Reciclagem do inutilizável
Investigadores descobrem uma forma de recuperar materiais de resinas epóxi e compósitos
As resinas epoxídicas são revestimentos e adesivos utilizados numa vasta gama de aplicações bem conhecidas, como a construção, a engenharia e o fabrico. No entanto, é muitas vezes difícil reciclá-las ou eliminá-las de forma responsável. Uma equipa de investigadores, incluindo um da Universidade de Tóquio, desenvolveu pela primeira vez um método para recuperar eficazmente materiais de uma gama de produtos epóxi para reutilização através da utilização de um novo catalisador sólido.
Esta imagem de um microscópio eletrónico de varrimento mostra a qualidade das fibras de carbono obtidas a partir do processo de decomposição.
©2025 Jin et al. CC-BY-ND
Ao ler isto, é muito provável que esteja rodeado de compostos epóxi. São utilizados em dispositivos electrónicos pelas suas propriedades isolantes, em vestuário, como sapatos, pelas suas propriedades aglutinantes e robustez física, na construção pela mesma razão e até em carroçarias de aviões e pás de turbinas eólicas pela sua capacidade de conter materiais fortes, como fibras de carbono ou de vidro. A importância dos produtos epoxídicos no mundo moderno não pode ser exagerada. No entanto, apesar de todas as suas potenciais utilizações, têm inevitavelmente uma desvantagem: os compostos epoxídicos são essencialmente plásticos e revelam-se difíceis de eliminar após a sua utilização ou no final da vida útil de um produto que contenha epoxídicos.
"Por exemplo, para decompor os plásticos reforçados com fibras, como os utilizados em peças de aviões, são necessárias temperaturas elevadas, superiores a 500 graus Celsius, ou ácidos ou bases fortes. Isto requer energia e as condições adversas podem danificar as fibras e os objectos que se pretende recuperar", afirma o Professor Associado Xiongjie Jin da Universidade de Tóquio. "Para resolver este problema, um processo relativamente novo, a hidrogenólise catalítica, é promissor, mas os catalisadores existentes não são reutilizáveis porque se dissolvem no solvente onde ocorre a decomposição do epóxi. Por isso, desenvolvemos um novo catalisador sólido que pode ser facilmente recuperado e reutilizado".
Jin e a Professora Kyoko Nozaki, ambos do Departamento de Química e Biotecnologia, e a sua equipa desenvolveram um catalisador eficiente e robusto para a decomposição de compostos epóxidos em fibras de carbono, fibras de vidro e compostos fenólicos, que são matérias-primas importantes na indústria química. O catalisador é chamado bimetálico porque utiliza dois metais, níquel e paládio, que são depositados sobre óxido de cério e trabalham em conjunto para mediar as reacções entre as resinas epoxídicas e o gás hidrogénio. Embora a temperatura da reação tenha de ser de cerca de 180 graus Celsius, a necessidade de energia é muito inferior a 500 graus Celsius, e as temperaturas mais baixas significam que os materiais recuperados podem ser reutilizados.
"Ficámos satisfeitos com os resultados experimentais, que estavam de acordo com as nossas expectativas sobre o funcionamento deste processo, mas ficámos agradavelmente surpreendidos ao descobrir que o catalisador pode ser reutilizado pelo menos cinco vezes sem qualquer degradação do seu desempenho", disse Jin. "Uma vez que o nosso catalisador cliva eficazmente as ligações carbono-oxigénio, se for modificado, poderá também funcionar com outros plásticos, uma vez que estes também contêm essas ligações.
A equipa pretende agora procurar formas de melhorar os seus métodos e materiais, uma vez que ainda necessita de algum desenvolvimento para se tornar uma opção comercialmente viável.
"Embora o nosso catalisador não exija temperaturas tão elevadas, o impacto ambiental do solvente que utilizamos atualmente ainda pode ser melhorado", afirma Nozaki. "Gostaríamos também de reduzir os custos encontrando um catalisador que não contenha um metal precioso como o paládio. Também pode ser possível expandir a gama de materiais que podem ser recuperados de vários compostos epóxi para reduzir o impacto ambiental destes plásticos incrivelmente versáteis e úteis."
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