Улавливание и хранение углекислого газа необходимо для снижения содержания CO2 в атмосфере. Но переработка CO2 для создания экологически чистых пластиков — это нечто новое, с чем экспериментируют исследователи. Группа под руководством химиков из Университета Льежа разработала инновационный метод производства перерабатываемых пластиков с использованием углекислого газа (CO2).
Химики из Льежского университета успешно разработали новаторскую технологию производства полиуретана, использующую CO2 для получения инновационных и легко перерабатываемых пластмасс . Новая технология производства полиуретановых пластмасс, легко поддающихся переработке, была описана в исследовании, проведенном учеными из Льежского университета в сотрудничестве с Университетом Монса и Университетом Страны Басков.
Химик из Центра образования и исследований макромолекул (CERM) Льежского университета Кристоф Детремблер объясняет: «Эта цифра ошеломляет, но не удивляет, поскольку пластмассы, также известные как синтетические полимеры, добились большого успеха благодаря своим незаменимым характеристикам: они легкие, дешевые и невероятно универсальные. Однако тот факт, что их трудно перерабатывать, а в случае термореактивных пластмасс — даже невозможно, имеет серьезные последствия».
Пластиковые товары произвели революцию в промышленности по всему миру. От строительства и одежды до транспортных средств и упаковки пищевых продуктов, эти пластмассы стали неотъемлемой частью нашей повседневной жизни. Фактически, их мировое использование только в 2019 году оценивалось в ошеломляющие 460 миллионов тонн.
Невозможность переработки пластика приводит не только к истощению ископаемых ресурсов, используемых в его производстве, но и к его расширению в природе и океанах. Для нашего общества крайне важно быстро разрабатывать и производить пластик, который можно без труда перерабатывать, когда он подходит к концу своего срока службы.
Аспирант CERM и первый автор статьи, Томас Хабетс , объясняет: «Особенность этого подхода заключается в использовании углекислого газа (CO2) — одного из основных символических отходов нашего общества — в качестве сырья для производства строительных блоков, или мономеров, необходимых для изготовления этих новых продуктов. Структуру мономеров можно легко модифицировать, что позволяет производить пластмассы с широким спектром свойств, от высокопластичных эластомеров, таких как силиконы, до более жестких материалов, таких как полистирол».
В отличие от пластмасс, изготовленных из длинных молекулярных цепочек, эти экологически чистые пластмассы, полученные из CO2, обладают уникальной химической структурой , образующей трехмерную сеть. Эта характеристика, обычно присущая трудноперерабатываемым термореактивным пластмассам, обеспечивает им повышенную прочность и износостойкость.
Полиуретаны, полученные из переработанного диоксида углерода, обладают инновационными динамическими химическими связями. Это означает, что, несмотря на свой термореактивный состав, они могут легко изменять свою форму посредством обмена химическими связями в мягких условиях реакции.
См. также : Обнадеживающий конец зависимости от пластика благодаря перерабатываемым полимерам
Главное преимущество этой новой технологии заключается в возможности расширения спектра доступных свойств, а также в предоставлении многочисленных методов переработки материалов по истечении срока их службы.
Хабетс объясняет: «Эти новые пластмассы можно перерабатывать различными способами: либо просто изменяя их форму путем нагревания, либо смешивая различные типы пластика для создания гибридных материалов с новыми свойствами, либо расщепляя их на составляющие мономеры, что идеально подходит для исключения добавок, таких как красители, или для переработки композитных материалов».
В данном исследовании, посвященном перспективам индустриализации переработки CO2, подчеркивается возможность прямого использования отработанного CO2 в качестве ценного химического ресурса. Кристоф Детремблер заявляет: «Это первое предварительное исследование с использованием наших новых строительных блоков и пластмасс, но весьма примечательно, что наши материалы уже могут достигать свойств, аналогичных свойствам некоторых традиционных пластмасс, получаемых из нефтяных источников».
Переработка CO2 для создания экологически чистых пластмасс с помощью этой новой технологии представляется потенциальным решением, позволяющим разрабатывать устойчивые пластмассы с широким спектром свойств, легко удовлетворяющие требованиям повседневного применения.
Источник : Toward Recyclable CO2-Based Thermosets
