La resina epossidica è un tipo di resina termoindurente comunemente usata nella colla, vernice e materiali compositi. NIMS e ISMA hanno sviluppato un nuovo sistema di riciclaggio della plastica termoindurente in grado di decomporre facilmente le resine epossidiche in una soluzione acquosa di un peptide di derivazione naturale. L'uso di questo sistema può promuovere il riutilizzo e il riciclaggio della plastica, comprese le plastiche rinforzate con fibra di carbonio (CFRP), fibre di carbonio combinate con una matrice di resina epossidica, da una vasta gamma di industrie.

L'inquinamento ambientale causato dalla plastica, in particolare nell'ambiente marino, ha sollevato preoccupazioni globali sull'urgente necessità di promuovere il riciclaggio dei rifiuti di plastica. Sono già stati sviluppati alcuni metodi di riciclaggio per decomporre le resine termoplastiche utilizzate nei contenitori e negli imballaggi attraverso processi termici e chimici, e sono in corso sforzi per mettere in pratica gli impianti di riciclaggio. D'altra parte, un metodo per riciclare le resine termoindurenti, comprese le resine epossidiche, deve ancora essere sviluppato a causa della loro scarsa degradabilità termica e bassa solubilità nei solventi disponibili.

Questo team di ricerca ha recentemente sviluppato un metodo di riciclaggio della resina epossidica in grado di decomporre facilmente le resine epossidiche in una soluzione acquosa di glutatione, un peptide di derivazione naturale. Il glutatione ha la capacità di rimuovere le sostanze tossiche dal corpo umano. Ispirato da questa reazione di disintossicazione, il team ha modificato la struttura della resina epossidica incorporando in essa gruppi disolfuro (-S-S-), rendendo le molecole di resina scindibili dal gruppo tiolico (-SH) del glutatione). In questo sistema, è stato confermato che le resine epossidiche immerse in una soluzione acquosa di glutatione si dissolvono completamente senza lasciare residui solidi. Il residuo epossidico decomposto viene quindi recuperato e trasformato nuovamente in resine epossidiche. Il modulo di stoccaggio (indicatore di rigidità) delle resine riciclate era praticamente lo stesso di quello delle resine originali e le loro prestazioni erano solo leggermente influenzate dal riciclo ripetuto. Poiché il glutatione si verifica raramente al di fuori degli organismi viventi, non c'è rischio che si decomponga accidentalmente le resine epossidiche ancora in uso in condizioni normali.

Non esistono altre tecniche di riciclaggio consolidate in grado di separare CFRP in gran parte incombustibile in fibre di carbonio e resine e recuperare questi materiali. L'uso di questo sistema di riciclaggio può promuovere il riciclaggio di CFRP. Inoltre, questo sistema è applicabile al riciclo di altri tipi di resine e compositi oltre alle resine epossidiche. Negli studi futuri, il team prevede di applicare questo sistema al riciclaggio di un'ampia gamma di materiali plastici comunemente usati, favorendo così lo sviluppo di un'economia plastica circolare.

Questa ricerca è stata pubblicata in Scienza e tecnologia dei materiali avanzati il 16 luglio, 2021.