Cientistas desenvolvem novo método para fortalecer produtos de PVC

Os pesquisadores desenvolveram uma maneira de tornar um tipo de materials plástico mais durável e menos propenso a liberar microplásticos perigosos. O estudo deles identificou uma maneira segura de anexar aditivos químicos ao cloreto de polivinila (PVC). O trabalho é publicado no diário Química.

Encontrados em tudo, desde brinquedos, materiais de construção e embalagens médicas, os plásticos PVC ocupam atualmente o terceiro lugar entre os plásticos mais utilizados em todo o mundo. Apesar de seu uso generalizado, o PVC puro é frágil e sensível ao calor, e os fabricantes só podem utilizá-lo após estabilizarem suas propriedades com outros produtos químicos.

No entanto, estes aditivos, ou plastificantes, são apenas uma solução de curto prazo para estabilizar o PVC. Com o tempo, os plastificantes são lixiviados dos plásticos, o que permite que o materials se deteriore em produtos orgânicos e microplásticos potencialmente perigosos. Agora, uma equipe liderada por Christo Sevov, investigador principal do estudo e professor associado de química e bioquímica na Universidade Estadual de Ohio, descobriu que o uso de eletricidade para fixar permanentemente esses aditivos químicos pode prevenir tais reações indesejadas.

“Em vez de misturar esses produtos químicos, nosso método envolve ligar quimicamente o composto plastificante diretamente ao PVC, enxertando-os na espinha dorsal do polímero”, disse Sevov.

Alterar as moléculas de PVC desta forma permite que elas se tornem mais duráveis ​​e resistentes a mudanças químicaseventualmente levando a materiais com propriedades mais robustas.

“Este é realmente um dos poucos exemplos que temos onde há tanto controle sobre a alteração das propriedades do PVC”, disse Sevov. “Portanto, este é o primeiro passo para modificar o PVC de maneira controlada para obter as propriedades de seu interesse, seja ele duro, elástico ou macio.”

A equipe enfrentou alguns desafios; modificações de polímeros sintéticos geralmente falham porque as reações foram originalmente desenvolvidas para análogos de moléculas pequenas, e não para análogos de moléculas grandes, como o PVC puro. Para resolver isso, os pesquisadores otimizaram o catalisador usado em seu processo e, por tentativa e erro, conseguiram superar os problemas que surgem durante a edição de grandes moléculas.

Além de dar saltos química orgânicao trabalho da equipe também tem implicações para o meio ambiente, pois limitar a rapidez com que os plásticos se degradam pode contribuir muito para conter a liberação de microplásticos – pequenos pedaços de plástico detritos – em nosso entorno.

Hoje, os cientistas sabem que estas partículas, que poluem o ar, a água e o nosso abastecimento alimentar, são prejudiciais tanto para os seres humanos como para a vida selvagem. Uma pessoa média provavelmente ingere entre 78.000 e 211.000 dessas partículas todos os anos.

Mas à medida que os especialistas começam a compreender o impacto a longo prazo que os microplásticos têm na Terra, os químicos orgânicos estão a correr para encontrar formas de os eliminar gradualmente da vida quotidiana, disse Sevov.

“Muitos químicos estão transferindo seus esforços para estudar grandes moléculas e desenvolver novos produtos químicos para reciclar, reciclar e modificar polímeros bem conhecidos”, disse ele. Por exemplo, tentar reciclar produtos de PVC pode causar maior degradação do materials devido ao altas temperaturas é necessário converter o plástico em outra coisa, então o processo não é muito eficiente.

Mas usando o método de Sevov, “você pode potencialmente reutilizar o materials muitas, muitas mais vezes antes que ele realmente comece a se desfazer, melhorando sua vida útil e capacidade de reutilização”, disse ele.

No futuro, haverá mais controlo sobre quais os materiais que serão seguros para os consumidores, uma vez que os esforços para reparar fugas de PVC possam ser ampliados de forma fiável, algo que o estudo sublinha que, neste momento, é possível apenas com o seu método.

“Não há melhor maneira de fazer isso na escala necessária para a modificação comercial do PVC porque é um processo imenso”, disse Sevov. “Ainda há muito o que fazer antes de resolvermos a situação dos microplásticos, embora agora tenhamos lançado as bases sobre como fazê-lo.”

Outros coautores do estado de Ohio incluem Jordan LS Zackasee, Valmuri Srivardhan, Blaise L. Truesdell e Elizabeth J. Vrana.