Transformando resíduos de enxofre em polímeros

Enxofre é um subproduto indesejável da indústria petroquímica, que tem resultado em enormes estoques de enxofre que não estão sendo usados ​​para nada. Cientistas de materiais estão interessados ​​em transformar esse enxofre residual em polímeros úteis. Uma abordagem para isso é a vulcanização inversa, na qual polímeros à base de enxofre são reticulados usando pequenas moléculas orgânicas – o oposto da vulcanização bem conhecida de, por exemplo, borracha para uso em pneus, onde o enxofre é usado como reticulador para polímeros orgânicos.

Muitos plásticos e polímeros não são recicláveis ​​ou são difíceis de reciclar. No entanto, os polímeros feitos com um alto componente de enxofre têm muitas ligações que podem ser facilmente quebradas e reformadas. Isso torna mais fácil fazer um objeto de um polímero de enxofre e, posteriormente, reformá-lo em outra forma. Infelizmente, até agora o uso de polímeros de enxofre tem sido dificultado por suas propriedades mecânicas ruins.

Peiyao Yan, Universidade de Liverpool, Reino Unido, Tom Hasell, Universidade de Liverpool e Northwest Normal University, Lanzhou, China, e colegas descobriram que a resistência mecânica dos polímeros de enxofre pode ser melhorada por uma síntese em duas etapas que introduz ligações de uretano como reticuladores . A equipe preparou primeiro um pré-polímero linear quimicamente estável a partir de enxofre e Span 80 (ilustrado abaixo à esquerda), um monômero trifuncional. Este pré-polímero com grupos hidroxila nas cadeias laterais foi posteriormente reticulado pelo monômero difuncional difenilmetano 4,4′-diisocianato (MDI, ilustrado abaixo à direita), que forma ligações de uretano.

A resistência mecânica do material foi significativamente aumentada pela reticulação. As propriedades físicas dos polímeros podem ser ajustadas mudando o grau de reticulação. Apesar das ligações adicionais, os polímeros ainda podem ser reciclados facilmente. Eles também mostram um efeito de memória de forma. Depois de serem colocados em uma forma, eles podem ser temporariamente deformados em uma segunda forma, que eles retêm até que o aquecimento os retorne à primeira forma. Os materiais com memória de forma têm aplicações potenciais em áreas como robótica leve, medicina e objetos com autorreparação. Além disso, a equipe descobriu que, ao aquecer o polímero a uma temperatura mais alta na qual as ligações de enxofre se reorganizam, foi possível definir uma nova forma “lembrada” – em essência, “reprogramar” a memória de forma do polímero. Este processo pode ser repetido várias vezes.

Texto traduzido por Prof. Dr. Luís Roberto Brudna Holzle ( [email protected]a.edu.br ). A tradução do original ‘Turning waste sulfur into polymers‘ foi gentilmente autorizada pelos detentores dos direitos (Wiley-VCH GmbH – ChemistryViews.org).

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  • Autor: Angewandte Chemie International Edition
  • Data de publicação: 22 Junho 2020
  • Fonte/Editora: Angewandte Chemie International Edition/Wiley-VCH
  • Copyright: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA

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