Знайдено спосіб перетворювати непотрібний поліетилен на цінний клей

Команда з Каліфорнійського університету в Берклі розробила процес, який перетворює пластикові відходи на щось більш цінне - клей. Він був натхненний пошуком способів «вторинного використання» пластмас, щоб з одного боку використовувати їх для нових цілей, а з іншого - зберегти при цьому властивості, які робили їх корисними і зручними у використанні.

Зазвичай переробка пластику - вельми невигідна справа, проте вчені знайшли вихід із ситуації

Пластикові відходи - одна з найсерйозніших екологічних проблем в сучасному світі, але пластмаси, як відомо, не дуже цікавлять компанії з переробки. На відміну від гофрованого картону, скла або металобрухту, пластик дуже важко використовувати повторно, що робить кінцевий продукт менш цінним і тому практично невигідним для виробника.

Пластмаси мають цілу низку конкретних властивостей, що відповідають за їхню користь в тому чи іншому випадку: пластичність, однорідність, порівняльна легкість обробки і так далі. Їх склад спеціально підбирають так, щоб вони не вступали в хімічні реакції з більшістю речовин. У результаті перероблені пластмаси, такі як поліетилен, часто перетворюються на малоцінні будівельні матеріали, що втратили багато властивостей вихідної речовини. В іншому випадку вони стають паливно-мастильними матеріалами, які також є малоцінними, шкідливими для екології і не можуть похвалитися тривалим терміном служби.

Поліетилен - найпоширеніший на сьогодні вид пластику. Щорічно по всьому світі його виробляється понад 100 мільйонів тонн! У багатьох варіантах він широко використовується в пакувальних виробах, сміттєвих і продуктових пакетах, геомембранах, сільськогосподарському мульчі, іграшках і різних видах домашнього начиння.

Каталізатор на основі рутенію (золота куля в центрі) додає певну хімічну групу ОН (червоним кольором) до полімерних ланцюгів поліетилену, створюючи т. зв. «окислений» поліетилен.

Джон Хартвіг, завідувач кафедри органічної хімії Генрі Рапопорта в Каліфорнійському університеті в Берклі, і його команда розробили процес переробки поліетилену при збереженні багатьох його властивостей. Додаючи до полімеру гідроксильну групу, яка являє собою атом кисню, пов'язаний з атомом водню, команда може перетворити поліетилен на клей, який прилипає до металу і може бути пофарбований латексом на водній основі - здатність, яка у переробленого поліетилену відсутня.

Це досягається за допомогою каталітичного процесу, який зажадав розробки спеціального каталізатора, званого поліфторованим порфірином рутенію, який може працювати при високих температурах, необхідних для плавлення пластмаси при зануренні в неполярний розчинник. Додавання невеликої кількості спирту робить клей у 20 разів більш липким.

Хоча цей процес як і раніше неекономічний, здатність переробленого поліетилену прилипати до речей дає можливість використовувати його в різних областях. Наприклад, у штучних тазостегнових суглобах і колінних імплантатах, в якості ізоляції для металевих проводів або для приклеювання інших полімерів. разом, щоб створювати більш міцні вироби, що поєднують пластик і метал.

«Ідея полягає в тому, що ви берете поліетиленовий пакет, який вже не представляє ніякої цінності, і замість того, щоб викинути його на смітник, ви перетворюєте його на щось цінне», - пояснює Хартвіг. "Звичайно, неможливо взяти всі сотні мільярдів тонн переробленого пластику і перетворити його на матеріал з адгезійними властивостями. Але якщо взяти навіть деяку його частину і перетворити її на щось цінне - це може змінити сам підхід до економіки переробки ".