Des scientifiques de l'Institut de valorisation coopérative des plastiques (iCOUP), un centre de recherche Energy Frontier dirigé par le laboratoire Ames, ont découvert un procédé chimique qui fournit biodégradable, produits chimiques précieux, qui sont utilisés comme tensioactifs et détergents dans une gamme d'applications, à partir de plastiques mis au rebut. Le processus a le potentiel de créer des cycles de vie plus durables et économiquement favorables pour les plastiques.

Les chercheurs ont ciblé leurs travaux sur la déconstruction des polyoléfines, qui représente plus de la moitié de tous les plastiques mis au rebut, et comprend presque tous les types de produits imaginables :jouets, emballages alimentaires, systèmes de tuyauterie, bouteilles d'eau, tissus, des chaussures, voitures, et meubles.

"Plastiques, et notamment les polyoléfines, sont des matériaux que vous pourriez qualifier de trop réussis, " a déclaré le directeur d'iCOUP, Aaron Sadow. " Ils sont fantastiques, forts, poids léger, thermiquement stable, résistants aux produits chimiques— pour toutes les applications pour lesquelles nous les utilisons, mais le problème vient quand nous n'en avons plus besoin."

Tout est dans la construction chimique des plastiques polyoléfiniques qui les rend si résistants et durables - de longues chaînes solides de liaisons carbone-carbone - qui les rendent également difficiles à décomposer. Les polyoléfines manquent également généralement des groupes chimiques qui pourraient être ciblés dans les processus de déconstruction. De nombreux processus existants pour recycler le plastique se traduisent par des composants moins utilisables, rendant la faisabilité économique du recyclage beaucoup moins attrayante.

Le nouveau procédé utilise ce que la science connaît déjà des étapes clés de la polymérisation - l'assemblage de longs brins de polymère - mais à l'inverse, en brisant certaines des liaisons carbone-carbone dans les chaînes. Une fois que quelques liaisons carbone-carbone sont rompues, les chaînes polymères raccourcies se transfèrent à un groupe terminal en aluminium pour former des espèces réactives. Les catalyseurs et réactions de ce nouveau procédé sont liés à ceux utilisés dans la polymérisation des alcènes, en tirant parti d'une chimie catalytique bien comprise. Finalement, les intermédiaires de cette nouvelle transformation se transforment facilement en alcools gras ou acides gras, ou utilisé dans d'autres produits chimiques de synthèse, pour créer des produits chimiques ou des matériaux précieux de multiples façons :comme détergents, émulsifiants, médicaments, et cosmétiques. Parce que le processus est contrôlé catalytiquement, les longueurs de chaîne de produits souhaitables peuvent être ciblées pour la synthèse.

La meilleure partie du processus est que ses produits finaux sont biodégradables, contrairement aux matières premières en polyéthylène et polypropylène.

« Les acides gras et les alcools se biodégradent relativement rapidement dans l'environnement. Si ces sous-produits trouvent une nouvelle utilisation ailleurs, c'est merveilleux, mais il a aussi une fin de vie, ce qui signifie qu'il ne s'accumulera pas dans l'environnement comme l'ont fait les plastiques, " dit Sadow.

La recherche est discutée plus en détail dans le document, "Le clivage catalytique de la liaison carbone-carbone et la formation de liaison carbone-élément donnent une nouvelle vie aux polyoléfines en tant que tensioactifs biodégradables, " rédigé par Uddhav Kanbur, Guiyan Zang, Alexandre L. Paterson, Puranjan Chatterjee, Ryan A. Hackler, Massimiliano Delferro, Igor I. Ralentissement, Frédéric A. Perras, Soleil de ping, Aaron D. Sadow; et publié dans Chimie .