I chimici sviluppano un nuovo metodo per riciclare la plastica mista

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Riciclare la plastica è un’attività inefficiente. Secondo un rapporto del Dipartimento dell’Energia dell’agosto 2022, solo il 5% dei 44 milioni di tonnellate stimati di rifiuti di plastica trattati per il riciclaggio nel 2019 è stato effettivamente riciclato. Il resto è finito in discarica o è stato incenerito.

La plastica è difficile da riciclare perché non tutti i diversi tipi sono chimicamente compatibili tra loro. Alcune plastiche sono formate da legami covalenti, in cui i singoli atomi condividono equamente gli elettroni. Altre plastiche sono formate da legami non covalenti, in cui i singoli atomi non condividono equamente gli elettroni. Ad esempio, combinando un sacchetto per sandwich composto da polietilene a bassa densità (LDPE) legato in modo covalente con una bottiglia per condimento per insalata composta da polietilene tereftalato (PET) legato in modo non covalente si ottiene una plastica mista debole con applicazioni limitate.

Un nuovo processo chimico progettato dai ricercatori delle università dello Stato del Colorado e della Columbia potrebbe rendere più fattibile il riciclaggio dei rifiuti di plastica mista. Utilizzando reticolanti, piccole molecole che formano ponti tra sostanze chimiche, gli scienziati sono riusciti a rendere compatibili plastiche chimicamente diverse. Il loro lavoro è stato pubblicato il 26 aprile su Nature.

Anche se i test di laboratorio hanno dimostrato la notevole efficacia della tecnologia dei reticolanti, l'applicazione nel mondo reale è ancora lontana. La domanda più grande è se la tecnologia sia economicamente vantaggiosa rispetto alla produzione di nuova plastica.

I ricercatori hanno riscaldato e lavorato la plastica mista con il reticolante bis-diazirina. Le immagini al microscopio elettronico a scansione hanno dimostrato la struttura superiore del materiale risultante. Rispetto alla superficie irregolare e irregolare delle plastiche miste vergini, le plastiche reticolate avevano una superficie liscia e omogenea. L'autore principale Tomislav Rovis, professore di chimica alla Columbia University, ha paragonato i reticolanti al velcro. Agiscono come elementi di fissaggio a strappo cucendo insieme plastiche di diverse composizioni polimeriche.

"Il materiale [reticolato] si comporta allo stesso modo dei singoli polimeri vergini, in termini di non degradazione nel tempo e in tutti questi altri test fisici", ha affermato Rovis. Ha sottolineato che gli stress test, che misurano la capacità di un polimero di resistere alla deformazione, hanno mostrato profili di resistenza simili per la plastica mista reticolata e per i singoli polimeri.

Gli scienziati sono riusciti a creare miscele di plastiche incompatibili LDPE e acido poli-L-lattico (PLLA), quindi hanno miscelato queste due plastiche con polipropilene isotattico (iPP). L'autore principale Sanat Kumar, professore di ingegneria chimica alla Columbia University, ha affermato di aver scelto di concentrarsi su queste tre materie plastiche perché rappresentano sia i tradizionali polimeri plastici (LDPE e iPP) sia una nuova classe di polimeri di origine biologica (PLLA).

Kumar e Rovis hanno spiegato come la loro chimica potrebbe trasformare il riciclo della plastica. Il 5% dei rifiuti di plastica che viene riciclato con successo utilizzando metodi tradizionali viene declassato a prodotti di qualità inferiore. I prodotti in polietilene ad alta densità (HDPE), come i contenitori del latte, vengono convertiti in articoli come tavoli da picnic e legname di plastica. I prodotti in PET, comprese le bottiglie di soda, vengono convertiti in articoli come giacche in pile o moquette. Ma il nuovo materiale formato utilizzando i reticolanti può essere utilizzato per trasformare prodotti degradati in materiali di qualità superiore.

"Il vantaggio di questa tecnologia è che puoi prendere la bottiglia d'acqua degradata, o il pneumatico degradato, rimetterli nella massa fusa e rifare qualcosa senza quelle carenze perché contengono questi reticolanti", ha affermato Rovis.

Gregory Rummo, docente di chimica alla Palm Beach Atlantic University e studioso aggiunto presso la Cornwall Alliance for the Stewardship of Creation, ritiene che i reticolanti polimerici abbiano del potenziale. Ma Rummo ha avvertito che il loro utilizzo deve essere economicamente fattibile. Ha osservato che la nuova tecnica probabilmente richiederebbe che gli impianti di riciclaggio ritagliassero spazio per eseguire il processo di reticolazione. Si è chiesto se questo processo, una volta ampliato, costerebbe di più rispetto alla produzione di nuova plastica.