I ricercatori della Tokyo Metropolitan University hanno sviluppato un nuovo processo chimico che ricicla i poliesteri, compreso il PET contenuto nelle bottiglie di plastica, in morfolina ammide, un elemento costitutivo versatile e prezioso per sintetizzare una vasta gamma di composti. La reazione è ad alto rendimento, senza sprechi, non richiede sostanze chimiche dannose ed è facilmente scalabile.
Il team di ricercatori è riuscito a interrompere il ciclo di riciclaggio a circuito chiuso, spesso costoso, dei rifiuti di plastica, consentendo il riciclo di prodotti di maggior valore. Il riciclaggio svolge un ruolo indispensabile nella nostra lotta contro i rifiuti di plastica, ma a quale costo? Il riciclaggio di poliesteri, ad esempio, compreso il polietilene tereftalato (PET) nelle bottiglie di plastica, spesso richiede energia per ottenere le reazioni chimiche richieste a temperature sufficientemente elevate o condizioni fortemente alcaline che generano rifiuti chimici, alla fine si ottengono composti intermedi che vengono utilizzati per realizzare gli stessi prodotti da cui provengono, ciò non solo può essere uno spreco, ma può anche essere economicamente impraticabile.
È qui che entra in gioco il “riciclaggio positivo”. I ricercatori hanno lavorato per rompere questo ciclo chiuso e creare composti dai rifiuti di plastica, prettamente più preziosi e utili per la società, hanno detto che uno schema “a circuito aperto” come questo è una parte vitale delle pratiche strategie per aiutarci nella transizione verso una società più verde.
Il team ricercatori guidato dal professore associato Yohei Ogiwara e dal professor Kotohiro Nomura della Tokyo Metropolitan University nello studio pubblicato nella rivista ACS Publications, ha ideato un metodo praticamente privo di sprechi per convertire i poliesteri in un elemento costitutivo versatile che può essere convertito in un’ampia gamma di preziosi composti chimici. Hanno usato un solvente economico chiamato morfolina e una piccola quantità di catalizzatore a base di titanio per trasformare i poliesteri in ammidi di morfolina; non solo possono essere convertiti in composti intermedi per produrre più poliestere (riciclaggio), ma possono anche essere facilmente fatti reagire per produrre chetoni, aldeidi e ammine, tutte famiglie vitali di sostanze chimiche utilizzate per produrre una vasta gamma di altri preziosi composti, praticamente un riutilizzo creativo noto come “upcycling”.
Il nuovo processo oltre a non richiede reagenti costosi o condizioni difficili, è privo di rifiuti chimici. La resa è molto elevata e qualsiasi solvente non reagito può essere facilmente recuperato. Il team di ricercatori ha anche scoperto che era necessaria solo una piccola quantità di catalizzatore per portare la reazione a una velocità ragionevole, mentre tutto ciò che serve per separare il prodotto è una semplice filtrazione; un punto chiave sottolineato dal team di ricercatori è che la reazione principale procede a pressione normale, ciò significa che non sono necessari recipienti o dispositivi di reazione speciali. Ciò rende la reazione facilmente scalabile, anche in laboratorio. Il team di ricercatori lo ha dimostrato prendendo 50 g di materiale PET prelevato da una vera bottiglia per bevande in PET e facendolo reagire con morfolina, ha ottenuto più di 70 grammi di morfolina ammide, con una resa del 90%.
Visto l’aggravarsi del problema dei rifiuti plastici a livello mondiale, saranno necessarie nuove coraggiose strategie per trattare e riutilizzare la plastica nella società. Il nuovo metodo di riciclo poliestere creato dal team di ricercatori della Tokyo Metropolitan University, come opzione di “upcycling” a basso costo e senza rifiuti, presto potrebbe trovare applicazione per trasformare i rifiuti di poliestere in prodotti chimici speciali.
