Aumentar a sustentabilidade dos plásticos utilizando resíduos de enxofre
Os investigadores da Universidade de Bayreuth descobriram uma forma de tornar os plásticos mais sustentáveis, utilizando o enxofre residual do processo de refinação do petróleo. Desenvolveram um método que permite que as chamadas ligações dinâmicas de enxofre sejam facilmente integradas nos poliésteres. As suas descobertas foram publicadas na revista Angewandte Chemie.
As ligações dinâmicas são ligações químicas que podem ser quebradas e reformadas com facilidade, o que é crucial para materiais sustentáveis. Isto permite que os materiais sejam reparados ou remodelados sem serem decompostos nos seus componentes básicos. A quebra e a re-formação destas ligações são frequentemente controladas por um catalisador - uma substância que facilita ou acelera uma reação química. O enxofre elementar, um subproduto da refinação do petróleo, contém essas ligações dinâmicas. No entanto, a integração de ligações dinâmicas de enxofre no poliéster tem-se revelado difícil. Uma equipa de investigação liderada pelo Prof. Dr. Alex Plajer, Professor Júnior de Química Macromolecular na Universidade de Bayreuth, conseguiu agora introduzir ligações dinâmicas de enxofre em poliésteres utilizando um método recentemente desenvolvido.
Para além do enxofre elementar, o método requer epóxidos - uma classe de materiais químicos de base muito utilizada. Os investigadores descobriram que pode ser utilizada uma variedade de tipos de epóxidos, incluindo os habitualmente utilizados na indústria ou mesmo derivados de fontes naturais. Isto permite que as propriedades dos polímeros resultantes sejam adaptadas - por exemplo, se são duros ou macios, ou a que temperatura se comportam como vidro. Além disso, a síntese dos poliésteres requer apenas um catalisador simples: o alcóxido de lítio. Este composto é fácil de produzir, fácil de utilizar na prática laboratorial e permite a catálise em condições relativamente suaves, o que poupa energia e reduz os custos.
"Curiosamente, descobrimos que a participação do enxofre - em particular o chamado anel S8 - acelera a reação de introdução da ligação dinâmica. Certas partes do polímero resultante parecem apoiar o processo catalítico. Trata-se de um mecanismo bastante invulgar", afirma Plajer.
Os poliésteres produzidos com ligações dinâmicas de enxofre são suficientemente estáveis para serem submetidos a modificações subsequentes. Através de outras reacções químicas, por exemplo, o material pode ser reticulado, permitindo a sua utilização como um adesivo reutilizável que pode ser processado com calor ou decomposto com ácido.
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