Uma maneira melhor de fazer acrílicos

8 de fevereiro de 2019 | Kim Krieger - UConn Communications

Pesquisadores da UConn e da ExxonMobil descrevem um novo processo para fabricar acrílicos que aumentariam a eficiência energética e reduziriam os subprodutos tóxicos.

Acrílicos e os acrilatos intimamente relacionados são os blocos de construção para muitos tipos de plásticos, colas, têxteis, corantes, tintas e papéis. Agora, pesquisadores da UConn e da ExxonMobil descrevem um novo processo para fabricar acrílicos que aumentariam a eficiência energética e reduziriam os subprodutos tóxicos. (Imagens Getty)

Os acrílicos são uma família incrivelmente diversa e útil de produtos químicos usados ​​em todos os tipos de produtos, de fraldas a esmaltes. Agora, uma equipe de pesquisadores da UConn e da ExxonMobil descreve um novo processo para produzi-los. O novo método aumentaria a eficiência energética e reduziria os subprodutos tóxicos, relatam eles na edição de 8 de fevereiro da Nature Communications.

O mercado global de ácido acrílico é enorme. O mundo usou cerca de 5 milhões de toneladas métricas em 2013, de acordo com o grupo industrial PetroChemicals Europe. E não é de admirar, pois os acrílicos e os acrilatos intimamente relacionados são os blocos de construção de muitos tipos de plásticos, colas, têxteis, corantes, tintas e papéis. Amarrados juntos em longas correntes, eles podem fazer todos os tipos de materiais úteis. O acrilato misturado com hidróxido de sódio, por exemplo, forma um material superabsorvente usado em fraldas. Adicione grupos metil extras (carbono mais três hidrogênios) e o acrilato forma o plexiglass.

Os atuais processos industriais de fabricação de acrílicos exigem altas temperaturas próximas a 450 F e produzem subprodutos indesejados e às vezes prejudiciais, como etileno, dióxido de carbono e cianeto de hidrogênio.

O químico Steve Suib da UConn, diretor do Instituto de Ciência de Materiais da Universidade, e colegas da UConn e da ExxonMobil projetaram uma nova maneira de produzir acrílicos em temperaturas amenas. Sua técnica pode ser ajustada para evitar a produção de produtos químicos indesejados.

"Cientistas da ExxonMobil Research & Engineering em parceria com o grupo do professor Suib na UConn têm investigado novas tecnologias que podem diminuir a intensidade energética, pular etapas, melhorar a eficiência energética e reduzir a pegada de CO2 no processo de produção de acrílicos", diz Partha Nandi, um químico na ExxonMobil. "A recente publicação na Nature Communications descreve a descoberta de uma nova rota para produzir uma classe de derivados de acrilato em potencialmente menos etapas e com menos energia."

A técnica usa um catalisador poroso feito de manganês e oxigênio. Catalisadores são materiais usados ​​para acelerar reações. Freqüentemente, eles fornecem uma superfície para as moléculas se assentarem enquanto reagem umas com as outras, ajudando-as a se encontrarem nas configurações certas para realizar a ação. Nesse caso, os poros cumprem esse papel. Os poros têm de 20 a 500 Angstroms de largura, grandes o suficiente para que moléculas bastante grandes caibam dentro. Os átomos de manganês no material podem trocar seus elétrons com oxigênios próximos, o que facilita a ocorrência das reações químicas corretas. Dependendo dos ingredientes iniciais, o catalisador pode facilitar todos os diferentes tipos de acrílicos e acrilatos, com muito pouco desperdício, diz Suib.

"Esperamos que isso possa ser ampliado", diz ele. "Queremos maximizar o rendimento, minimizar a temperatura e fazer um catalisador ainda mais ativo", que ajudará a reação a ser mais rápida. O grupo também descobriu que adicionar um pouco de lítio também ajudou a acelerar as coisas. Atualmente, eles estão estudando o papel exato do lítio e experimentando maneiras de melhorar o catalisador de manganês e oxigênio.

Esta pesquisa foi financiada pelo Departamento de Energia dos EUA, Escritório de Ciências Básicas de Energia, Divisão de Ciências Químicas, Biológicas e Geológicas sob a concessão DE-FG02-86ER13622.A000, bem como ExxonMobil.