Wychwytywanie i składowanie dwutlenku węgla jest konieczne, aby zmniejszyć zawartość CO2 w atmosferze. Jednak recykling CO2 w celu tworzenia przyjaznych dla środowiska tworzyw sztucznych to coś nowego, z czym eksperymentują naukowcy. Zespół kierowany przez chemików z University of Liרge opracował innowacyjną metodę produkcji tworzyw sztucznych nadających się do recyklingu przy użyciu dwutlenku węgla (CO2).
Chemikom z Uniwersytetu w Liרge udało się opracować pionierską technikę produkcji poliuretanów, która wykorzystuje CO2 do produkcji innowacyjnych i wysoce recyklingowalnych tworzyw sztucznych . Nowa technika produkcji poliuretanów, które można łatwo poddać recyklingowi, została opisana w badaniu przeprowadzonym przez naukowców z Uniwersytetu w Liרge we współpracy z Uniwersytetem w Mons i Uniwersytetem Kraju Basków.
Christophe Detrembleur , chemik z Centrum Edukacji i Badań nad Makrocząsteczkami (CERM) Uniwersytetu w Liège, wyjaśnia: „Ta liczba jest oszałamiająca, ale nie zaskakująca, ponieważ tworzywa sztuczne, znane również jako polimery syntetyczne, odniosły duży sukces dzięki swoim niezastąpionym właściwościom: są lekkie, tanie i niezwykle wszechstronne. Jednak fakt, że są trudne do recyklingu, a w przypadku tworzyw termoutwardzalnych wręcz niemożliwe, ma poważne konsekwencje”.
Tworzywa sztuczne o charakterze towarowym zrewolucjonizowały przemysł na całym świecie. Od budownictwa i odzieży po pojazdy i opakowania żywności, te tworzywa sztuczne stały się integralną częścią naszego codziennego życia. W rzeczywistości ich globalne zużycie w samym 2019 r. szacowano na oszałamiające 460 milionów ton.
Niemożność recyklingu tworzyw sztucznych nie tylko skutkuje wyczerpaniem zasobów kopalnych wykorzystywanych w ich produkcji, ale także ich przedłużoną obecnością w przyrodzie i oceanach. Dla naszego społeczeństwa kluczowe jest szybkie rozwijanie i produkcja tworzyw sztucznych, które można bez wysiłku poddać recyklingowi, gdy osiągną koniec swojego okresu użytkowania.
Doktorant CERM i pierwszy autor artykułu, Thomas Habets , wyjaśnia: „Szczególną cechą tego podejścia jest wykorzystanie dwutlenku węgla (CO2) – głównego symbolu odpadów naszego społeczeństwa – jako surowca do produkcji elementów konstrukcyjnych, czyli monomerów, potrzebnych do wytwarzania tych nowych produktów. Strukturę monomerów można łatwo modyfikować, co umożliwia produkcję tworzyw sztucznych o szerokim spektrum właściwości, od wysoce plastycznych elastomerów, takich jak silikony, po bardziej sztywne materiały, takie jak polistyren”.
W przeciwieństwie do tworzyw sztucznych o długich łańcuchach molekularnych, te zrównoważone tworzywa sztuczne z CO2 mają unikalną strukturę chemiczną , która tworzy trójwymiarową sieć. Ta cecha, typowa dla trudnych do recyklingu tworzyw termoutwardzalnych, zapewnia im zwiększoną trwałość i odporność.
Poliuretany uzyskane w wyniku recyklingu dwutlenku węgla posiadają innowacyjne dynamiczne wiązania chemiczne. Oznacza to, że pomimo swojego składu termoutwardzalnego, można je łatwo przekształcać poprzez wymianę wiązań chemicznych w łagodnych warunkach reakcji.
Zobacz także : Nadzieja na koniec uzależnienia od plastiku dzięki polimerom nadającym się do recyklingu
Główną zaletą tej nowej technologii jest możliwość rozszerzenia zakresu dostępnych właściwości i jednoczesnego zapewnienia licznych metod recyklingu materiałów po zakończeniu ich cyklu życia.
Habets wyjaśnia: „Te nowe tworzywa sztuczne można poddawać recyklingowi na wiele sposobów: albo po prostu zmieniając ich kształt poprzez podgrzanie, albo mieszając różne rodzaje tworzyw sztucznych w celu stworzenia materiałów hybrydowych o nowych właściwościach, albo rozkładając je na monomery składowe, co jest idealnym rozwiązaniem w przypadku eliminowania dodatków, takich jak barwniki, lub recyklingu kompozytów”.
Koncentrując się na przyszłej industrializacji waloryzacji CO2, niniejsze badanie podkreśla bezpośrednie wykorzystanie CO2 odpadowego jako cennego zasobu chemicznego. Christophe Detrembleur stwierdza: „To pierwsze wstępne badanie z wykorzystaniem naszych nowych elementów konstrukcyjnych i tworzyw sztucznych, ale niezwykłe jest to, że nasze materiały mogą już osiągać właściwości zbliżone do właściwości niektórych konwencjonalnych tworzyw sztucznych pozyskiwanych z ropy naftowej”.
Nowa technologia recyklingu CO2, będąca potencjalnym rozwiązaniem, pozwala na tworzenie ekologicznych tworzyw sztucznych, które dzięki wykorzystaniu tej technologii mogą być produkowane w sposób zrównoważony i charakteryzować się szeroką gamą właściwości, bez trudu dostosowując się do wymagań codziennego użytku.
Źródło : W kierunku tworzyw termoutwardzalnych na bazie CO2 nadających się do recyklingu
