Todos os anos, 3,5 milhões de toneladas de fraldas encharcadas acabam em aterros sanita¡rios.

O material superabsorvente dentro dessas fraldas éfeito de uma matriz de polímeros que se expandem quando a umidade os atinge. Os polímeros são uma longa cadeia de unidades repetidas e, neste caso, o material absorvente das fraldas ébaseado no pola­mero a¡cido poliacra­lico.

Uma equipe da Universidade de Michigan desenvolveu uma técnica para desembaraçar esses polímeros absorventes e recicla¡-los em materiais semelhantes aos adesivos pegajosos usados ​​em notas adesivas e bandagens. Seus resultados são publicados na Nature Communications .

Em termos gerais, a reciclagem pode ser agrupada em reciclagem meca¢nica e reciclagem química.

"Reciclagem meca¢nica éo que a maioria das pessoas pensa: vocêsepara diferentes pla¡sticos com base em suas identidades, corta-os em pequenos pedaço s, derrete-os e reutiliza-os, o que diminui a qualidade do produto", disse a química da UM Anne McNeil, autora correspondente de o papel.

A reciclagem meca¢nica leva a materiais de qualidade inferior porque os pla¡sticos de diferentes empresas são construa­dos de forma diferente: os polímeros podem ter diferentes comprimentos de cadeia ou alterados com diferentes aditivos e corantes.

"Existem tantos problemas, tudo geralmente éreciclado e termina em fibras de carpete ou bancos de parque", disse McNeil, cujo laboratório se concentra na reciclagem química de pla¡sticos. "A reciclagem química éa ideia de usar química e transformações químicas para fazer um material de valor agregado, ou pelo menos um material tão valioso quanto o original."

As qualidades que geralmente tornam os pla¡sticos desejáveis, como tenacidade e durabilidade, também são responsa¡veis ​​por sua dificuldade de reciclagem. Em particular, os polímeros são difa­ceis de quebrar porque eles são mantidos juntos por ligações esta¡veis.

McNeil, professor de química e ciência macromolecular e engenharia, e Takunda Chazovachii, que recentemente se formou na UM com seu doutorado em química de polímeros, trabalharam com a Procter & Gamble para desenvolver um processo de três etapas que transforma polímeros superabsorventes em um material reutiliza¡vel - em neste caso, adesivos. O manãtodo precisava ser eficiente em termos de energia e capaz de ser implantado em escala industrial.

"Pola­meros superabsorventes são particularmente difa­ceis de reciclar porque são projetados para resistir a  degradação e reter águapermanentemente", disse Chazovachii. "Os polímeros e adesivos superabsorventes são derivados do a¡cido acra­lico. Essa origem comum inspirou nossa ideia de reciclagem."

Os polímeros em materiais superabsorventes parecem uma rede de pesca mal tecida, diz McNeil, exceto em vez de uma malha em forma de favo de mel, esses polímeros tem uma reticulação a cada 2.000 unidades, o que émais do que suficiente para criar uma estrutura de rede insolaºvel. Para reciclar esses materiais, os pesquisadores precisavam encontrar uma maneira de desvincular o pola­mero de rede em cadeias solaºveis em a¡gua. Chazovachii descobriu que quando esses polímeros são aquecidos na presença de a¡cido ou base, suas ligações cruzadas são quebradas.

Os pesquisadores também precisavam determinar se esses processos seriam via¡veis ​​em escala industrial. Colaboradores Madeline Somers, assistente de pesquisa do Instituto de Sustentabilidade Graham da UM, e Jose Alfaro, pesquisador da Escola de Meio Ambiente e Sustentabilidade da UM, realizaram uma avaliação do ciclo de vida. Eles aprenderam que usar este manãtodo a¡cido para desvincular os polímeros exibiria um potencial de aquecimento global 10 vezes menor, com base na liberação de dia³xido de carbono, e exigiria 10 vezes menos energia do que usar uma abordagem mediada por base.

Em seguida, os pesquisadores precisaram encurtar as longas cadeias de polímeros dentro do material para produzir diferentes tipos de adesivos. Chazovachii percebeu que a sonicação - usando pequenas bolhas de ar para quebrar as cadeias de pola­mero - poderia cortar as cadeias em pedaço s sem alterar as propriedades químicas das cadeias.

"O que realmente gostamos neste manãtodo éque éum processo meca¢nico suave e simples", disse ele. "Ele quebra o pola­mero, mas deixa seus blocos de construção, ou grupos de a¡cido, intactos, então vocêpode realmente fazer outras reações com ele."

Finalmente, Chazovachii, auxiliado pelo professor de química Paul Zimmerman e seu aluno Michael Robo, converteu grupos de a¡cido nas cadeias de pola­mero em grupos de anãster. Isso muda as propriedades de solaºvel em águapara solaºvel em orga¢nico, e elas se tornam pegajosas, como um adesivo. Um ba´nus extra: o reagente usado nesta reação, que também serve como solvente, pode ser reciclado e reutilizado. Depois de testar as propriedades do adesivo, Chazovachii percebeu que a sonicação não era necessa¡ria para atingir um tipo de adesivo, simplificando ainda mais a abordagem.

Finalmente, os pesquisadores precisavam mostrar que desenvolver adesivos a partir de polímeros reciclados era mais fa¡cil no planeta do que fazer adesivos a partir do petra³leo - a rota ta­pica. Comparando a rota dos adesivos com a convencional, os autores constataram que háuma redução de 22% no potencial de aquecimento global e 25% na redução de energia para a rota com fraldas recicladas.

Os pesquisadores dizem que trabalham com fraldas que já estãolimpas, mas estãosurgindo empresas que limpam fraldas usadas, como a afiliada da Procter & Gamble FaterSMART. Além disso, Chazovachii diz que as condições da reciclagem química matariam qualquer bactanãria sobrevivente.

McNeil diz que espera que os químicos sintanãticos que trabalham na produção de reações para pequenas moléculas voltem sua atenção para os polímeros.

“Este éapenas um artigo, mas movi a maior parte da minha pesquisa nesta direção porque acho que éuma oportunidade realmente aberta para os químicos sintanãticos causarem um impacto em um problema do mundo real”, disse McNeil. "Quero que mais pessoas pensem nisso porque o problema global dos pla¡sticos étão grande e os químicos podem desempenhar um papel realmente importante em reimaginar o que fazemos com esses resíduos."