Nowy rodzaj tworzywa sztucznego może być wielokrotnie stosowany
Ostatnia recenzja: 16.10.2021
Cała zawartość iLive jest sprawdzana medycznie lub sprawdzana pod względem faktycznym, aby zapewnić jak największą dokładność faktyczną.
Mamy ścisłe wytyczne dotyczące pozyskiwania i tylko linki do renomowanych serwisów medialnych, akademickich instytucji badawczych i, o ile to możliwe, recenzowanych badań medycznych. Zauważ, że liczby w nawiasach ([1], [2] itd.) Są linkami do tych badań, które można kliknąć.
Jeśli uważasz, że któraś z naszych treści jest niedokładna, nieaktualna lub w inny sposób wątpliwa, wybierz ją i naciśnij Ctrl + Enter.
Lawrence Berkeley National Laboratory, należący do Departamentu Energii Stanów Zjednoczonych, stworzył nowy rodzaj materiału polimerowego. Materiał ten, według rodzaju projektantów, jest demontowany i montowany, przyjmując niezbędny kształt, gęstość i odcień koloru bez utraty jakości. Ten polimer nazwano polidiketoenaminą, w skrócie PDK.
Tworzyw sztucznych produkowanych na całym świecie głównie nie można ponownie wykorzystywać. Eksperci zastosowali nową metodę produkcji, dzięki której można wziąć pod uwagę molekularną obróbkę produktu.
Dobrze znany i najczęstszy w tej chwili plastik PET (politereftalan etylenu) nadaje się do przetworzenia tylko o 25%. Cała pozostała ilość znajduje się w spalarniach, składowiskach lub osadach w glebie i zbiornikach wodnych.
Plastik zazwyczaj składa się z długich, opartych na węglu cząsteczek molekularnych, które są ze sobą połączone w celu utworzenia polimerów. Ze względu na swoją budowę wykazują stabilność chemiczną - to znaczy nie są podatne na korozję. Aby dostosować materiał do określonego zastosowania, w zakładach dodaje się do niego inne składniki chemiczne. Na przykład dodatki są konieczne, aby plastik był bardziej miękki lub, przeciwnie, gęstszy. Następnie takich dodatków nie można już usunąć z kompozycji, nawet przy specjalistycznym przetwarzaniu tworzyw sztucznych.
Materiały o różnych składnikach chemicznych są mieszane, łączone i topione podczas procesu przetwarzania. Właściwości odzyskanego plastiku są prawie niemożliwe do przewidzenia.
Recykling tworzyw sztucznych to ogromny problem na całym świecie. Teraz wszędzie pojawia się kwestia zanieczyszczenia ekosystemów i najprawdopodobniej będziemy musieli spodziewać się pogorszenia sytuacji, ponieważ ilość niewykorzystanego i wyprodukowanego plastiku wciąż rośnie.
Okazuje się, że monomery tworzące PDK można łatwo usunąć po prostu zanurzając materiał w silnie kwasowej cieczy, w której wiązania między monomerami i dodatkowymi składnikami są zrywane.
Naukowcy odkryli tę zdolność PDK podczas nakładania różnych kwasów do szklanych pojemników używanych do przygotowania mieszanin klejowych. Specjaliści zauważyli, że klej się zmienia. Zmusiło to ich do analizy plastiku za pomocą jądrowego rezonansu magnetycznego i spektroskopii, dzięki czemu odkryto oryginalność monomerów.
Dalsze eksperymenty wykazały, że środowisko kwasowe rozszczepia polimery PDK na monomery, jednocześnie oddzielając je od dodatkowych cząsteczek. W takim przypadku monomery można ponownie przekształcić w polimery, które po przetworzeniu zostaną całkowicie oczyszczone z innych składników. Eksperci sugerują, że nowy rodzaj tworzywa sztucznego może stać się obiecującym analogiem innych materiałów, które nie nadają się do recyklingu.
Specjaliści już zaplanowali rozwój tworzyw PDK, które mają szeroki zakres możliwości termomechanicznych, do późniejszego zastosowania w przemyśle tekstylnym i druku 3D. Planowane jest również wytwarzanie nowych rodzajów tworzyw sztucznych z materiałów roślinnych i przyjaznych dla środowiska.
Szczegóły pracy zostały przedstawione na stronach Nature Chemistry (www.nature.com/articles/s41557-019-0249-2).