Universidade do Texas valida tecnologia de reciclagem de compósitos termoendurecíveis catalisada por rutênio

De acordo com pt.wedoany.com-A Universidade do Texas em Austin publicou resultados de pesquisa sobre reciclagem química de novos compósitos termoendurecíveis. A universidade, em conjunto com o Laboratório Nacional de Sandia, desenvolveu um processo de despolimerização catalisado por rutênio, que decompôs com sucesso o plástico termoendurecível de policiclopentadieno (pDCPD) e recuperou fibras intactas de compósitos reforçados com fibra de carbono e fibra de vidro. Os resultados da pesquisa foram publicados na revista Science Advances e visam a validação da reciclagem química de materiais termoendurecíveis reticulados, que são difíceis de reprocessar por fusão pelos métodos tradicionais.

A equipe de pesquisa utilizou um catalisador à base de rutênio e o solvente ciclopentil metil éter (CPME) para destruir a rede polimérica do pDCPD por meio de reação de metátese de olefinas. Sob condições experimentais otimizadas, com uma quantidade de catalisador de 0,67 % molar, temperatura de reação de 60 °C e tempo de processamento de 72 horas, foi possível alcançar uma despolimerização quase completa e recuperar mais de 80 % em fração mássica de fragmentos poliméricos solúveis.

Experimentos de reutilização do material reciclado mostraram que a adição de até 20 % em fração mássica de fragmentos poliméricos reciclados à resina fresca de diciclopentadieno permite produzir um material regenerado com propriedades termomecânicas semelhantes às do pDCPD virgem. A equipe de pesquisa também validou o processo em compósitos reforçados com fibra de carbono e fibra de vidro preparados em laboratório e comercializados, e as fibras recuperadas mantiveram a integridade mecânica.

A validação experimental deste método dispensa atmosfera inerte e pode utilizar ciclopentil metil éter, que apresenta menor impacto ambiental do que os solventes aromáticos tradicionais. A avaliação do ciclo de vida e a análise técnico-econômica do estudo indicam que a tecnologia tem potencial para reduzir o impacto ambiental do tratamento de resíduos, mas o custo real ainda é afetado pelo preço do catalisador de rutênio, pela eficiência de recuperação e pelo número de ciclos de reutilização.

A equipe de pesquisa já submeteu um pedido de patente nos Estados Unidos para a tecnologia relacionada e continua investigando a recuperação do catalisador, as limitações de difusão reacional em compósitos de parede espessa e a ampliação de escala do processo. Os resultados atuais constituem uma validação experimental do processo de reciclagem química, e ainda não foi estabelecida uma linha de produção de reciclagem comercial.