Создан новый перерабатываемый пластик

Пластик составляет значительную часть твердых отходов планеты. Хотя некоторые его типы мы умеем перерабатывать, определенная группа недеформирующихся пластмасс под названием «термореактивный пластик», широко распространенных в электронной промышленности, до сих пор не поддавалась разложению и переработке.
В недавнем исследовании ученые описали способ получения перерабатываемых термореактивных пластиков, которые можно, соответственно, повторно использовать в производстве.

Итак, что же такое термореактивный пластик, и почему его так сложно перерабатывать? Для начала давайте рассмотрим свойства термопластиков, поддающихся переработке, и сравним эти два типа.
Термопластик, из которого изготавливаются бутылки, конструкторы Лего и медиаторы, можно многократно плавить и видоизменять. Если вы поднесете огонь к такой пластиковой бутылке, она деформируется и расплавится (хотя делать это не рекомендуется, так как получившиеся газообразные продукты опасны для здоровья.)
А вот термореактивные пластики, из которых делают кухонные принадлежности и компоненты электронных устройств, такие как печатные платы, сохраняют крепость и форму даже при нагревании, благодаря чему они идеально подходят для производства больших и прочных частей.
Эта способность выдерживать температуру связана со специальными производственными этапами, такими как нагревание, прессовка и добавление катализаторов, которые изменяют состояние материала на молекулярном уровне.
В результате этих этапов молекулярные цепи в термореактивных пластиках формируют крайне прочные сети, связанные поперечно. Это предотвращает плавление предметов из такой пластмассы, присущее термопластику, а при нагревании они трескаются или обугливаются.
В число самых распространенных типов термореактивных пластиков входят эпоксидные, силиконовые и фенольные смолы, а также полиэфиры. В общих чертах, термореактивные пластики известны благодаря высокой адгезионной способности, химической и термической устойчивости, а также отличной электропроводимости и механическим характеристикам.
Из-за таких качеств термореактивные пластики используются во множестве сфер, таких как микроэлектроника, транспорт и аэрокосмическая промышленность, а также производство лаков и клеев.

Как разложить неразлагаемое
Авторы работы создали перерабатываемые термореактивные пластики под названием «поли-гексагидротриазин», которые разлагаются в концентрированной кислоте. Чистые мономеры (отдельные молекулы пластикового материала) удалось восстановить и повторно использовать (полимеризировать) для производства новых изделий.
Свойства поли-гексагидротриазина аналогичны обычным, неперерабатываемым термореактивным пластикам: он твердый, термо- и химически устойчивый, демонстрирует отличную сопротивляемость действию растворителей и факторов окружающей среды, особенно будучи укрепленным углеродными нанотрубками.
Более того, изменяя сочетание и состав мономеров, использованных для реакций, исследователям удалось получить эластичный гель со свойствами самовосстановления. Его также можно разлагать в концентрированной кислоте.
Эта работа является серьезным шагом вперед, так как долгое время считалось, что термореактивные пластики невозможно перерабатывать.
Depending on the manufacturing process, substances can yield both thermoset and thermoplastic products:
В зависимости от производственного процесса, используя субстанцию, можно производить изделия как из термореактивного, так и из термического пластика:
• параформальдегид часто используется для производства термореактивной пластмассы, такой как фенольные смолы и термопластический полиоксиметилен. Последний необходим для высокоточных деталей и высококачественных технических компонентов, таких как маленькие шестеренки и шарикоподшипники;
• ароматические и алифатические амины используются для производства термореактивных бензоксазиновых смол, необходимых для термостойких композитов и электронных деталей. Эти амины также являются сырьем для производства термопластиков, таких как ароматические найлоны для высокопрочных кевларовых волокон (их можно увидеть в пуленепробиваемых жилетах).
Просто используя различные сочетания мономеров, ученые получили базис для производства необычайно разнообразных материалов. Процесс полимеризации основан на хорошо изученной реакции аминов с параформальдегидом, результатом которой стал новый тип термореактивных пластмасс.
Методику можно с легкостью использовать в больших масштабах на существующих предприятиях и оборудовании для химической промышленности. Она в одно и то же время технически доступная и недорогая, а потому такие перерабатываемые термореактивные пластики можно получать в коммерческих объемах.
Компоненты из нового материала заменят существующие части во многих сферах, таких как производство современных электронных устройств, автомобильная и аэрокосмическая промышленность.
Но важнее всего то, что большинство изделий из обычных термореактивных пластиков отправляются на мусорные свалки. Если результаты этого исследования применять в широких масштабах, то мы получим отличные возможности для повторного использования множества пластмассовых изделий.



Источник: facepla.net