Polimeri vinilici: dagli scienziati giapponesi la svolta per riciclare guanti chirurgici e polistirolo

Svolta nel riciclo dei polimeri vinilici grazie ai ricercatori giapponesi: un metodo innovativo che promette di superare le sfide del riciclo chimico, trasformando radicalmente il trattamento di queste materie plastiche ampiamente utilizzate in vari settori industriali

L’arte del riciclo sta per essere reinventata. Un team di brillanti ricercatori dell’Università di Shinshu, in Giappone, ha compiuto un passo da gigante nel settore del riciclo chimico, focalizzandosi su uno dei materiali più ostici da trattare: i polimeri vinilici. Queste materie plastiche, onnipresenti nella nostra vita quotidiana, da semplici guanti chirurgici a complesse strutture in polistirolo, hanno sempre rappresentato un enigma nel campo del riciclo a causa della loro resistenza chimica e strutturale. Ma ora, grazie a questa innovativa ricerca, potrebbe aprirsi un nuovo capitolo nel mondo del riciclo, con implicazioni eccezionali per l’ambiente e l’economia circolare.

Il processo convenzionale di riciclo si basa sulla depolimerizzazione, un meccanismo che prevede la rottura delle lunghe catene molecolari in unità più piccole, i monomeri. Nel caso dei polimeri vinilici, questa operazione è resa complessa dalla stabilità dei legami covalenti carbonio-carbonio che li compongono. Molteplici studi si sono concentrati sulla rottura di questi legami, ma raramente sono riusciti a ottenere una scissione quantitativa e selettiva che è fondamentale per il recupero efficace dei monomeri, come spiegato dal professor Yasuhiro Kohsaka, a capo dello studio:

I polimeri stabili hanno una scarsa riciclabilità, mentre quelli facilmente riciclabili sono instabili in natura. Abbiamo superato questo compromesso rinunciando alle strategie convenzionali che cercano di invertire la reazione di polimerizzazione per recuperare i monomeri e sviluppando un processo di riciclaggio in due fasi.

L’obiettivo della nostra ricerca era quello di contribuire alla missione di sviluppo di una tecnologia efficiente di riciclaggio della plastica, uno strumento di cui l’umanità ha un disperato bisogno a fronte dell’inquinamento ambientale causato dalla plastica. Anche se non possiamo eliminare tutta la plastica già presente sul pianeta, possiamo almeno utilizzare al meglio le risorse plastiche a nostra disposizione con la nostra nuova strategia di riciclaggio chimico.

Due fasi per il recupero dei monomeri

Il gruppo giapponese ha cambiato approccio. Invece di invertire il processo di polimerizzazione, hanno creato un sistema in due fasi. Prima, degradano il polimero in un precursore monomerico. Poi, tramite reazioni chimiche, trasformano questo precursore in monomeri.  Per la loro ricerca, il team ha utilizzato polimeri vinilici basati su derivati dello stirene, come il 3-metilene ftalide, in presenza di una base di idrossido di sodio. La chiave del processo è stata la reazione di saponificazione, che ha facilitato l’apertura degli anelli aromatici e aumentato l’ingombro sterico.

Questo ha portato alla rottura della catena principale e alla depolimerizzazione in precursori monomerici. Questi, a loro volta, sono stati trasformati in monomeri attraverso la clorurazione e l’esterificazione intramolecolare spontanea. La scoperta di questo gruppo di ricercatori non solo fornisce nuove prospettive per la depolimerizzazione dei materiali plastici, ma apre anche la strada allo sviluppo di nuove tipologie di plastiche riciclabili.

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Fonte: ACS PublicationsShinshu University

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