Upcycling plastica, e se la stampa 3D utilizzasse i rifiuti?

Sviluppato un approccio di upcycling che aggiunge valore alla plastica scartata per il riutilizzo nella produzione additiva o nella stampa 3D

Upcycling plastica
via depositphotos.com

(Rinnovabili.it) – I ricercatori del Dipartimento dell’Energia del Laboratorio Nazionale di Oak Ridge hanno sviluppato un metodo di upcycling che aggiunge valore alle plastiche rendendole compatibili con la stampa 3D. L’innovazione potrebbe ridurre globalmente la quantità di rifiuti, perché aumenterebbe la qualità delle plastiche che generalmente non sono riciclabili. Adottare questa pratica, inoltre, abbasserebbe le emissioni di CO2 legate alla produzione. 

Il metodo, i cui risultati sono stati pubblicati su Science Advances, ha il vantaggio di essere adottabile e scalabile. “Avremo bisogno di scoperte fondamentali per superare le sfide dell’aumento dei costi e del deterioramento delle proprietà dei materiali associati al riciclaggio”, ha detto l’autore principale Tomonori Saito della divisione di scienze chimiche di ORNL. “Il nostro obiettivo era quello di sviluppare una strategia facilmente adottabile che riutilizza i rifiuti di plastica per creare un materiale più prezioso invece di generare plastica fresca.”

Dopo l’upcycling la plastica può essere utilizzata per la stampa 3D

Ogni anno vengono prodotte circa 400 milioni di tonnellate di rifiuti di plastica, delle quali, globalmente, viene riciclato meno del 10%. Il metodo suggerito dallo studio potrebbe dare nuova destinazione ai milioni di tonnellate di rifiuti di plastica monouso che, non riciclabili, finiscono in discarica o in inceneritore.

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I ricercatori hanno infatti effettuato l’upcycling dell’acrilonitrile butadiene stirene (ABS), una plastica di uso comune per oggetti come parti di auto, palle da tennis o i blocchi LEGO. Questo materiale è utilizzato spesso anche per la produzione di filamenti fusi (FFF), utilizzati nella stampa 3D. Con la versione upcycled della plastica però il materiale diviene più resistente, garantendo migliori prestazioni per la stampa 3D rispetto all’ASB standard. 

“Lo sviluppo di nuovi materiali riciclabili con proprietà superiori per FFF crea opportunità per avere un grande impatto sulla produzione di plastica ed espandere le capacità di produzione additiva che hanno il potenziale di ridurre la nostra impronta di carbonio”, ha detto Sungjin Kim di ORNL.

Il metodo adottato dal team di scienziati

Il metodo di stampa FFF rappresenta il 70% del mercato globale, con lo sviluppo di nuove materie prime potrebbe migliorare nelle prestazioni. 

Di fatti, dopo il trattamento l’ABS ha raggiunto il doppio della durezza e della resistenza, con valori maggiori di resistenza ai solventi. “La resistenza ai solventi ha un valore aggiunto perché ci consente di separare facilmente l’ABS modificato dai rifiuti di plastica misti e non differenziati comunemente presenti negli scenari di riciclaggio”, ha affermato Saito.

Sciogliendo i rifiuti in plastica in diversi solventi, infatti, il team ha verificato che l’ABS modificato manteneva la sua struttura mentre l’altra plastica non soggetta all’upcycling si scioglieva completamente. 

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“L’approccio è estremamente versatile”, ha detto Kim. “l’ABS upcycled recuperato può essere riutilizzato più e più volte per FFF con perdita minima di proprietà. Può anche essere combinato con ABS misto e standard e stampato direttamente come miscela.”

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