Este processo baseia-se na utilização de uma molécula nitrogenada que inicia a polimerização e deixa nas extremidades das cadeias de polímeros uma terminação reativável posteriormente. Com simples aquecimento, esta extremidade pode desencadear a despolimerização das cadeias para retornar aos monômeros. Este novo passo em direção à reciclagem química limpa e controlada de polímeros foi publicado na Angewandte Chemie International Edition.
A utilização de um tetrazano (TMTZ) como iniciador da polimerização do PMMA ou do PS deixa na extremidade da cadeia uma função que permite depois despolimerizar a cadeia e voltar aos monômeros com simples aquecimento
© Jean Raynaud
A reciclagem de plásticos, especialmente do PMMA (mais conhecido como "vidro acrílico") e do poliestireno, continua sendo um dos pontos cegos da transição ecológica. Os processos atuais de reciclagem, sejam mecânicos ou térmicos, frequentemente resultam em materiais de qualidade inferior (downcycling), ou exigem catalisadores caros e processos demasiado energéticos para serem viáveis. Resultado: menos de 5% do PMMA produzido anualmente é efetivamente reciclado.
Em seus sonhos, os químicos imaginam polímeros que, como por magia, poderiam se desconstruir (despolimerizar) suavemente no fim da vida útil. E se este sonho se tornasse realidade? É o que tentam demonstrar químicos de Lyon ao explorar as surpreendentes propriedades dos tetrazanos, moléculas nitrogenadas muito particulares contendo quatro átomos de nitrogênio consecutivos.
Estes químicos do Laboratório hidrazinas e compostos energéticos poliazotados (CNRS/CNES/ARIANEGROUP/Universidade Claude Bernard) e do laboratório Catálise, polimerização, processos e materiais (CNRS/CPE Lyon/Universidade Claude Bernard) descobriram que um tetrazano específico, o tetrametiltetrazano ou TMTZ, podia iniciar a formação de polímeros por polimerização radical enquanto permanecia intacto nas extremidades das cadeias.
Ao contrário dos iniciadores de polimerização clássicos que desaparecem na reação, o TMTZ deixa uma "assinatura química" estável e funcional na extremidade da cadeia. Melhor ainda, ao aquecer o polímero acima de certa temperatura, esta extremidade se transforma e age como um pavio: desencadeia a despolimerização, permitindo que a cadeia polimérica se desmonte limpa e ordenadamente, como um zíper químico.
Esta capacidade foi testada com sucesso em vários plásticos, incluindo PMMA e poliestireno. Os rendimentos em monômeros recuperados atingem até 62% para o poliestireno, um feito para este polímero, e 88% para o PMMA. O processo dispensa aditivos ou catalisadores metálicos, o que é uma vantagem considerável para uma reciclagem mais limpa, mais econômica e potencialmente adaptável à indústria. As moléculas assim regeneradas poderiam até ser reutilizadas para produzir novos plásticos, numa lógica de circularidade.
Este avanço abre perspectivas entusiasmantes que vão desde objetos de plástico projetados para serem reciclados quimicamente sob demanda até materiais inteligentes capazes de se autodestruir em condições bem definidas. Os cientistas planejam obviamente adaptar esta química a outras famílias de plásticos. Este novo avanço em direção a materiais poliméricos ecoconcebidos foi publicado na revista Angewandte Chemie International Edition.
Redator: AVR