Un procedeu simplu de reciclare recuperă materii prime pure din sticla acrilică, fără solvenți
Sticla acrilică, cunoscută și sub numele de plexiglas, este utilizată pe scară largă la nivel mondial, de la geamuri și stopurile auto până la mobilier. Deși este un material potrivit pentru reciclare, ea ajunge adesea la deșeuri. Cercetătorii au dezvoltat însă o metodă mai simplă de descompunere a acestui polimer în unitățile sale de bază, astfel încât materialul să poată fi reutilizat.
Profesoara Athina Anastasaki, specialistă în știința materialelor, și echipa sa au publicat rezultatele în revista Nature Chemistry. Cu ajutorul noii metode, polimerul poate fi descompus aproape în întregime în monomeri, cu un randament de până la 98%. Materialul recuperat este pur, chiar dacă materia primă conține coloranți sau impurități, iar monomerii obținuți pot fi folosiți pentru producerea unor polimeri noi, de calitate egală cu cei rezultați la procesarea inițială.
Un consum energetic redus și un singur reactiv
Procesul necesită semnificativ mai puțină energie decât alte metode. Descompunerea începe la puțin peste 200 de grade Celsius, față de minimum 400 de grade Celsius necesare anterior. De asemenea, procedeul nu folosește solvenți.
„Ceea ce face noul nostru demers atât de interesant este simplitatea lui”, explică Richard Whitfield, primul autor al studiului și fost cercetător asociat în grupul Anastasaki.
În centrul metodei se află un singur compus chimic, din clasa substanțelor numite N-hidroxiimide. Acest reactiv, disponibil comercial și ieftin, atacă lanțurile polimerice ale sticlei acrilice, le descompune și eliberează monomerii. Odată adăugat reactivul, reacția continuă de la sine.
Alegerea substanței nu a fost întâmplătoare. „Am căutat sistematic până am găsit această substanță”, spune cercetătoarea. „Singurul lucru care ne-a surprins a fost că un singur compus chimic a fost într-adevăr suficient pentru reacție”, adaugă Anastasaki. În căutarea reactivului potrivit, echipa a colaborat cu profesorii de chimie Tae-Lim Choi și Gunnar Jeschke.
Comparație cu piroliza și interesul industriei
Alte metode de reciclare chimică a plasticului se bazează pe piroliză, în care polimerii sunt descompuși la temperaturi ridicate, de obicei peste 400 de grade Celsius. În plus, monomerii recuperați sunt adesea relativ impuri, cu niveluri de impurități de până la 3%, ceea ce poate afecta calitatea plasticului produs din ei.
Instituția de cercetare a depus o cerere de brevet pentru noua metodă și caută acum licențiați. Industria chimică a arătat interes, un avantaj cheie fiind că metoda poate fi implementată cu infrastructura și procesele standard existente.
„Dezavantajul abordărilor noastre anterioare era că firmele ar fi trebuit să își modifice procesele și echipamentele pentru a le implementa. Pentru majoritatea companiilor, asta ar fi prea scump”, explică Anastasaki.
Următorii pași vizează extinderea metodei la scară mai mare și înțelegerea detaliată a mecanismelor reacției. Pe baza acestor cunoștințe, cercetătorii urmăresc să dezvolte substanțe care să accelereze și mai mult descompunerea polimerilor și să îmbunătățească randamentul de monomeri.
Există totuși o limitare: metoda funcționează doar pentru sticla acrilică, iar pentru alte tipuri de plastic sunt necesare abordări diferite. Cu toate acestea, specialista în știința materialelor rămâne optimistă: „Vom încerca să aplicăm același principiu polistirenului, unul dintre cele mai utilizate tipuri de plastic din lume.”
