Pesquisadores da Universidade Metropolitana de Tóquio desenvolveram um novo processo químico que recicla poliésteres, incluindo PET de garrafas plásticas, em morfolinamida, um componente valioso e versátil que pode ser usado para sintetizar uma ampla gama de compostos. A reação é de alto rendimento, livre de resíduos, não requer produtos químicos nocivos e é facilmente escalonável. A equipe saiu com sucesso do ciclo fechado de reciclagem de resíduos plásticos, muitas vezes caro, e aumentou o ciclo, produzindo produtos mais valiosos.
Reciclagem e upcycling tradicionais
Na luta contra os resíduos plásticos, a reciclagem desempenha um papel fundamental. Mas a que custo? No caso da reciclagem de poliéster, que inclui tereftalato de polietileno (PET) em garrafas plásticas, muitas vezes é necessária eletricidade para levar as reações químicas necessárias a temperaturas suficientemente altas, ou são necessárias condições fortemente alcalinas para criar resíduos químicos. Finalmente, o composto intermediário que obtemos é usado para fazer o mesmo produto. Isto não só seria um desperdício, como também seria economicamente inviável.
É daí que vem o ciclo “ascendente”. Os cientistas têm trabalhado para quebrar este ciclo fechado e criar compostos a partir de resíduos plásticos que sejam mais valiosos e úteis para a sociedade. Programas de “circuito aberto” como este são uma parte importante de uma estratégia prática para nos ajudar na transição para uma sociedade verde.
Avanços em Transformações Químicas
Agora, uma equipe de pesquisa liderada pelo Professor Associado Yohei Ogiwara e pelo Professor Mitsuhiro Nomura da Universidade Metropolitana de Tóquio propôs um método que quase não gera resíduos para converter o poliéster em um bloco de construção multifuncional que pode ser convertido em uma variedade de compostos valiosos. Eles usaram um solvente barato chamado morfolina e uma pequena quantidade de catalisador à base de titânio para converter o poliéster em morfolinoamida. Eles não apenas podem ser convertidos em compostos intermediários que produzem mais poliéster (reciclagem), mas também podem reagir facilmente para produzir cetonas, aldeídos e aminas, todas famílias importantes de produtos químicos que podem ser usados para produzir uma série de outros compostos mais valiosos (reciclagem).
O novo processo não requer reagentes caros ou condições adversas e quase não produz resíduos químicos. Os rendimentos são muito elevados e qualquer solvente que não reagiu pode ser facilmente recolhido. Eles também descobriram que apenas uma pequena quantidade de catalisador era necessária para conduzir a reação a uma taxa razoável, e tudo o que era necessário para isolar o produto era uma simples filtração. Um ponto-chave enfatizado pela equipe de pesquisa é que a reação principal ocorre à pressão normal, o que significa que não são necessários recipientes ou equipamentos de reação especiais. Isso torna a reação facilmente escalonável, mesmo em laboratório. A equipe de pesquisa comprovou isso extraindo 50 gramas de material PET de uma garrafa PET real de bebida, reagindo com morfolina e obtendo mais de 70 gramas de morfolinamida, com rendimento de 90%.
Impacto e potencial futuro
À medida que o problema global dos resíduos plásticos cresce, são necessárias novas estratégias ousadas para lidar com o plástico e reintegrá-lo na sociedade. Como uma opção de reciclagem de baixo custo e sem resíduos, as descobertas da equipe poderão em breve ser aplicadas para converter resíduos de poliéster em produtos químicos especializados.