Новости химической науки > Отходы полимеров обретают новую жизнь

Отходы из полимерной упаковки могут быть превращены в углеродные микросферы, для применения в различных областях.

Пластиковые пакеты для упаковки продуктов питания доступны и надежны, однако чаще всего такие пакеты отправляются на свалку уже после того, как мы донесли запакованные в них продукты до нашего холодильника.

Специалист по материалам из Национальной лаборатории Аргонны, Вилас Пол (Vilas Pol), нашел способ дать старой упаковочной таре вторую жизнь, разработав метод превращения полимеров в углеродные микросферы. Такие микросферы могут найти применение в создании красок для отделочных работ или тонеров для принтеров и сканеров.

Новый метод позволяет превратить пластиковые отходы, например упаковочные пакеты в микросферы из чистого углерода. (Рисунок из Environ Sci. Technol. DOI 10.1021/es100243u)

Идея пришла в голову Полу после того, как в 2007 году в Сан-Франциско было законодательно запрещено использование пластиковых пакетов для упаковки продуктов питания. Для того чтобы ликвидировать причину такого законодательного запрета, исследователь хотел найти способ дать использованным и выброшенным на свалку пакетам вторую жизнь.

Пол решил, что вторичное использование пластика для изготовления таких же упаковочных пакетов – не выход, поскольку для вторичного использования полимеров необходимо предусмотреть дополнительную технологическую стадию сортировки и разделения полимерных отходов на использованные пакеты из разных материалов.

Вместо того, чтобы получать из полимерных отходов новые полимеры, Пол решил найти метод переработки отработавшего свой век пластика в другие, не менее ценные продукты. Для этого он разработал метод, позволяющий превратить как индивидуальный полимер, так и их смесь в микросферы из углерода. Полимерные отходы – полиэтиленовые пакеты, полистироловая одноразовая посуда помещается в закрытый реактор с подогревом. Масс-спектрометрия позволила Полу обнаружить, что при 700°C, химические связи между атомами углерода и водорода разрываются.

Продуктами термического разложения являются углерод, водород и газообразные углеводороды. Пол отмечает, что процесс вторичной переработки полимерных отходов позволяет создать более экологически безопасный метод получения твердого углерода, поскольку позволяет получить углерод из отходов, а не из ископаемого топлива.

С помощью электронной микроскопии Пол обнаружил, что образующийся углерод принимает форму микросфер, диаметр которых составляет от 3 до 10 мкм. Полученные микросферы пармагнитны, они проводят электрический ток, что позволяет использовать эти микросферы для наполнения резины, для изготовления тонеров, красителей или смазочных материалов, а также анодного материала для аккумуляторов. Microspheres made of other materials, such as glass and polymers, already find commercial use in many products.

Однако Рэймонд Теллер (Raymond Teller), специалист по химии окружающей среды из Тихоокеанской Северо-западной Национальной лаборатории, заявляет, что до коммерциализации метода Пола еще очень далеко, заявляя, что в настоящее время не существует устойчивого рынка углеродных микросфер. Он заявляет, что рано говорить о возможности применения продуктов разработанного Полом пиролиза полимеров до определения оптимальной конфигурации сфер-продуктов.

Однако Пол отмечает, что в настоящее время он ведет переговоры с рядом компаний, которые заинтересованы в лицензировании технологии и использования продуктов переработки полимеров.

Источник: Environ Sci. Technol. DOI 10.1021/es100243u

метки статьи: #неорганическая химия, #органическая химия, #химическая технология, #химия полимеров