La plastica è tra i materiali più utilizzati, e sono componenti vitali di tutte le moderne tecnologie. Finora, è stato possibile riciclare questi preziosi materiali solo in misura limitata. Per offrire soluzioni innovative, i chimici del gruppo del professor Stefan Mecking dell'Università di Costanza hanno sviluppato un metodo più sostenibile per riciclare chimicamente la plastica simile al polietilene. I ricercatori utilizzano "punti di rottura" a livello molecolare per smontare la plastica e riportarla ai suoi componenti molecolari.

Il nuovo metodo funziona senza temperature estremamente elevate, è quindi più efficiente dal punto di vista energetico e ha un tasso di recupero significativamente più elevato (circa il 96 percento del materiale di partenza) rispetto ai processi consolidati. Questi risultati sono pubblicati il ​​17 febbraio 2021 sulla rivista scientifica Natura .

Riciclaggio meccanico vs. riciclo chimico

"Il riutilizzo diretto della plastica è spesso ostacolato dal fatto che, in pratica, il riciclaggio meccanico funziona solo in misura limitata, perché le materie plastiche sono contaminate e mescolate con additivi, che altera le proprietà dei materiali riciclati, "Spiega Stefan Mecking.

Il "riciclaggio chimico" è un'alternativa:tramite un processo chimico, la plastica usata viene scomposta nei suoi elementi costitutivi molecolari, che può poi essere convertito in nuova plastica.

Limitazioni del riciclaggio chimico del polietilene

In particolare nel caso del polietilene, la plastica più utilizzata, il riciclaggio chimico è difficile. A livello molecolare, le plastiche sono costituite da lunghe catene molecolari. "Le catene polimeriche del polietilene sono molto stabili e non sono facilmente reversibili in piccole molecole, " Spiega Stefan Mecking. Sono necessarie temperature superiori a 600° Celsius, rendendo la procedura energivora. Allo stesso tempo, il tasso di recupero è limitato (in alcuni casi, a meno del dieci per cento del materiale di partenza).

Come rendere più sostenibile il riciclaggio chimico del polietilene

Stefan Mecking e il suo team riferiscono di un metodo che rende possibile un riciclaggio chimico più efficiente dal punto di vista energetico della plastica simile al polietilene, accoppiato con un tasso di recupero molto elevato di circa il 96% dei materiali di partenza. Fare così, i chimici usavano "punti di rottura" a livello molecolare consentendo una decostruzione della catena in blocchi molecolari più piccoli. "La chiave del nostro metodo sono i polimeri con una bassa densità di punti di rottura predeterminati nella catena del polietilene, in modo che la struttura cristallina e le proprietà del materiale non siano compromesse, "Stefano Mecking spiega, aggiungendo, "Questo tipo di materiale è anche molto adatto per la stampa 3D".

Il team di ricerca di Mecking ha dimostrato questo riciclaggio chimico su plastiche simili al polietilene a base di olio vegetale. La fase di riciclaggio richiede temperature di soli 120 gradi circa. Per di più, i chimici hanno anche eseguito questo metodo di riciclaggio su plastiche miste man mano che si verificano nei flussi di rifiuti. Le proprietà dei materiali riciclati sono pari a quelle del materiale di partenza. "La riciclabilità è un aspetto importante per le future tecnologie basate sulla plastica. Riutilizzare materiali così preziosi nel modo più efficiente possibile ha senso. Con la nostra ricerca vogliamo contribuire a rendere il riciclaggio chimico della plastica più sostenibile ed efficace, "Conclude Meck.