Trasformare i rifiuti di plastica in detersivi

I rifiuti di plastica possono essere utilizzati come materia prima per i detersivi, grazie a un metodo catalitico messo a punto dai ricercatori dell’Università della California, a Santa Barbara.

In un articolo pubblicato sulla rivista Chem, i ricercatori hanno migliorato un processo che può trasformare le poliolefine, il tipo più comune di polimero negli imballaggi monouso, in alchilaromatici, molecole che sono alla base dei tensioattivi, i componenti attivi dei detergenti e di altre sostanze chimiche.

La professoressa Susannah Scott, ingegnere chimico, ha affermato che il processo potrebbe ridurre la necessità di combustibili fossili per produrre tensioattivi, dando al contempo alla plastica monouso un’ulteriore possibilità di utilità.

I ricercatori si sono basati su lavori precedenti in cui hanno utilizzato un metodo catalitico per rompere i legami carbonio-carbonio che rendono la plastica difficile da degradare, quindi riorganizzare le catene molecolari in anelli alchilaromatici.

Scott ha affermato che, sebbene efficace, il processo originale, basato su un catalizzatore di platino su allumina, era lento e la sua resa in molecole alchilaromatiche era bassa.

"Ciò che abbiamo fatto in questo documento è mostrare come farlo molto meglio", ha detto.

La chiave del loro metodo è aumentare l'acidità del catalizzatore di allumina originale, con l'aggiunta di cloro o fluoro. Con l'aggiunta di siti acidi, il team è riuscito ad aumentare la velocità e la selettività del processo.

Scott ha affermato che si sono concentrati sulla ricerca del rapporto ottimale tra siti acidi e siti metallici nel loro catalizzatore.

“Si scopre che lavorano insieme. Hanno ruoli diversi, ma è necessario che entrambi siano presenti e nella giusta proporzione, in modo che il ciclo catalitico non si blocchi”.

Inoltre, il loro processo one-pot funziona a temperature moderate, richiedendo un basso apporto energetico. Mentre originariamente il metodo impiegava 24 ore per trasformare la plastica in molecole alchilaromatiche, il processo migliorato può completare l’operazione entro un paio d’ore, aumentando la quantità di plastica che può essere convertita in un reattore di dimensioni ragionevoli.

Secondo Scott, con ulteriori miglioramenti questo metodo potrebbe diventare un processo commerciale praticabile.

L’obiettivo è renderlo ampiamente utilizzato, il che consentirebbe e incentiverebbe il recupero della plastica monouso.

Scott ha affermato che, utilizzando la plastica di scarto come materia prima abbondante, le aziende chimiche potrebbero prendere le molecole alchilaromatiche risultanti da questo processo e trasformarle nei tensioattivi che vengono formulati in saponi, detersivi, detergenti e altri detergenti.

“Idealmente si vorrebbe riutilizzare la plastica di scarto per uno scopo con un volume di produzione sufficientemente ampio, per il quale esiste una domanda significativa, in modo da intaccare il problema della plastica”, ha affermato Scott.

Per determinare se questo metodo è veramente sostenibile, ha aggiunto, dovrebbe essere sottoposto a una valutazione del ciclo di vita, in cui l’energia spesa e i gas serra emessi vengono calcolati in ogni fase.

L’utilizzo di materiale di scarto garantisce che non vengano prodotte ulteriori emissioni di gas serra per creare la materia prima, ma l’energia necessaria per eseguire il processo catalitico e separare le molecole desiderate dovrebbe essere presa in considerazione prima di aumentare la produzione, ha affermato Scott.

Se dovesse passare, il metodo potrebbe sostituire i processi ad alta intensità di combustibili fossili che servono a creare tensioattivi da zero.

“Avremo bisogno di più obiettivi per affrontare il problema dei rifiuti di plastica, ma questo è abbastanza grande”, ha detto Scott. "Vale la pena farlo."

La ricerca su questo studio è stata condotta anche da Jiakai Sun, Yu-Hsuan Lee e Mahdi M. Abu-Omar presso l'UCSB; Ryan D. Yappert e Baron Peters presso l'Università dell'Illinois, Urbana-Champaign; e Anne M. LaPointe e Geoffrey W. Coates alla Cornell University.

Per ulteriori informazioni, visitare: www.news.uscs.edu

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