ORNL dos EUA desenvolve adesivo reprocessável à base de nylon com resistência ao cisalhamento de 21,1 MPa

De acordo com pt.wedoany.com-A equipe do Dr. Tomonori Saito, pesquisador do Grupo de Materiais Macios e Membranas da Divisão de Ciências Químicas do Laboratório Nacional de Oak Ridge (ORNL), desenvolveu um novo adesivo termoplástico reprocessável baseado em um processo controlado de desconstrução de nylon. Este adesivo é capaz de unir eficazmente diferentes substratos, como aço e compósitos de fibra de carbono, mantendo um desempenho excelente em altas temperaturas.

Esta pesquisa visa enfrentar os desafios da reciclagem de nylon. O nylon é amplamente utilizado em indústrias como têxtil, automotiva e de embalagens, mas as rotas tradicionais de reciclagem, como hidrólise, alcoólise e amonólise, geralmente enfrentam problemas de alto consumo de energia e eficiência irregular. A equipe do ORNL controlou a concentração dos reagentes e utilizou catalisadores orgânicos eficientes para realizar a alcoólise controlada do nylon, obtendo oligômeros de nylon com comprimentos específicos. A equipe copolimerizou os oligômeros de nylon obtidos com outro segmento de polímero, produzindo um novo tipo de copolímero segmentado que pode ser usado como um adesivo hot-melt de alta resistência. O processo requer temperaturas geralmente mais baixas do que as técnicas tradicionais de solvólise, resultando potencialmente em menor consumo de energia. A equipe de pesquisa afirma que o método alcança 100% de reciclagem do nylon (convertido completamente em oligômeros), sem perda de nylon ou geração de subprodutos.

O adesivo desenvolvido pela equipe do ORNL demonstrou desempenho notável. O copolímero de nylon feito a partir de resíduos de nylon apresentou uma resistência ao cisalhamento por sobreposição de 21,1 ± 2,7 MPa em substratos de aço com aço, em condições de temperatura ambiente. Para a adesão entre aço e compósito de fibra de carbono, atingiu 16,8 ± 2,3 MPa à temperatura ambiente e manteve uma resistência de adesão de 10,0 ± 1,6 MPa a 90°C. Em comparação, um adesivo epóxi tradicional (produto comercial JB Weld ClearWeld), sob as mesmas condições de teste, apresentou resistência de 6,5 ± 0,6 MPa à temperatura ambiente e caiu para 2,8 MPa a 90°C. Este novo adesivo é facilmente processável termicamente, permitindo a reutilização ou reparo dos materiais unidos, prolongando assim a vida útil do sistema.

O processo é capaz de processar nylon 6, nylon 66 e suas misturas. A equipe de pesquisa destaca que a flexibilidade para lidar com diferentes matérias-primas é crucial para a implementação prática. Atualmente, a tecnologia foi validada apenas em escala laboratorial (nível de prontidão tecnológica aproximadamente 3). A equipe do ORNL afirma que a aplicação industrial exigirá demonstrações do sistema em escala ampliada. Uma tecnologia de plataforma baseada em processos semelhantes já está sendo estudada para escalonamento comercial pela empresa licenciada de tecnologia Re-Du. Este trabalho foi liderado pelo ORNL, e os resultados da pesquisa foram publicados nos periódicos Cell Reports Physical Science (2025, 6, 102928), Materials Horizons (2023, 10, 3360–3368) e J. Mat. Chem. A (2025, 13, 32111).