Due ricercatori giapponesi esplorano un nuovo modo per convertire i rifiuti di plastica in polietilene tereftalato (PET) in materiali a valore aggiunto con applicazioni potenzialmente versatili.
Le discariche e l’incenerimento, comunemente utilizzati per il trattamento dei rifiuti di plastica, contribuiscono notevolmente alle emissioni di anidride carbonica. Inoltre, la lenta decomposizione dei rifiuti di plastica in microplastiche inquina gli ambienti marini causando preoccupazione per tutte le forme di vita umane e acquatiche.
Un modo efficiente per eliminare i rifiuti di plastica in costante aumento è convertirli in materiali utili, un processo noto come upcycling. Per garantire l’uso ecologico e sostenibile delle risorse fossili, c’è una crescente richiesta di metodi affidabili per l’upcycling della plastica, ma le possibili tecnologie chimiche sono ancora limitate dai processi sintetici di base.
Il polietilene tereftalato (PET) è una plastica trasparente, resistente e leggera ampiamente utilizzata per l’imballaggio di alimenti e bevande, in particolare bottiglie contenenti bibite, succhi di frutta o acqua. La depolimerizzazione del PET attraverso reazioni chimiche è il primo passo essenziale nel processo di upcycling, generando prodotti intermedi utilizzati per sintetizzare materiali più funzionali.
Gli idrogel sono reti 3D di polimeri idrofili che possono trattenere una grande quantità di acqua mantenendo la loro struttura. Grazie a proprietà quali idrofilia, rigonfiamento controllabile, modificabilità ed elevata capacità di assorbimento, questi materiali hanno molte applicazioni in vari processi, dall’industriale al biologico, anche come adsorbenti per la rimozione del colorante.
In un nuovo studio, pubblicato sul Journal of Environmental Chemical Engineering, due ricercatori giapponesi hanno descritto un metodo per convertire le bottiglie di PET di scarto in un idrogel a base d’acqua mediante reticolazione chimica dei prodotti di aminolisi del PET.
I ricercatori hanno effettuato l’aminolisi su campioni di PET ottenuti da bottiglie di bibite di scarto. Hanno quindi preparato un idrogel meccanicamente stabile mediante reticolazione dei prodotti oligomerici solubili in acqua con etilenglicole diglicidil etere (EGDE). Hanno poi studiato le proprietà di assorbimento degli idrogel derivati dal PET nei confronti di due tipici coloranti industriali utilizzando la spettroscopia UV-vis, dimostrando elevati tassi di rimozione del rosso Congo.
I ricercatori hanno utilizzato per i loro esperimenti acqua ultrapura generata da un sistema di purificazione dell’acqua da laboratorio ELGA LabWater, ramo di Veolia Water Technologies, riducendo al minimo il rischio di aggiunta di contaminanti che potrebbero influenzare i loro risultati.
In questo studio, un materiale idrogel è stato preparato mediante una conversione completa della plastica della bottiglia in PET in blocchi intermedi idrosolubili tramite aminolisi seguita da reticolazione chimica.
La trasformazione di un polimero di derivazione petrolchimica in un idrogel a base d’acqua offre un nuovo promettente modo per trasformare i rifiuti di plastica in un materiale funzionale e rispettoso dell’ambiente. Mentre i ricercatori hanno dimostrato una possibile applicazione come assorbente per la rimozione di un colorante industriale, si prevede che presto saranno identificate applicazioni in altri campi che richiedono materiali a base d’acqua.
L’esperimento giapponese è il primo esempio di conversione dei rifiuti di PET in un materiale idrogel e può aiutare ad ampliare la portata dei potenziali usi di questi rifiuti di plastica. Sebbene il processo richiederà un’ulteriore ottimizzazione, questi risultati evidenziano il potenziale dell’approccio come strategia per la rimozione dei rifiuti in plastica.
