de acidólise e hidrólise em espuma PUR regenerada e espuma PUR rígida. E funciona.
Mas os caminhos para uma economia circular são ainda mais longos aqui.
A espuma PUR rígida é usada principalmente como material de isolamento, mas o esforço para transformá-la em matérias-primas valiosas ainda está em estágio inicial.
No momento, os pesquisadores estão testando a nova tecnologia em outros materiais de poliuretano para ver como eles podem ser reciclados. Eles também estão investigando como o ácido dicarboxílico, que faz parte do processo, pode ser reutilizado. Além disso, eles testarão os materiais reciclados para criar novos produtos para mostrar que a tecnologia pode realmente criar uma economia circular.
FATOS:
Poliuretano é tipicamente criado em uma reação química entre os principais componentes poliol e isocianato, que são derivados principalmente de óleo fóssil. O poliuretano é um polímero (uma longa cadeia de moléculas), então quando falamos sobre quebrar quimicamente o poliuretano, isso é chamado de despolimerização.
Ácido succínico é um ácido natural, um antioxidante que desempenha um papel importante na produção de energia do corpo. É usado tanto como aditivo alimentar quanto como matéria-prima para vários tipos de plásticos. Neste caso, o ácido succínico pode quebrar o poliuretano (PUR) sem o uso de outros produtos químicos.
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