W Stanach Zjednoczonych opracowano nowy, w pełni degradowalny polimer

Grupa chemików z USA odkryła nowy materiał polimerowy, który nie tylko może być używany do produkcji różnych materiałów, ale także może być poddawany recyklingowi bez szkody dla środowiska. Naukowcy proponują recykling plastiku na molekularne bloki budulcowe, dając tym samym produktom z tworzyw sztucznych drugie życie. Obecnie w wielu krajach produkty z tworzyw sztucznych, które przeżyły swoją przydatność, są wysyłane do recyklingu, gdzie są wykorzystywane do produkcji użytecznych produktów, ale większość z nich ląduje na wysypiskach śmieci lub w oceanie.

Istnieje również tworzywo sztuczne biodegradowalne, które w pewnych warunkach ulega rozkładowi (na przykład kwas polimlekowy), ale nawet ta alternatywa ma pewne wady — obecnie stosowane metody recyklingu nie pozwalają na przeprowadzenie procesu rozkładu bez powstawania szkodliwych produktów.

Celem amerykańskich chemików było znalezienie plastiku, który nadawałby się do recyklingu i byłby biodegradowalny. Podczas prac eksperci badali cząsteczki jednego z substytutów produktów naftowych (Departament Energii USA umieścił ten substytut na liście tych, które najlepiej spełniają wszystkie parametry).

Naukowcy rozważali wykorzystanie laktonu kwasu γ-hydroksymasłowego jako materiału do produkcji elementów składowych nowoczesnych tworzyw sztucznych, ale substancja ta jest stabilna termicznie, co uniemożliwiło naukowcom połączenie jej w łańcuch powtarzających się monomerów w celu utworzenia tworzywa sztucznego.

Według profesora chemii Evgena Chena, w poprzednich raportach wszystkie wnioski badaczy sprowadzały się do tego, że ten monomer nie zasługuje na uwagę naukowców. Wszyscy chemicy, którzy pracowali z laktonem kwasu y-hydroksymasłowego, zapewniali, że nie da się z niego wytworzyć polimeru, ale profesor Chen i jego współpracownicy podejrzewali, że w raportach są pewne nieścisłości.

Naukowcy rozpoczęli pracę z laktonem kwasu y-hydroksymasłowego i w rezultacie otrzymali nie tylko polimer, ale także udało im się nadać mu różne formy (cykliczną, liniową). W swojej pracy naukowcy potrzebowali katalizatorów, zarówno metalicznych, jak i bezmetalicznych, co pozwoliło im uzyskać poliester z podwójnym poli-gamma-butyrolaktonem. W trakcie dalszych prac naukowcy zdali sobie sprawę, że po podgrzaniu materiał przekształca się do stanu pierwotnego w ciągu około godziny (polimer cykliczny wymaga podgrzania do temperatury 300 ºС, liniowy – 220 ºС), innymi słowy, nowy materiał jest biodegradowalny i nie szkodzi środowisku, w przeciwieństwie do stosowanych obecnie produktów z tworzyw sztucznych.

Według zespołu badawczego monomer używany w ich pracy jest pełnoprawnym zamiennikiem bioplastiku P4HB, który jest szeroko stosowany komercyjnie. P4HB jest droższy i trudniejszy w produkcji niż większość tworzyw sztucznych. Zespół profesora Chena zasugerował, że ich tańsza i bardziej praktyczna opcja produkcji tworzyw sztucznych stanie się powszechna.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ], [ 4 ], [ 5 ]