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A geração cada vez maior de resíduos sólidos plásticos resultou na poluição plástica global, tanto na terra quanto nos oceanos. As projeções mostram que os resíduos plásticos dobrarão nos próximos 20 anos, causando mais problemas ambientais. Grandes quantidades de resíduos plásticos são, atualmente, incineradas ou depositadas em aterros. Isso não apenas degrada o meio ambiente, mas também esgota recursos valiosos.
Diante disso, a reciclagem de plásticos, como os polímeros, é uma alternativa sustentável promissora para a gestão de resíduos. Mas isso envolve a quebra de ligações químicas entre monômeros (blocos de construção de polímeros), o que diminui sua estabilidade e qualidade geral. Abordando essa preocupação, os pesquisadores desenvolveram métodos para reciclar polímeros em um “circuito fechado”, ou seja, sem a perda dessas propriedades. No entanto, esses métodos são complicados e caros e requerem monômeros especializados, necessitando de mais inovação.
Nessa direção, um grupo de pesquisadores liderado por Daisuke Suzuki, professor associado da Universidade de Shinshu, propôs recentemente um processo de reciclagem em circuito fechado baseado em micropartículas de polímeros. Seu trabalho, de coautoria do Dr. Takumi Watanabe e do Dr. Haruka Minato, da Universidade de Shinshu, foi publicado na revista Química verde.
O Prof. Suzuki explica brevemente a lógica por trás de sua estratégia: “Reciclar materiais sem deterioração (reciclagem em ciclo fechado) é atraente em termos de redução de resíduos antropogênicos. No entanto, isso ainda é muito difícil, pois geralmente há um compromisso entre estabilidade mecânica e degradabilidade de materiais poliméricos. Nosso conceito de reciclagem de materiais com As micropartículas permitem a reciclagem de uma enorme quantidade de materiais poliméricos funcionais que usamos no nosso dia-a-dia e tem o potencial de resolver os problemas de esgotamento de recursos e poluição ambiental.”
Em seu estudo, os autores prepararam micropartículas poliméricas por meio da polimerização em emulsão aquosa de monômeros de metil acrilato (MA) em água, o que resultou em cadeias poliméricas. Estes se agregaram para formar uma solução contendo micropartículas poli-MA esféricas uniformes. A solução foi então seca para obter um filme fino de polímero com reticulação física (em oposição a química) entre as micropartículas, que pode ser reobtida dissolvendo o filme em etanol. Essas micropartículas recicladas, por sua vez, poderiam ser reaproveitadas para formar diversos materiais reciclados.
Os filmes sintetizados neste trabalho exibem várias propriedades desejáveis, que retêm após a reciclagem. Eles têm alta estabilidade mecânica e energia de fratura, o que é um indicador de sua tenacidade. A última propriedade aumenta com a espessura interfacial entre as micropartículas poli-MA. Isso, por sua vez, diminui com o grau de reticulação interpartícula, mas aumenta com o aquecimento do filme.
Os pesquisadores melhoraram ainda mais a energia de fratura dos filmes poliméricos misturando as micropartículas com nanocargas de sílica. Além disso, a adição de pigmentos coloridos deu aos filmes compósitos resultantes propriedades ópticas ajustáveis, que não diminuíram com a reciclagem. Esses resultados sugerem que a reciclagem de circuito fechado baseada em micropartículas de polímero permitirá a circulação de recursos para polímeros, bem como vários outros materiais compósitos que contêm micropartículas de polímero para criar interfaces aderentes entre suas diferentes camadas.
Concluindo, o Prof. Suzuki destaca o potencial futuro do presente trabalho. “Nosso conceito pode levar à produção de filmes totalmente recicláveis com alta energia de fratura. Portanto, permitirá a reciclagem de grandes quantidades de vários materiais poliméricos, reduzindo assim o desperdício de plástico e potencialmente resolvendo os problemas de degradação ambiental e poluição plástica.”
A estratégia de reciclagem de ciclo “fechado” certamente “abre” novas portas para a reciclagem eficiente e sustentável de materiais poliméricos!
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