Quando parliamo di riciclo della plastica, usiamo un termine generico, che solitamente identifica il PET o il polietilene, materiali comuni per le bottiglie; questo tipo di plastica raccolta, infatti, ha la stessa composizione chimica, ovvero molecole di polimeri di lunghezze simili ed anche gli additivi utilizzati per migliorare le proprietà come colore, morbidezza o resistenza alla luce solare sono simili. Se il PET è usato per bottiglie, contenitori e fibre tessili, il Plexiglass o PMMA è usato per vetri sintetici, insegne luminose, schermi protettivi, ma essendo più rigido è più difficile il riciclo di plexiglass. Tutte queste caratteristiche consentono alla plastica di essere fusa per dare “vita” a nuove bottiglie, mentre altri tipi di plastiche miste vengono incenerite per altri scopi, come generare calore negli impianti di cemento.
Il miracolo del riciclo di plexiglass
Da Zurigo però, un team di scienziati del Laboratory of Polymeric Materials dell’ETH ha scoperto un metodo che consente la quasi completa scomposizione del plexiglass nei blocchi che lo costituiscono, i quali possono essere ricondotti ad una sorta di grado zero, per la sintesi di nuovi polimeri di plexiglass. Questo materiale, noto anche come vetro acrilico, PMMA polimetilmetacrilato è molto usato a livello globale, per la sua leggerezza e durevolezza tanto da raggiungere una produzione annuale globale di circa 3,9 milioni di tonnellate.
Cosa hanno fatto i ricercatori dell’ETH? Sono riusciti a scindere in catene polimeriche molto lunghe, fino a 10.000 blocchi monomerici, senza che la presenza di additivi abbia comportato un impatto significativo nel processo di scissione, con una resa tra il 94 e il 98%.
Pirolisi metodo energivoro e costoso
“Tutto ciò di cui abbiamo bisogno è un solvente a base di cloro e di riscaldare la miscela di riciclaggio disciolta a una temperatura compresa tra 90 e 150 °C per avviare la reazione di depolimerizzazione con l’ausilio di luce UV o visibile”, la spiegazione di uno dei ricercatori Anastasaki, che ha pubblicato lo studio sulla rivista scientifica Science.
Un procedimento tutto sommato semplice che ha risolto un problema molto complesso, fino ad oggi ritenuto insormontabile dalla chimica. Infatti, il plexiglass – come altri tipi di plastiche – è fatto di una catena polimerica di atomi di carbonio con vari gruppi laterali che si diramano, che fino ad oggi non potevano essere separati in monomeri poiché non c’erano punti di attacco specifici per le reazioni di scissione. L’unico metodo attualmente utilizzato è la pirolisi, che però comporta una decomposizione termica delle catene di carbonio a circa 400 °C; quindi grandi quantità di energia richiesta ed una miscela di vari prodotti di scissione. Insomma un espediente poco conveniente.
Riciclo del plexiglass, una soluzione trovata per caso
Accade spesso di trovare la soluzione ad un problema in modo casuale. E così è stato anche per la scomposizione che porta al riciclo del plexiglass: “In realtà stavamo cercando catalizzatori specifici che avrebbero promosso la scomposizione mirata in monomeri. Ma un esperimento di controllo ha portato alla sorprendente rivelazione che il catalizzatore non era nemmeno necessario“.
A risolvere ci ha pensato il solvente a baso di cloro in cui è stato disciolto il campione di plexiglass frantumato, sufficiente per dividere completamente il polimero con l’aiuto della luce UV. Dopodiché i ricercatori hanno esaminato più da vicino la reazione di scissione, e scoperto che la particella chimicamente attiva nella reazione era un radicale di cloro che si separa dal solvente clorurato quando eccitato dalla luce. Ciò che era inaspettato era che la luce ad alta lunghezza d’onda può rompere il legame del cloro con la molecola del solvente.
Il cloro? Meglio di no…in futuro
In futuro, la ricercatrice dell’ETH vuole fare a meno anche del solvente clorurato nel suo processo di riciclaggio: “I composti chimici clorurati danneggiano l’ambiente. Il nostro prossimo obiettivo è quello di modificare le reazioni per consentire loro di funzionare senza il solvente clorurato“. (P.T.)