Un processo di polimerizzazione rende riciclabili i termoplastici resistenti, riducendo l’impatto ambientale senza perdere durabilità
La plastica è ovunque: dai pneumatici ai dispositivi medici, fino agli strumenti sportivi. Tra i materiali più utilizzati, i polimeri termoindurenti (o thermoset) rappresentano circa il 15-20% delle materie plastiche prodotte globalmente. Tuttavia, la loro struttura chimica, composta da legami incrociati estremamente resistenti, li rende impossibili da riciclare. Oggi, un team di ricercatori della Cornell University, guidato dal professor Brett Fors, ha sviluppato un innovativo materiale termoindurente che mantiene la durabilità delle plastiche tradizionali, ma può essere facilmente riciclato e decomposto. Lo studio, pubblicato su Nature, apre nuove possibilità per l’industria e l’ambiente.
Il problema dei termoindurenti non riciclabili
Attualmente, i materiali termoindurenti vengono smaltiti attraverso incenerimento o discariche, contribuendo significativamente all’inquinamento ambientale. “Oggi lo 0% dei termoindurenti viene riciclato”, ha dichiarato Fors, sottolineando la necessità di una soluzione più sostenibile. Il suo team ha creato una nuova plastica derivata da materiali bio-sostenibili, in grado di essere riciclata chimicamente o degradarsi in modo naturale. Il processo alla base di questa innovazione si basa su un monomero chiamato dihydrofuran (DHF), capace di attivare due distinti processi di polimerizzazione.
Un processo innovativo: due reazioni da un solo monomero
Il segreto della nuova plastica sostenibile sta nella duplice reazione di polimerizzazione attivata dal monomero DHF. La prima reazione prevede l’apertura degli anelli DHF, unendoli in lunghe catene flessibili e chimicamente riciclabili. La seconda fase, invece, collega ulteriormente i monomeri, mantenendoli nella loro forma rigida e creando un polimero termoindurente resistente. Questa doppia reazione può essere facilmente regolata con l’intensità della luce, permettendo di ottenere materiali con diverse proprietà meccaniche. “Modificando la durata della reazione e la quantità di catalizzatore, possiamo ottenere un’ampia gamma di proprietà in un processo molto semplice“, ha spiegato la ricercatrice Reagan Dreiling, prima autrice dello studio.
Verso una plastica più sostenibile: tutto sul nuovo materiale
I nuovi polimeri DHF mostrano proprietà comparabili ai termoindurenti tradizionali, come poliuretani ad alta densità ed elastomeri etilene-propilene, utilizzati in elettronica, imballaggi e componenti automobilistici. Tuttavia, a differenza delle plastiche petrolchimiche attuali, questi materiali possono essere riciclati chimicamente, tornando ai loro componenti di base e riducendo il bisogno di nuove risorse. Inoltre, quando inevitabilmente alcuni frammenti finiscono nell’ambiente, si degradano naturalmente in composti non inquinanti.
Applicazioni future: 3D printing e nuovi polimeri intelligenti
Oltre all’uso tradizionale, gli scienziati stanno studiando l’applicazione di questi nuovi polimeri per la stampa 3D, creando materiali più flessibili e adattabili. Inoltre, sono in corso ricerche per combinare il DHF con altri monomeri, ampliando ulteriormente la gamma di applicazioni. “Abbiamo trascorso un secolo cercando di creare polimeri indistruttibili“, ha concluso Fors, “ora dobbiamo produrre materiali che possano degradarsi in modo sicuro e sostenibile“.
