Catalisador recicla poliamida sem separação de resíduos

Investigadores da Northwestern University anunciaram ter desenvolvido um novo catalisador que é capaz de, numa questão de minutos, degradar a poliamida 6 em monómeros, sem gerar subprodutos nocivos e sem afetar outras fibras.

[©Olive Ridley Project]

A equipa indica que o processo – que não necessita de solventes tóxicos – pode ser usado como um primeiro passo para reciclar os resíduos de poliamida e usá-los na produção de novos produtos.

«O mundo inteiro está consciente do problema do plástico», explica Tobin Marks, autor sénior do estudo que foi publicado no jornal Chem. «O plástico faz parte da nossa sociedade, usamos muito. Mas o problema é: o que fazemos com ele depois de o usar? Idealmente não o queimaríamos nem colocaríamos em aterro. Reciclávamos. Estamos a desenvolver catalisadores que desconstroem estes polímeros, retornando-os à forma original, para que possam ser reutilizados», acrescenta.

Do vestuário a cintos de segurança, a poliamida 6 está presente numa grande variedade de materiais que a maior parte das pessoas usam todos os dias e, muitas vezes, acaba no ambiente, especialmente no mar. De acordo com a World Wildlife Federation, até um milhão de toneladas de equipamento de pesca é abandonado todos os anos no mar, com as redes de pesca, feitas com poliamida 6, a representarem pelo menos 46% da grande ilha de lixo no Pacífico.

«As redes de pesca perdem qualidade após alguns anos de utilização», aponta Liwei Ye, autor principal do estudo, pós-doutorado no laboratório de Tobin Marks. «Ficam tão cheias que é difícil puxá-las do oceano. E é tão barato substituí-las que as pessoas simplesmente as abandonam e compram novas», refere.

Quando queimados, os resíduos de poliamida 6 emitem poluentes como óxidos de nitrogénio, que estão ligados a várias complicações de saúde, incluindo mortes prematuras, e dióxido de carbono, conhecido por contribuir para o aquecimento global.

[©Northwestern University]
Os investigadores da Northwestern University destacam que embora outros laboratórios tenham explorado catalisadores para degradar poliamida 6, os mesmos exigem condições extremas (como temperaturas iguais ou superiores a 350 ºC), vapor a alta pressão (que é dispendioso e pouco eficiente em termos de energia) ou solventes tóxicos, que apenas contribuem para mais poluição.

«É possível dissolver os plásticos em ácido, mas depois é preciso descartar a água suja. O que é que se faz com isso? O objetivo é sempre usar um solvente ecológico. E que tipo de solvente é mais ecológico do que não usar qualquer solvente?», questiona Tobin Marks.

Para ultrapassar estas questões, os investigadores analisaram um novo catalisador já desenvolvido no laboratório, que usa ítrio (um metal barato e abundante) e iões lantanídeos. Quando a equipa aqueceu amostras de poliamida 6 até temperaturas de fusão e aplicou o catalisador sem um solvente, o plástico desfez-se – revertendo aos seus blocos originais sem deixar subprodutos.

[©Northwestern University]
«Podemos pensar num polímero como um colar ou um fio de pérolas. Nesta analogia, cada pérola é um monómero. Estes monómeros são os blocos de construção. Encontramos uma forma de quebrar o colar, mas recuperando as pérolas», simplifica Tobin Marks.

Nas experiências, os investigadores conseguiram recuperar 99% dos monómeros originais, que em princípio poderão ser usados em produtos de elevado valor acrescentado, que estão atualmente a ser procurados pela sua resistência e durabilidade.

«A poliamida reciclada hoje vale mais do que a poliamida virgem», destaca Tobin Marks. «Muitas marcas de moda de gama alta usam poliamida reciclada no vestuário», acrescenta.

Para além de permitir elevadas taxas de recuperação de monómeros, o catalisador é ainda altamente seletivo, agindo apenas sobre polímeros de poliamida 6 sem afetar os outros materiais, pelo que pode ser aplicado a grandes volumes de resíduos sem necessidade de seleção prévia.

Quando não há um catalisador seletivo, salienta Tobin Marks, é necessário contratar humanos para fazer a seleção. «Isso é muito caro e ineficiente. Mas se o catalisador só degradar a poliamida e deixar tudo o resto, [o processo] é incrivelmente eficiente», sublinha.

A investigação já atraiu a atenção da indústria, com potenciais interessados a manifestarem interesse.