Одна из основных проблем, связанных с переработкой полиэтилена, который составляет треть всего пластика в мире, является экономической: переработанные пакеты превращаются в менее ценные продукты, такие как палубы и строительные материалы.
Новый химический процесс, разработанный в Калифорнийском университете в Беркли, превращает полиэтиленовый пластик в прочный и ценный клей.
«Идея заключается в том, что вы возьмете полиэтиленовый пакет, который не представляет никакой ценности, и вместо того, чтобы выбросить его, когда он окажется на свалке, вы превратите его в нечто ценное», - сказал Джон Хартвиг, Генри Рапопорт, руководитель исследовательской группы.
Для большинства пластмасс переработка означает измельчение их и преобразование в обычные продукты, при этом теряются многие свойства, кропотливо воплощенные в исходном пластике, такие как гибкость и простота обработки. Хотя новые методы переработки могут расщеплять пластмассы на их химические составляющие для использования в качестве топлива или смазочных материалов, эти продукты также имеют низкую ценность и могут быть экологически опасными.
Чтобы сделать переработку более привлекательной, исследователи и производители пластмасс ищут способы «вторичного использования», то есть превращения переработанного пластика во что-то более ценное и долговечное.
Добавляя к полимеру гидроксильную группу, которая представляет собой атом кислорода, связанный с атомом водорода, команда может превратить полиэтилен в клей, который прилипает к металлу и может быть окрашен латексом на водной основе — способность, которая у переработанного полиэтилена отсутствует.
«Мы можем улучшить адгезию, сохранив при этом все другие свойства полиэтилена, которые промышленность считает столь полезными», - сказал соавтор Филип Мессерсмит, профессор кафедры биоинженерии, материаловедения и инженерии Калифорнийского университета в Беркли.
Хотя этот процесс еще не является экономичным для промышленного использования, Хартвиг ??считает, что его можно улучшить и он может стать отправной точкой для добавления других свойств, помимо липкости. Успех также указывает на то, что можно работать и с другими типами пластмасс, такими как полипропилен, содержащийся в переработанных пластиковых бутылках, для производства более дорогостоящих продуктов, которые являются экономически привлекательными.
Это достигается с помощью процесса, который потребовал разработки специального катализатора, который может работать при высоких температурах, необходимых для плавления пластмассы при погружении в неполярный растворитель. Добавление небольшого количества спирта делает клей в 20 раз более липким.
Прикрепление полиэтилена к вещам, включая латексную краску, открывает много возможностей. Искусственные тазобедренные суставы и коленные имплантаты часто объединяют полиэтилен с металлическими компонентами и могут лучше прилегать к металлу. Такой полиэтилен можно использовать для покрытия электрического провода, в картонных коробках для молока - или для изготовления более прочных композитов из пластика и металла, например, в игрушках.
