Cientistas do Laborata³rio Ames do Departamento de Energia dos Estados Unidos e seus parceiros da Universidade Clemson descobriram um processo verde de baixa energia para quebrar o poliestireno, um tipo de pla¡stico amplamente utilizado em embalagens de espuma, recipientes descarta¡veis ​​de alimentos, talheres e muitos outros outras aplicações.

O poliestireno éparte de um problema global muito maior de resíduos pla¡sticos. Centenas de milhões de toneladas manãtricas de polímeros são produzidas a cada ano, a grande maioria das quais édescartada após o uso. Devido a  estabilidade química e durabilidade dos polímeros industriais, os resíduos pla¡sticos não se degradam facilmente em aterros sanita¡rios e costumam ser queimados, o que produz dia³xido de carbono e outros gases perigosos. Para impedir a crescente inundação de resíduos de polímeros e reduzir as emissaµes de dia³xido de carbono , os pla¡sticos precisam ser reciclados ou convertidos em novos produtos de valor agregado.

Atualmente, a reciclagem da grande maioria dos pla¡sticos não éeconomicamente via¡vel; sua classificação e separação exigem muito tempo e trabalho, enquanto o processamento qua­mico e a remanufatura requerem uma entrada significativa de energia e solventes ta³xicos. Os polímeros reprocessados ​​frequentemente apresentam desempenho inferior ao dos materiais recanãm-fabricados "feitos do zero".

Uma equipe de cientistas do Laborata³rio Ames usou o processamento por moagem de bolas para desconstruir o poliestireno comercial em uma única etapa, em temperatura ambiente , na atmosfera ambiente na ausaªncia de solventes prejudiciais. O moinho de bolas éuma técnica que coloca os materiais em um frasco de moagem com rolamentos de esferas de metal, que éentão agitado atéque ocorra a reação química desejada. Chamada de mecanoquímica, esta abordagem experimental tem inaºmeras aplicações na sa­ntese de novos materiais e caracteri­sticas atraentes no que diz respeito a  reciclagem de pla¡sticos.

A desconstrução do poliestireno ocorre por meio de uma sanãrie de eventos químicos envolvendo o corte meca¢nico das macromolanãculas, o que gera radicais livres detecta¡vel no material fresado, mesmo após sua exposição prolongada ao ar. Os mancais de metal usados ​​para moagem e o oxigaªnio do ambiente agem como cocatalisadores que permitem a extração do estireno monomanãrico das espanãcies oligomanãricas contendo radicais formados. Os experimentos mostraram que o aumento da temperatura do material durante a moagem não éresponsável pelo fena´meno observado, uma vez que a temperatura dentro do pa³ moa­do não ultrapassa 50oC enquanto a decomposição tanãrmica do poliestireno no ar inicia em torno de 325oC. O grupo de Clemson confirmou a desconstrução abrangente do pola­mero original em fragmentos menores, materiais oligomanãricos, adequados para processamento posterior em novos produtos de valor agregado.

"Este manãtodo representa um avanço importante que permite o desmantelamento de um pola­mero simultaneamente com sua decomposição em condições ambientais, ou seja, ~ 300 C abaixo da temperatura de decomposição tanãrmica do material puro", disse o cientista saªnior do Ames Laboratory, Viktor Balema. "Achamos que esta prova de conceito éuma possibilidade estimulante para o desenvolvimento de novas tecnologias de reciclagem para todos os tipos de pla¡sticos e que contribuira¡ para o estabelecimento da economia circular."

Seu parceiro da Clemson University, o Distinguished Professor Igor Luzinov de Kentwool, comentou ainda que "esta descoberta abre novos caminhos para a recuperação de mona´meros a baixa temperatura de sistemas baseados em polímeros multicomponentes, como compósitos e laminados. Além disso, nossa tecnologia permitira¡ a extração do mona´mero de materiais reticulados contendo unidades de estireno em suas estruturas. "

Alfred P. Sloan Foundation Research Fellow, Professor Aaron Rossini da Iowa State University, observou ainda que "a espectroscopia de ressonância paramagnanãtica de elanãtrons mostra grandes concentrações de espanãcies de radicais livres centradas no carbono no poliestireno que foi moa­do no ar. Este éum resultado surpreendente porque os radicais livres são normalmente muito reativos. Além disso, a presença de radicais da¡ evidência direta de que a moagem causa diretamente a cisão das cadeias de pola­mero . Esperamos que os locais reativos associados aos radicais livres possam ser usados ​​para funcionalizar os polímeros processados ​​para obter um novo valor produtos adicionados. "

A pesquisa éainda discutida no artigo "Depolimerização de poliestireno em condições ambientais", de autoria de Viktor P. Balema, Ihor Z. Hlova, Scott L. Carnahan, Mastooreh Seyedi, Oleksandr Dolotko, Aaron J. Rossini e Igor Luzinov; destaque na capa do New Journal of Chemistry .