Cientistas reciclam plástico antes não reciclável

Por Universidade de Michigan, 21 de janeiro de 2023

A reciclagem é o processo de conversão de resíduos em novos produtos. Isso ajuda a conservar os recursos naturais e reduz a quantidade de resíduos enviados para aterros sanitários. É uma forma simples e eficaz de reduzir o impacto ambiental dos resíduos e promover a sustentabilidade.

O PVC, ou policloreto de vinila, é um plástico amplamente utilizado nos Estados Unidos e no mundo, ocupando o terceiro lugar em volume em todo o mundo.

Ele pode ser encontrado em uma variedade de produtos de uso diário, incluindo equipamentos hospitalares, como tubos, bolsas de sangue e máscaras, bem como encanamentos. O PVC também é usado em materiais de construção, como caixilhos de janelas, guarnições de casas, revestimentos e pisos. Além disso, é utilizado em revestimentos de fiação elétrica e em diversos itens, como cortinas de chuveiro, tendas, lonas e roupas.

Ele também tem uma taxa de reciclagem de zero por cento nos Estados Unidos.

Agora, os pesquisadores da Universidade de Michigan, liderados pela primeira autora do estudo, Danielle Fagnani, e pela investigadora principal, Anne McNeil, descobriram uma maneira de reciclar quimicamente o PVC em material utilizável. A parte mais fortuita do estudo? Os pesquisadores encontraram uma maneira de usar os ftalatos nos plastificantes - um dos componentes mais nocivos do PVC - como mediador da reação química. Seus resultados são publicados na revista Nature Chemistry.

"PVC is the kind of plastic that no one wants to deal with because it has its own unique set of problems," said Fagnani, who completed the work as a postdoctoral researcher in the U-M Department of Chemistry. "PVC usually contains a lot of plasticizers, which contaminate everything in the recycling stream and are usually very toxic. It also releases hydrochloric acidAny substance that when dissolved in water, gives a pH less than 7.0, or donates a hydrogen ion." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">ácido muito rapidamente com algum calor."

O plástico é normalmente reciclado derretendo-o e reformando-o em materiais de qualidade inferior em um processo chamado reciclagem mecânica. Mas quando o calor é aplicado ao PVC, um de seus principais componentes, chamados plastificantes, sai do material com muita facilidade, diz McNeil.

Eles então podem escorregar para outros plásticos no fluxo de reciclagem. Além disso, o ácido clorídrico é facilmente liberado do PVC com o calor. Ele pode corroer o equipamento de reciclagem e causar queimaduras químicas na pele e nos olhos, o que não é ideal para trabalhadores em uma usina de reciclagem.

Além disso, os ftalatos – um plastificante comum – são desreguladores endócrinos altamente tóxicos, o que significa que podem interferir no hormônio da tireoide, nos hormônios do crescimento e nos hormônios envolvidos na reprodução de mamíferos, incluindo humanos.

Então, para encontrar uma forma de reciclar o PVC que não exija calor, Fagnani começou a explorar a eletroquímica. No caminho, ela e a equipe descobriram que o plastificante que apresenta uma das maiores dificuldades de reciclagem poderia ser usado no método de quebra do PVC. De fato, o plastificante melhora a eficiência do método e o método eletroquímico resolve o problema com o ácido clorídrico.

"O que descobrimos é que ainda libera ácido clorídrico, mas em uma taxa muito mais lenta e controlada", disse Fagnani.

O PVC é um polímero com um esqueleto de hidrocarboneto, diz Fagnani, composto de ligações simples carbono-carbono. Anexado a todos os outros grupos de carbono está um grupo de cloro. Sob ativação por calor, o ácido clorídrico se desprende rapidamente, resultando em uma dupla ligação carbono-carbono ao longo da espinha dorsal do polímero.

Mas a equipe de pesquisa usa a eletroquímica para introduzir um elétron no sistema, o que faz com que o sistema tenha uma carga negativa. Isso quebra a ligação carbono-cloreto e resulta em um íon cloreto carregado negativamente. Como os pesquisadores estão usando eletroquímica, eles podem medir a taxa na qual os elétrons são introduzidos no sistema – que controla a rapidez com que o ácido clorídrico é produzido.