Macromoléculas formadas de unidades estruturais menores (os meros), os polímeros têm no plástico a sua face mais conhecida, pois está presente, há mais de um século, nas embalagens de alimentos, produtos automotivos, eletroeletrônicos, vestuário, utensílios domésticos, brinquedos e tantos outros. Apesar de suas mil e uma utilidades, o plástico é um dos mais temíveis vilões ambientais por causa de alguns fatores, como a energia gasta em seu processo de produção e o longo período de degradação na natureza. Para conciliar sustentabilidade ambiental e os benefícios práticos dos polímeros, o Laboratório de Engenharia de Polímeros e Compósitos da Escola de Engenharia da UFMG (LEPCom) vem desenvolvendo pesquisas e artigos sobre seu processo produtivo, resultando, inclusive, em depósitos de patentes.

“Os polímeros têm suas vantagens, mas precisam de todo controle e bom senso na sua produção e utilização”, observa o professor e chefe do LEPCom, Rodrigo Oréfice. Ele conta que, até o século passado, os polímeros eram retirados da natureza, como borracha, celulose e marfim, até se tornarem raros e caros, por causa do extrativismo descontrolado. Na tentativa de baratear os custos de produção, as indústrias passaram a sintetizar polímeros, hoje presentes em inúmeros produtos, como o náilon, polietileno, borracha sintética, teflon, PVC (policloreto de vinila) e PET (polietileno tereftalato). 

“Boa parte dos polímeros sintéticos, originários dos processos químicos de polimerização, são mais estáveis em sua constituição e produzidos com o objetivo de garantir estabilidade mecânica e química, o que acaba dificultando sua degradação natural, permanecendo por mais tempo no meio ambiente. Essa característica exige produção e uso conscientes”, analisa Oréfice.

Com aditivos
Em uma de suas frentes de pesquisa, baseada na reciclagem, o laboratório propõe a geração de produtos que consomem menos energia e fazem uso de aditivos baseados em matéria-prima ­extraída da natureza. Apesar dos processos já consolidados na área de polímeros, ainda há espaço para avanços tecnológicos, na avaliação do pesquisador. “Os processos de reciclagem esbarram na perda de qualidade contínua dos produtos a cada ciclo. Cada vez que é reciclado, o material tende a perder propriedades originais, ficando mais quebradiço, opaco, com qualidade inferior à inicial, o que dificulta sua reciclagem por várias vezes”, informa o professor.

Tese de doutorado, defendida no Programa de Pós-graduação em Engenharia Metalúrgica, Materiais e de Minas, propôs uso de nanotecnologia em polímeros reciclados, a fim de recuperar suas propriedades iniciais. “Utilizamos nanocristais de quitina, uma pequena partícula natural, extraída de carapaças de insetos e crustáceos. Esse nanocomponente foi acrescentado aos polímeros reciclados e conseguiu recuperar suas propriedades”, conta Rodrigo Oréfice. A pesquisa gerou dois artigos publicados em periódicos internacionais. 

As garrafas PET e as sacolas plásticas já apresentam alguma mistura de polímeros sintéticos e naturais. No LEPCom foi desenvolvida uma sacola plástica utilizando polímeros originários da quitosana (derivada da quitina), pectina e amido. A expectativa é de que o pedido de patente, depositado no Instituto Nacional da Propriedade Industrial (INPI) em 2014, seja aprovado. “É uma sacola de polietileno, incorporada com esses polímeros naturais, que serve como estímulo para a indústria, tendo em vista a comprovada elevada processabilidade desses polímeros”, comenta.  A pesquisa foi desenvolvida em parceria com a Universidade Federal de São Carlos (UFSCar), com apoio da Petrobras.

Outro benefício da reciclagem de polímeros é corroborado por dissertação de mestrado que propõe a transformação das garrafas PET em um particulado muito fino – o pó de PET. Esse composto foi utilizado na produção de borracha sintética, substituindo em 50% os componentes químicos, como partículas de carbono (negro-de-fumo), utilizados nesse processo. Misturadas e aquecidas, as pequenas partículas de PET sofreram alteração em sua estrutura, tornando a borracha mais resistente. O processo desenvolvido deu origem a um pedido de patente.

A saúde humana pode ser beneficiada pelo uso inteligente dos polímeros. O LEPCom desenvolveu uma espuma polimérica – usando como matéria-prima o resíduo da indústria de refino de petróleo – que gera embalagem capaz de absorver herbicidas dos alimentos, sem comprometer suas propriedades nutricionais. O trabalho foi publicado no Journal of Hazardous Materials, em março deste ano.

Artigos e patente
Uso da nanotecnologia para recuperação de propriedades originais de polímeros
Espuma polimérica para produção de embalagem

Processo para produção de borracha utilizando PET e produto
Autores: Édson Almeida Júnior e Rodrigo Lambert Oréfice. Patente: Privilégio de Inovação. Número do registro no INPI: PI014120002018