La contaminación plástica se ha convertido en uno de los problemas ambientales más complejos, especialmente en el contexto del aumento de la producción y la demanda de materiales plásticos. Si bien las innovaciones en la química de polímeros han cambiado radicalmente nuestras vidas a mediados del siglo XX, las excepcionales propiedades de los plásticos como la durabilidad, estabilidad química, la resistencia y muchas otras características plantean un serio problema para el reciclaje de dichos materiales.

Según algunas estimaciones, para el año 2050, Habrá más desechos plásticos que peces en los océanos por peso total, con una producción anual de materiales plásticos que supera los 1.100 millones de toneladas. La producción mundial de plásticos en 2015 se estimó en aproximadamente 380 millones de toneladas, y la cantidad acumulada de residuos generados desde la década de 1950 hasta 2015 fue de alrededor de 6.300 millones de toneladas. Solo el 9% de los residuos se recicló y un asombroso 60% de todos los plásticos que se fabricaron terminaron en el medio ambiente.

Racionalizar el uso de productos plásticos y aumentar la conciencia de los consumidores para clasificar y reciclar los desechos es importante en términos de reducción de la contaminación. Sin embargo, Encontrar soluciones técnicas y metodologías para procesar de manera más eficiente los desechos plásticos y transformarlos en productos químicos valiosos sigue siendo un gran desafío para los investigadores de todo el mundo.

El tereftalato de polietileno (PET) es un poliéster sintético muy utilizado en la producción de botellas de refrescos y fibras textiles. El PET es un termoplástico hecho de unidades repetidas de ácido tereftálico y etilenglicol, unidos entre sí a través de un enlace éster. De ahí el nombre popular de poliéster, que se utiliza principalmente en la industria textil.

El enlace éster se puede escindir mediante hidrólisis para transformar los residuos de PET de nuevo en sus constituyentes monoméricos. Los métodos químicos actuales de reciclaje de PET requieren el uso de disolventes orgánicos a altas temperaturas y presiones para lograr la despolimerización en derivados monoméricos con rendimientos prácticos.

Explorando las posibilidades de utilizar el molino de bolas en el proceso de despolimerización de PET, El Dr. Vjekoslav Štrukil del Laboratorio RBI de Química Físico-Orgánica descompuso con éxito el PET en ácido tereftálico monómero a temperatura y presión ambientales, siendo también el ácido tereftálico el material de partida para la producción de este plástico.

La mecanoquímica se ha convertido recientemente en uno de los campos más prometedores de la ciencia química debido a su eficiencia extremadamente alta. sencillez, velocidad, y la capacidad de reducir significativamente el uso de disolventes orgánicos tóxicos o evitar por completo su uso en reacciones químicas.

"Aunque la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (IUPAC) clasificó la mecanoquímica, así como la degradación de polímeros en monómeros, entre las diez principales innovaciones en química que cambiarán el mundo, en la literatura científica aún no se ha descrito una degradación mecanoquímica eficaz del PET, "dice el Dr. Štrukil.

En el último estudio, el Dr. Štrukil describe una hidrólisis alcalina altamente eficiente de residuos de PET en estado sólido a temperatura y presión ambiente, logrado mediante molienda de bolas mecanoquímica con conversión de PET y rendimientos aislados de monómero de hasta el 99%.

También se lograron excelentes rendimientos mediante el llamado envejecimiento asistido por vapor de mezclas sólidas pre-molidas o mezcladas manualmente de PET e hidróxido de sodio en un ambiente húmedo o en presencia de vapores de alcohol. El envejecimiento en vapores de alcohol representa una ruta aún más suave para la despolimerización del PET con una conversión del 99% a temperatura ambiente.

"Algunos de los experimentos comenzaron justo antes del cierre en marzo, seguido de un terremoto. Por supuesto, todo esto ha ralentizado y cerrado casi por completo la investigación. Esto significó que esos resultados se perdieron por completo y tuvimos que comenzar nuestra investigación nuevamente después del bloqueo. Sin embargo, esa situación surrealista ha traído algunas ideas nuevas, así que cuando volví a trabajar en mayo, Centré mi investigación en el envejecimiento de plásticos PET a temperatura y presión ambiente en vapores de diferentes fases líquidas como el acetonitrilo, metanol o etanol, "explica el Dr. Štrukil.

Los resultados publicados muestran que el fresado mecanoquímico y el envejecimiento asistido por vapor, como dos técnicas complementarias de estado sólido, tienen el potencial de degradación alcalina de residuos plásticos de PET y textiles de PET también a mayor escala. La metodología descrita podría servir como plataforma para el desarrollo de procesos nuevos y eficientes y respetuosos con el medio ambiente para la producción de ácido tereftálico a partir de residuos de PET abundantes en el medio ambiente. en lugar de fuentes no renovables como los combustibles fósiles.

Estos resultados fueron publicados en ChemSusChem .